基本信息
- 項(xiàng)目名稱:
- 一種基于有效利用廢水中高鹽量降解酸性染料廢水的電化學(xué)方法
- 小類:
- 能源化工
- 大類:
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介:
- 酸性染料廢水中的有機(jī)組分大多以芳烴及雜環(huán)化合物為母體,且含有高濃度的氯化鈉。本工藝通過電解廢水,產(chǎn)生活性氯,利用其氧化性降解蒽醌類有機(jī)物,降低廢水色度的同時(shí)調(diào)節(jié)pH值,提高廢水的可生化性。達(dá)到以廢制廢的目的。
- 詳細(xì)介紹:
- 本工藝中采用DSA電極對于染料廢水進(jìn)行電解脫色,效果良好。反應(yīng)中產(chǎn)生的具強(qiáng)氧化性的活性氯,使難降解有機(jī)大分子化合物降解成小分子化合物,從而使廢水快速有效地脫色,并且提高廢水的可生化性能,降低廢水的酸度。與此同時(shí),本工藝還采用多極電化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)使的廢水的處理更加高效與徹底。
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的:研究一種技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理可行,運(yùn)行成本低,處理效率高的工藝,以解決酸性染料廢水的處理問題。 基本思路:酸性染料廢水中的有機(jī)組分大多以芳烴及雜環(huán)化合物為母體,且含有高濃度的氯化鈉。本工藝通過電解廢水,產(chǎn)生活性氯,利用其氧化性降解蒽醌類有機(jī)物,降低廢水色度的同時(shí)調(diào)節(jié)pH值,提高廢水的可生化性。達(dá)到以廢制廢的目的。 創(chuàng)新點(diǎn): (1)基于廢水中的高鹽物質(zhì),將氯堿工業(yè)的原理與廢水處理相結(jié)合,應(yīng)用電化學(xué)方法產(chǎn)生具有氧化性的活性氯,以降解染料廢水,具有環(huán)境兼容性和友好性的特點(diǎn)。 (2)采用DSA電極,提高產(chǎn)氯效率。 (3)在工藝反應(yīng)系統(tǒng)中運(yùn)用多級反應(yīng),并利用氯氣循環(huán)系統(tǒng),使其與廢水中物質(zhì)充分作用。 技術(shù)關(guān)鍵: (4)高效活性氯生成的電化學(xué)技術(shù)。通過控制電解條件,如:電源、極板材料、槽電壓、電流密度、極板間距、廢水水質(zhì)(COD、pH、含Cl-量)及電解時(shí)間等,使活性氯高效產(chǎn)生。 (2)活性氯與污染物的高效降解技術(shù)。通過控制氧化條件,如:氯氣在水中溶解度、與有機(jī)物接觸情況及廢水pH等以求得對有機(jī)污染物的高效降解。 (3)多級反應(yīng)的設(shè)計(jì)及控制。通過控制水流條件、氯氣收集及循環(huán)使電解氧化分級進(jìn)行,提高處理效果。 主要技術(shù)指標(biāo): (1)本工藝處理模擬染料廢水的最佳條件為:槽電壓9 V、pH為3、進(jìn)水初始濃度3 g/L、極板間距1 cm、電解時(shí)間150 min。 (2)出水水質(zhì):色度去除80%,BOD5/ CODCr大于0.3,pH大于5。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本工藝反應(yīng)中產(chǎn)生的活性氯,對于含親水性基團(tuán)且容易氧化的酸性陽離子染料有十分顯著的脫色效果。活性氯使廢水中難降解的有機(jī)物被氧化,從而使廢水快速有效地脫色,并且提高廢水的可生化性能,降低廢水的酸度。本工藝還采用多極電化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)使的廢水的處理更加高效與徹底。 目前染料廢水傳統(tǒng)處理方法有物理法、化學(xué)法、生物法等。物理法后處理比較復(fù)雜,易產(chǎn)生二次污染;化學(xué)法成本很高;生物法對染色分子的降解效果差,需要用絮凝沉淀處理,污泥產(chǎn)生二次污染。而本工藝中酸性染料廢水中Cl-在陽極被氧化,利用產(chǎn)生的活性氯實(shí)現(xiàn)對有機(jī)物的高效降解,不易產(chǎn)生二次污染。且在處理過程中不添加其他氧化劑,降低了處理成本。本工藝在很大程度上解決了傳統(tǒng)方法存在的問題。 與其他氧化處理染料廢水的方法相比,本工藝也具有明顯的優(yōu)勢。濕式氧化法工作條件苛刻,對設(shè)備要求高。而本工藝反應(yīng)條件溫和,常溫常壓下可進(jìn)行。較高級氧化工藝,本工藝對于活性物質(zhì)能夠充分利用,能量利用率大大提高。較Fenton氧化法,本工藝成本低,在實(shí)際應(yīng)用中有更大的優(yōu)勢。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 模型 現(xiàn)場演示 圖片
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 說明:將高鹽度酸性染料廢水通入第一級電解槽,產(chǎn)生大量活性氯,氧化廢水中難降解有機(jī)物。將溢出Cl2收集通入下一電解裝置,活性氯循環(huán)使用使之與廢水中有機(jī)物充分接觸,達(dá)到降解目的。 技術(shù)特點(diǎn)優(yōu)勢: 以廢治廢,高效降解,經(jīng)濟(jì)節(jié)能,多級處理。 范圍:本工藝作為一種預(yù)處理技術(shù),可應(yīng)用在染料生產(chǎn)廠,污水處理廠。主要針對高鹽度、高色度的酸性染料廢水。對制藥、紡織等其他工業(yè)中產(chǎn)生的酸性高鹽廢水也有較好的處理效果。 市場分析經(jīng)濟(jì)效益:隨著工業(yè)的發(fā)展,確定出一種合理有效解決染料廢水問題的技術(shù)方案就顯得尤為重要。而本工藝?yán)秒娊鈴U水中本身的高鹽物質(zhì),產(chǎn)生活性氯來降解有機(jī)物,達(dá)到有效廢水處理目的。工藝設(shè)備簡單、操作簡便,初期投資小、運(yùn)行費(fèi)用低,與同類處理工藝相比具有強(qiáng)大的競爭力。 經(jīng)濟(jì)方面,該技術(shù)能夠?qū)⒊R?guī)經(jīng)濟(jì)成本降低20%,.工藝設(shè)備簡便,對運(yùn)行條件的要求低,使用低電壓、低電流電解氧化技術(shù),使得運(yùn)行費(fèi)用大幅度降低。此外,工藝不需要添加額外氧化劑,進(jìn)一步降低了處理費(fèi)用,具有很好的應(yīng)用前景。
同類課題研究水平概述
- 酸性染料廢水組分復(fù)雜、色度深,廢水中的有機(jī)組分大多以芳烴及雜環(huán)化合物為母體,并帶有顯色基團(tuán)及極性基團(tuán)。其處理工藝一直是業(yè)內(nèi)的研究熱點(diǎn)。但由于染料廢水的處理難度很大,國內(nèi)外研究人員一直未能找到一種高效、低成本的處理方法。 目前染料廢水的處理方法主要包括物理法、化學(xué)法與生化法,如活性炭吸附, 光催化氧化法與生物處理等?;钚蕴烤哂休^強(qiáng)的吸附能力,但活性炭價(jià)格昂貴,不易再生。光催化氧化法但是投資和能耗高。生化法對環(huán)境污染少,但染料廢水水質(zhì)波動大,種類多,毒性高,可生化性差,微生物對溫度和pH條件要求較苛刻,很難適應(yīng)。并且由于微生物對染料僅起吸附作用而不是降解作用,因此生化法對色度的去除率低。這些傳統(tǒng)方法在一定程度上存在著缺陷。 因此許多研究人員尋找可取而代之的氧化方法,如臭氧氧化,電催化氧化和電化學(xué)氧化等。研究人員對電化學(xué)協(xié)同光化學(xué)促進(jìn)染料降解效率,臭氧氧化法脫色與去除COD也有所研究,但效果并不明顯。 近年來,電化學(xué)法在處理染料廢水等領(lǐng)域愈來愈受人們重視,也得到了一定程度的應(yīng)用。電解法具有環(huán)境兼容性和友好性的特點(diǎn),在廢水處理過程中不需要再添加氧化劑,沒有或很少產(chǎn)生二次污染[12]。由于廢水中含有相當(dāng)數(shù)量的氯化物,因此生成活性氯的成本較低。電化學(xué)處理過程中,污染物既可通過直接氧化去除也可通過間接氧化去除。直接氧化過程中污染物首先被吸附到陽極表面,然后通過陽極電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)而被氧化。間接氧化過程中,電極表面產(chǎn)生強(qiáng)氧化劑(次氯酸根/氯氣、臭氧和過氧化氫),溶液中的污染物被產(chǎn)生的氧化劑氧化。所有的氧化劑原位產(chǎn)生而后立即參加氧化反應(yīng)[。電解時(shí)盡管有少數(shù)有機(jī)組分在陽極表面被直接氧化,但氯化物存在時(shí)大部分有機(jī)物質(zhì)被生成的活性氯氧化降解。Israilides與Vlyssides 用Ti/Pt陽極電解染整廢水,40min后COD,BOD與色度的去除率分別為92%,92.2%和94%。。Szpyrkowicz等用七種不同的電極材料降解分散染料。采用Ti/Pt-Ir陽極,在富氯廢水酸性條件下降解效果最好。 本工藝中采用DSA電極對于染料廢水進(jìn)行電解脫色,效果良好。與同類型處理工藝相比,具有較強(qiáng)競爭力。