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成型碳電極處理工業電鍍廢水專利技術

 

一、電絮凝工業廢水處理技術的概況:
電絮凝廢水處理技術早產生于美國,主要應用于船體污泥和含油廢水處理的治理,經過多年來的改進及提高后被廣泛應用于冶煉廠、電鍍廠等金屬離子污染廢水的無害化處理,并取得了滿意的結果。但是由于現代的工業技術的不斷發展,各種含有絡合離子成分的工業廢水越來越普遍的存在,導致早年的用鐵或其他含有金屬成分的電極無法有效地去除工業廢水中的各種有害成分,因此本專利發明選用了具有良好的導電性,但又不會造成電極表面鈍化的成型碳作為電極,徹底解決了由于電化學反應過程中電極容易鈍化造成的工業廢水不能得到徹底處理達標的難題。
  成型碳電極在電鍍廢水處理過程中工作原理是,在存放一定量的成型碳電極的廢水槽中通入一定的電量,使之產生電化學的效應,即電解氧化、電解還原和電解氣浮。
a、電解氧化:電解過程中的氧化作用可以分為直接氧化,即污染物直接在陽極失去電子而發生氧化;和間接氧化,利用溶液中的電極電勢較低的陰離子,例如OH-、Cl-在陽極失去電子生成新的較強的氧化劑的活性物質Cl2等:而氯氣在水中很容易產生次氯酸根,例如:
2Cl-   →  Cl2 ↑ + 2e 
Cl2 + H2O → HClO + HCl
HClO →H+ + ClO-
在電解氧化過程中誰被分解為H+  HO- :
H2O → • OH + H+ + e
有機物 +  • OH (羥基自由基)→ 穩定的分子結構產物
利用這些活性物質使污染物失去電子,其氧化分解作用可以降低原液中的BOD5、COD、NH3-N等。

b、電解還原:電解過程中的還原作用也可以分為兩類。一類是直接還原,
例如:Ni2+  + 2e → Ni          Cr6+ + 3e → Cr3+
             Cu2+ + 2e → Cu          Zn2+ + 2e → Zn   等等, 
即污染物直接在陰極上得到電子而發生還原作用。另一類是間接還原,污染物中的陽離子首先在陰極得到電子,使得電解質中高價或低價金屬陽離子在陰極得到電子直接被還原為低價陽離子生成氫氧化物或金屬沉淀。

c、電解氣浮:電解氣浮是對廢水進行電解,當電壓達到水的分解電壓時,在陰極和陽極上分別析出氫氣和氧氣。氣泡尺寸很小,分散度高,作為載體粘附水中的懸浮固體而上浮,這樣很容易將污染物質去除。電解氣浮既可以去除廢水中的疏水性污染物,也可以去除廢水中的親水性污染物。

二、成型碳電極處理工業電鍍廢水的技術優勢:
(1)   成型碳電極處理工業電鍍廢水運行平穩,其工藝特點是可以通過控制電量的變化來控制水處理的速度,以保證廢水處理結果的水質穩定,徹底解決了化學法由于無法動態的根據濃度變化而控制反應時間的缺陷,同時克服了化學法生化法由于藥劑和生化菌在生產廠家的變化,以及在質量、配比性、投加量等的變化因素造成的對污水處理質量的不穩定。
(2)  成型碳電極處理工業電鍍廢水的工藝在占地面積投入要比化學法工業廢水處理減少50%,一次性設備投入與化學法基本相當,成型碳電極處理工業電鍍廢水工藝運行成本僅為傳統化學法處理工藝的50%-70%;(根據不同的濃度和成分)

(3)   成型碳電極處理工業電鍍廢水產生的污泥量比傳統的化學法處理工藝產生的污泥量少約30% —40%,原因是成型碳電解處理不需要加入大量的化工材料,從而大大降低了污泥的處置費用。而且作為可利用金屬的回收也是很具有價值潛能。

(4)  成型碳電極處理工業電鍍廢水,在電解過程中產生的氫氧根(羥基自由基)比化學法加入的氫氧化物的活性高,其膠融狀態的基團凝聚吸附能力很強, 因此對工業廢水的吸附沉淀處理效果更好,尤其是成型碳電解處理工業廢水的工藝沒有加入其他材料因此不會使水中的SO42-、Cl-、NO3-、PO43-及C源等急劇增加,不會使細菌和藻類賴以生長的成分產生富集而使水體富營養化。

(5)  在成型碳電極處理工業電鍍廢水過程中,陽極上產生的氧和氯可使一般的有機物發生氧化反應,從而可以明顯降低COD,并起到殺菌作用;陰極上發生的還原作用使氧化型色素還原而成為無色物質;
(6)   通過成型碳電極處理后的中水很容易進入再深化處理而達到一般工業用水標準,使企業的中水回用率達到60%—80%,整個處理過程無污染,從而達到節能減排的綠色環保工藝要求。
(7)  成型碳電極處理工業電鍍廢水的設備的投資和化學藥劑法設備的投資相當,但前者除調節PH外不用加化學材料,降低了運行成本,并且設備緊湊占地面積小,自動化程度高,管理簡單,操作人員的人為影響因素較小。

三、成型碳電極處理工業電鍍廢水技術的關鍵環節:
    成型碳電極處理工業電鍍廢水在國外已經有一段歷史了, 但是由于使用鐵或鋁作為電極,因此始終沒有得到廣泛的應用,因為在電解過程中,電極的鈍化始終困擾著這項技術被大量的推廣,現在我們找到了可以代替鐵或鋁的成型碳作為電極,既可以發揮電解法的氧化還原的優勢,又可以不會因為電極表面的鈍化而無法繼續進行電化學氧化還原反應。這就是成型碳電極處理工業電鍍廢水的關鍵環節。
另一方面,成型碳電極處理工業電鍍廢水技術從外觀上看很類似于一般的電解槽和電源,但是其真正的結果確是一般電解槽無法做到的,因此他的電源設備,以及他的處理工藝就是他能夠做到對工業廢水進行有效處理的關鍵技術,由于每一種工業廢水都有不同的成分組合,因此意味著需要不同的電解氧化還原效果,如果每一種廢水都能有佳的處理工藝,即從工藝參數到電源配置相結合選擇佳技術組合,從而得到處理效率高,運行成本低,中水回用率高,占地面積小的佳效果。真正的做到節能減排,反之沒有找出佳技術組合,雖然也可以電化學處理廢水,但是結果就是,運行成本高,處理效果差同時導致中水回用率低。由此可見,成型碳電極處理工業電鍍廢水技術其真正的性價比,是有其不溶解性不鈍化的成型碳作為電極,同時選有佳工藝參數的技術組合,可以得到高的工業廢水處理的性價比。

 

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