[實(shí)用新型]一種處理酸性含砷溶液的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720312145.4
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN206635086U
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李林波;余澤利;洪濤
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/469;C02F1/36;C02F1/72
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司61200
• 代理人: 陸萬壽

【技術(shù)領(lǐng)域】

本實(shí)用新型涉及含砷溶液處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種處理酸性含砷溶液的裝置。

【背景技術(shù)】

砷是一種毒性極強(qiáng)的類金屬，砷化合物大多都有劇毒，其在酸性廢水中主要以三價(jià)形式存在，而三價(jià)砷的毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于五價(jià)砷，而低濃度砷更是難以治理，目前除砷的方法主要有沉淀法、吸附法、氧化劑氧化法、膜分離法、離子交換法、生物法等。但這些處理方法存在運(yùn)行成本高、處理不徹底、二次廢渣污染嚴(yán)重等缺陷。

【實(shí)用新型內(nèi)容】

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種處理酸性含砷溶液的裝置，能夠使三價(jià)砷離子和硫酸根類離子得到很好的富集，并在陽極區(qū)被氧化，達(dá)到除砷的目的。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)解決方案：

一種處理酸性含砷溶液的裝置，包括超聲波發(fā)生系統(tǒng)和電解池，電解池的中部設(shè)有陰離子交換膜和陽離子交換膜，陰離子交換膜和陽離子交換膜之間填充有混合樹脂，在電解池中陰離子交換膜一側(cè)設(shè)置有陽極板，在電解池中陽離子交換膜一側(cè)設(shè)置有陰極板，陽極板和陰極板正對設(shè)置，超聲波發(fā)生系統(tǒng)的超聲波探頭設(shè)置在電解池中設(shè)置陽極板的陽極區(qū)內(nèi)。

所述陽離子交換膜為聚乙烯異相陽離子交換膜，陰離子交換膜為聚乙烯異相陰離子交換膜，混合樹脂為陰陽離子混合樹脂。

所述混合樹脂中陽離子樹脂和陰離子樹脂按照體積比為1:2進(jìn)行混合。

所述陽極板的材料為鈦基鍍鉑材料、純鉑或PbO₂。

所述陰極板的材料為石墨材料或鉛。

所述陽極板設(shè)置在陰離子交換膜與電解池壁之間的中部，陰極板設(shè)置在陽離子交換膜與另一側(cè)電解池壁之間的中部。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果：

本實(shí)用新型通過將EDI和超聲電化學(xué)氧化法結(jié)合處理酸性含砷溶液，超聲波發(fā)生系統(tǒng)的超聲波探頭設(shè)置在電解池中設(shè)置陽極板的陽極區(qū)內(nèi)，利用超聲空化作用產(chǎn)生的羥基和過氧化氫自由基，能夠提高過一硫酸的產(chǎn)量，促進(jìn)三價(jià)砷的氧化，還能夠增加離子活性，加快傳質(zhì)過程，減小溶液濃差極化，從而達(dá)到降低槽電壓，提高電流效率，減小能耗的目的，在超聲波發(fā)生系統(tǒng)和電場力作用下，酸性含砷溶液中的硫酸根類離子和三價(jià)砷絡(luò)合離子先后通過離子交換樹脂和陰離子選擇膜進(jìn)入陽極區(qū)，在陽極區(qū)得到很好的富集，硫酸根類離子和三價(jià)砷在陽極直接被氧化為過一硫酸和五價(jià)砷，溶液中的三價(jià)砷被過一硫酸間接氧化為五價(jià)砷；酸性含砷溶液中的鈉離子和氫離子先后通過離子交換樹脂和陽離子交換膜進(jìn)入電解池中設(shè)置陰極板的陰極區(qū)，形成氫氧化鈉；陰離子交換膜和陽離子交換膜之間的中間區(qū)溶液的陰陽離子得到很好分離，最終變?yōu)閮艋海瑑艋蟮娜芤汉榱亢苄。_(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，電解時(shí)，陽極反應(yīng)中，除主反應(yīng)外，還有析氧副反應(yīng)，該反應(yīng)是降低電流效率的主要原因，因此在陽極液中加入析氧抑制劑，析氧抑制劑只影響氧氣發(fā)生的動(dòng)力學(xué)，而不影響SO₄^2-(或HSO₄^-)放電的動(dòng)力學(xué)，使陽極上氧氣析出速度降低，有利于SO₄^2-(或HSO₄^-)離子放電過程的進(jìn)行。

【附圖說明】

圖1為本實(shí)用新型的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為通過本實(shí)用新型的裝置處理酸性含砷溶液時(shí)離子遷移的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1-電解池，2-陽極板，3-陰極板，4-陰離子交換膜，5-陽離子交換膜，6-超聲波發(fā)生系統(tǒng)，7-超聲波探頭，8-混合樹脂，9-陽極區(qū)，10-中間區(qū)，11-陰極區(qū)，12-途徑a，13-途徑b，14-途徑c。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。

如圖1所示，本身實(shí)用新型的處理酸性含砷溶液的裝置，包括超聲波發(fā)生系統(tǒng)6和電解池1，電解池1的中部設(shè)有陰離子交換膜4和陽離子交換膜5，陰離子交換膜4和陽離子交換膜5之間填充有混合樹脂8，混合樹脂8中陽離子樹脂和陰離子樹脂按照體積比為1:2進(jìn)行混合，陽離子交換膜5為聚乙烯異相陽離子交換膜，陰離子交換膜4為聚乙烯異相陰離子交換膜，混合樹脂8為陰陽離子混合樹脂，在電解池1中陰離子交換膜4一側(cè)設(shè)置有鈦基鍍鉑材料的陽極板2，在電解池1中陽離子交換膜5一側(cè)設(shè)置有石墨材料的陰極板3，陽極板2和陰極板3正對設(shè)置，超聲波發(fā)生系統(tǒng)6的超聲波探頭7設(shè)置在電解池1中設(shè)置陽極板2的陽極區(qū)9內(nèi)。