鐵碳內(nèi)電解-Fenton氧化-電解電催化氧化法聯(lián)合處理廢水的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，特指應(yīng)用鐵碳內(nèi)電解-Fenton氧化-電解電催化氧化法聯(lián)合處理含有吡啶、氰化物、烷烴類、苯醌類、咪唑酮類、高鹽分廢水的一種復(fù)合處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]全國工業(yè)每年排放的廢水約為I億t。廢水具有有機(jī)物濃度高，毒性大，污染物成分復(fù)雜，難生物降解物質(zhì)多，水質(zhì)、水量常有波動等特點。其中已進(jìn)行處理的占總量的7%，處理達(dá)標(biāo)的僅占已處理的I % ο這些廢水排入江河水體，直接造成環(huán)境總磷、氨氮等超標(biāo)，使水體富營養(yǎng)化，藻類植物大量繁殖。另外有些含高毒農(nóng)藥及酚、氰等化合物的廢水排放，不僅嚴(yán)重地破壞了水體生態(tài)，而且對人類的生存環(huán)境構(gòu)成了極大的威脅。
[0003]鐵碳內(nèi)電解氧化的基本原理為低電位的Fe與高電位的C在廢水中產(chǎn)生電位差，具有一定導(dǎo)電性的廢水充當(dāng)電解質(zhì)，形成無數(shù)的微小原電池，產(chǎn)生了電極反應(yīng)，由此引發(fā)的一系列反應(yīng)。
[0004]Fenton法是研宄最為廣泛的一種工藝。Fenton試劑是由H2O2和Fe 2+混合后得到的一種強(qiáng)氧化劑。通過在足夠低的PH條件下(2?5)，F(xiàn)e2+與H2O2作用，生成羥自由基.0Η而進(jìn)行的游離基反應(yīng)氧化有機(jī)物。
[0005]電解電催化氧化法主要是電解池中的電極在外電場下陽極發(fā)生氧化反應(yīng)和陰極發(fā)生還原反應(yīng)，利用電極產(chǎn)生的活性羥基自由基氧化有機(jī)物，利用陰極還原水中的溶解氧還原產(chǎn)生H2O2,在亞鐵離子的催化作用下，發(fā)生“類Fenton”效應(yīng)，降解廢水中有機(jī)污染物，將能大大提高電流效率，降低處理成本。
[0006]這三種廢水處理方法已得到普遍研宄，但各自存在一些缺點，限制了廢水處理的實際應(yīng)用。針對含有吡啶、氰化物、烷烴類、苯醌類、咪唑酮類、高鹽分廢水的特點，采用將鐵碳內(nèi)電解法、Fenton氧化法和電解電催化氧化法三種方法串聯(lián)起來，取長補(bǔ)短，共同作用，可以高效處理廢水。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，結(jié)合廢水的性質(zhì)，提供一種鐵碳內(nèi)電解-Fenton氧化-電解電催化氧化法聯(lián)合處理廢水的方法及裝置，可以高效處理難降解廢水。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種鐵碳內(nèi)電解-Fenton氧化-電解電催化氧化聯(lián)合工藝處理廢水的方法，采用鐵碳內(nèi)電解-Fenton氧化-電解電催化氧化，廢水先在鐵碳內(nèi)電解填料塔內(nèi)進(jìn)行鐵碳內(nèi)電解再進(jìn)行Fenton法處理，使鐵碳內(nèi)電解后溶液中剩余的Fe2+得到充分氧化反應(yīng)，再進(jìn)行電解催化氧化反應(yīng)使廢水中的雜環(huán)有機(jī)物徹底分解。
[0009]所述的廢水的COD含量為31000-40000mg/L，B0D/C0D小于0.1，含有吡啶、氰化物、烷烴類、苯醌類、咪唑酮類有機(jī)物。
[0010]鐵碳內(nèi)電解填料塔內(nèi)是以鐵碳催化劑顆?；旌咸畛?；所述的鐵碳催化劑體積比為1:3-8。
[0011]電解催化氧化反應(yīng)中，陽極電極采用鈦基稀土金屬氧化物摻雜材料，摻雜的稀土金屬氧化物材料為Ta、B1、Pr中兩種或兩種以上任意比例摻雜復(fù)合。
[0012]Fenton試劑是由Fe2+離子和!1 202組成。
[0013]應(yīng)用于所述的鐵碳內(nèi)電解-Fenton氧化-電解電催化氧化法聯(lián)合處理廢水的方法中的裝置，主要由鐵碳內(nèi)電解填料塔、Fenton池、電解池、出水混凝沉淀池和出水池串聯(lián)。
[0014]還設(shè)有曝氣裝置氣泵，氣泵與鐵碳內(nèi)電解填料塔相連。
[0015]所述的鐵碳內(nèi)電解-Fenton氧化-電解電催化氧化法聯(lián)合處理廢水的反應(yīng)均在常溫、常壓下進(jìn)行。
[0016]有益效果:
[0017]1.本發(fā)明公開了鐵碳內(nèi)電解-Fenton氧化-電解電催化氧化聯(lián)合工藝技術(shù)處理廢水法。
[0018]2.開發(fā)出的鐵碳內(nèi)電解-Fenton氧化-電解電催化氧化聯(lián)合工藝技術(shù)再經(jīng)混凝沉淀工藝具有高效的降解作用，針對含有難降解的大分子有毒有害有機(jī)物、雜環(huán)類，高COD的廢水處理效果出色，無二次污染，出水COD去除率到達(dá)75%以上，BOD5ZiCODcJA 0.1以下可達(dá)到0.3以上，可生化性大大提高。
[0019]3.操作可行，整個反應(yīng)均在常溫、常壓條件下進(jìn)行，節(jié)約資源，產(chǎn)生的廢渣亞鐵離子可進(jìn)行循環(huán)利用。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明流程示意圖。
[0021]其中，I為廢水池，2為氣泵，3為鐵碳內(nèi)電解填料塔，4為Fenton池，5為電解池，6為出水混凝沉淀池，7為出水池。
【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明鐵碳內(nèi)電解-Fenton氧化-電解電催化氧化處理廢水的方法，廢水鹽分高，含有吡啶、氰化物、烷烴類、苯醌類、咪唑酮類有機(jī)物，毒性大、色度高、COD高，B0D/C0D低，可生化性差。包括鐵碳內(nèi)電解、Fenton氧化和電解電催化氧化三部分組成，先將廢水進(jìn)行內(nèi)電解處理，再進(jìn)行Fenton氧化處理，最后進(jìn)行電解。
[0023]將三種方法串聯(lián)起來組成完整工藝處理廢水，可以處理含多種該類有機(jī)類物質(zhì)的廢水。Fe/C內(nèi)電解過程通過原電池反應(yīng)中由電位差引起的腐蝕反應(yīng)和鐵的羥基絡(luò)合物作用，使有機(jī)物發(fā)生斷裂、開環(huán)等作用；無需再添加亞鐵鹽，產(chǎn)生的Fe2+和加入的H2O2形成Fenton試劑，產(chǎn)生大量具有強(qiáng)氧化能力的羥基自由基，誘發(fā)鏈反應(yīng)，再通過電解電催化過程中催化性能出色的金屬氧化物電極，產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的羥基自由基或超氧自由基，活潑的自由基與一些有機(jī)物發(fā)生電化學(xué)作用，可對該類廢水完全高效降解，
[0024]所述的設(shè)備中加曝氣裝置一方面不斷補(bǔ)充氧氣，氧化有機(jī)物，另一方面起到與攪拌相同作用，避免鐵肩結(jié)塊。
[0025]內(nèi)電解填充顆粒由不同鐵碳比的顆粒物混合組成；電解的陰極采用不銹鋼電極，陽極采用鈦基Ta、B1、Pr等兩種或兩種以上稀土金屬氧化物摻雜復(fù)合材料。
[0026]實施例1
[0027]1.將IL初始COD含量為32000mg/L，B0D/C0D小于0.1的廢水由氣泵打入內(nèi)電解填料塔中，填料使用自制的鐵碳體積比為1:1的混合顆粒物，調(diào)節(jié)PH到2.5，曝氣，處理完畢后；gFenton池，加入20g H2O2溶液，調(diào)節(jié)pH至2進(jìn)行氧化反應(yīng)，反應(yīng)完畢后；進(jìn)入電解池進(jìn)行電解氧化，電解陽極材料采用自己制作的鈦基摻雜Pr金屬氧化物材料，制備方法參考Z.He, C.Huang, Q.Wang, Z.Jiang, J.Chen, S.Song, Int.J.Electroc