申请日2014.01.26
公开(公告)日2015.04.01
IPC分类号C02F9/14; C02F1/461
摘要
本发明公开了一种电解废水处理装置，包括电解池，电解池的下部设有废水进水管，电解池内的中部由下而上依次设有铁碳内电解区和极板外电解区，电解池的上部设有溢流口。本发明还公开了一种PVB生产废水处理装置，包括依次连接的废水池、电解废水处理装置、加药池、第一斜板沉淀池、第一生物接触氧化池、第二生物接触氧化池、第二斜板沉淀池和回用水池。本发明还公开了一种PVB生产废水处理装置的废水处理工艺，包括铁碳电解、加药反应、第一次沉淀、连续两次氧化反应和第二次沉淀。本发明通过将铁碳内电解区和极板外电解区组合集成于电解池内，使废水在电解池内实现铁碳内电解和极板外电解两种电解反应，显著降低COD，明显提升废水处理效果。
权利要求书
1.一种PVB生产废水处理装置，包括依次连接的废水池、加药池、第一 斜板沉淀池、第一生物接触氧化池、第二生物接触氧化池、第二斜板沉淀池和 回用水池，其特征在于：还包括电解废水处理装置，所述电解废水处理装置的 入口与所述废水池的出口连接，所述电解废水处理装置的出口与所述加药池的 入口连接;所述电解废水处理装置包括电解池，所述电解池的下部设有废水进 水管，所述电解池内的中部由下而上依次设有铁碳内电解区和极板外电解区， 所述铁碳内电解区内装有由铁屑和碳粒组成的铁碳填料，所述极板外电解区内 设有水平方向间隔排列的多个电极极板，相邻的两个所述电极极板分别外接直 流电源的正极和负极，所述电解池的上部设有溢流口，所述溢流口与废水出水 管的内端连接。
2.根据权利要求1所述的PVB生产废水处理装置，其特征在于：所述电 极极板为钛极板、铂极板或钯极板;所述电极极板的间距为5-15cm。
3.根据权利要求1所述的PVB生产废水处理装置，其特征在于：所述电 解池内的下部设有水分布器和曝气器，所述水分布器的入口与所述废水进水管 连接，所述水分布器的出口向上，所述电解池的下部还设有空气进气管，所述 曝气器的入口与所述空气进气管连接，所述曝气器的出口向上;所述曝气器位 于所述水分布器的下面;所述电解池的顶部安装有集气罩，所述集气罩的顶部 安装有废气管。
4.一种如权利要求1、2或3所述的PVB生产废水处理装置的废水处理工 艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)铁碳电解：废水在电解废水处理装置中停留2～4小时，电解池内下 部设置的曝气器的曝气量为3～5m3/h，铁碳内电解区内的铁碳填料的铁屑和碳 粒之间的体积比为1:1，极板外电解区内的多个电极极板外接的直流电源的正、 负极每小时切换一次;
(2)加药反应：向加药池内加入浓度为5%的氢氧化钠溶液和浓度为1%的 PAM溶液，在加药池内的底部设置曝气器使两种溶液混合均匀;用氢氧化钠溶 液将加药池内的废水PH调节至7～8，加入的PAM溶液为加药池内废水体积的 0.5～1‰;
(3)第一次沉淀;
(4)第一次氧化反应：在第一生物接触氧化池中，溶解氧浓度为3mg/L， 溶液PH为7～8，停留时间为10～20小时;
(5)第二次氧化反应：在第二生物接触氧化池中，溶解氧浓度为3mg/L， 溶液PH为7～8，停留时间为10～20小时;
(6)第二次沉淀，清水进入回用水池，废水处理完成。
5.根据权利要求4所述的废水处理工艺，其特征在于：所述步骤(1)中， 所述电极极板为钛极板、铂极板或钯极板。
6.根据权利要求4所述的废水处理工艺，其特征在于：所述步骤(1)中， 所述直流电源的电压为24V或36V。
7.根据权利要求4所述的废水处理工艺，其特征在于：所述步骤(1)中， 废水在电解废水处理装置中停留2、2.5或4小时，电解池内下部设置的曝气器 的曝气量为3、4或5m3/h;所述步骤(2)中，加入的PAM溶液为加药池内废 水体积的0.5‰、0.8‰或1‰;所述步骤(4)和步骤(5)中，停留时间为10、 12.5或20小时。
说明书
电解废水处理装置、PVB生产废水处理装置及工艺
技术领域
本发明涉及一种废水处理装置及工艺，尤其涉及一种电解废水处理装置、 PVB生产废水处理装置及工艺。
背景技术
聚乙烯醇缩丁醛(简称PVB)是由聚乙烯醇(简称PVA)与丁醛在酸催化下 缩合的产物。现有生产工艺中会产生一种高浓度酸性有机废水，主要含PVB、 PVA、丁醛和盐酸，经检测，化学需氧量COD约20000mg/L，氯离子约10000mg/L， pH<1。
现有技术通常采用先中和再反渗透的方法，这会导致碱消耗量大，同时反 渗透膜会出现失效快、再生频率高的缺点。
目前采用的铁碳微电解废水处理装置的原理为：当将铁屑和碳颗粒浸没在 酸性废水中时，由于铁和碳之间的电极电位差，废水中会形成无数个微原电池。 这些细微电池是以电位低的铁成为阳极，电位高的碳做阴极，在含有酸性电解 质的水溶液中发生电化学反应的，反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子 进入溶液。其反应过程如下：
阳极(Fe):Fe-2e→Fe2+
阴极(C):2H++2e→2[H]→H2
反应中，产生的了初生态的Fe2+和原子H，它们具有高化学活性，能改变废 水中许多有机物的结构和特性，使有机物发生断链、开环等作用，从而达到废 水处理的目的。
但目前单纯的铁碳微电解装置的处理效果还是不够理想，而且存在需较长 停留时间、处理效率低的问题。
目前，PVB生产废水处理工艺为先中和再反渗透的方法，这会导致碱消耗 量大，同时反渗透膜会出现失效快、再生频率高的问题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种电解废水处理装置、 PVB生产废水处理装置及工艺。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
本发明所述电解废水处理装置包括电解池，所述电解池的下部设有废水进 水管，所述电解池内的中部由下而上依次设有铁碳内电解区和极板外电解区， 所述铁碳内电解区内装有由铁屑和碳粒组成的铁碳填料，所述极板外电解区内 设有水平方向间隔排列的多个电极极板，相邻的两个所述电极极板分别外接直 流电源的正极和负极，所述电解池的上部设有溢流口，所述溢流口与废水出水 管的内端连接。
上述结构中，铁碳内电解区的作用在于：铁碳填料，在废水的酸性环境中， 铁屑和碳粒之间形成无数个微原电池，使废水中大分子有机物分解，进而使COD 下降;极板外电解区的作用在于：电极极板在废水中发生如下反应：阳极发生 反应为：2Cl--2e→Cl2，阴极发生反应为：Fe2++2e→Fe，达到减少Cl-的目的。 经过铁碳内电解和极板外电解后的废水，从溢流口溢流出并由废水出水管送到 后工段做进一步生化处理。
作为优选，述电极极板为钛极板、铂极板或钯极板;所述电极极板的间距 为5-15cm，更优选为10cm。
为了便于控制，所述直流电源为正、负极能够切换的24V或36V电源。
为了使废水在电解区分布更加均匀，所述电解池内的下部设有水分布器和 曝气器，所述水分布器的入口与所述废水进水管连接，所述水分布器的出口向 上，所述电解池的下部还设有空气进气管，所述曝气器的入口与所述空气进气 管连接，所述曝气器的出口向上;所述曝气器位于所述水分布器的下面;所述 电解池的顶部安装有集气罩，所述集气罩的顶部安装有废气管。
曝气器具有提供氧气、防止铁屑板结、使废水湍动使其混合均匀、减少废水 在电解池内的停留时间的作用。其中，防止铁屑板结的原理是氧气会与铁离子 发生反应，具体反应式如下：
O2+4H++4e→2H2O;
O2+2H2O+4e→4OH-;
4Fe2++O2+4H+→2H2O+4Fe3+。
反应中生成的OH-是出水pH值升高的原因。
本发明所述PVB生产废水处理装置，包括依次连接的废水池、加药池、第 一斜板沉淀池、第一生物接触氧化池、第二生物接触氧化池、第二斜板沉淀池 和回用水池，还包括上述电解废水处理装置，所述电解废水处理装置的入口与 所述废水池的出口连接，所述电解废水处理装置的出口与所述加药池的入口连 接。
本发明所述PVB生产废水处理装置的废水处理工艺，包括以下步骤：
(1)铁碳电解：废水在电解废水处理装置中停留2～4小时，电解池内下 部设置的曝气器的曝气量为3～5m3/h，铁碳内电解区内的铁碳填料的铁屑和碳 粒之间的体积比为1:1，极板外电解区内的多个电极极板外接的直流电源的正、 负极每小时切换一次;
(2)加药反应：向加药池内加入浓度为5%的氢氧化钠溶液和浓度为1%的 PAM溶液，在加药池内的底部设置曝气器使两种溶液混合均匀;用氢氧化钠溶 液将加药池内的废水PH调节至7～8，加入的PAM溶液为加药池内废水体积的 0.5～1‰;
(3)第一次沉淀;
(4)第一次氧化反应：在第一生物接触氧化池中，溶解氧浓度为3mg/L， 溶液PH为7～8，停留时间为10～20小时;
(5)第二次氧化反应：在第二生物接触氧化池中，溶解氧浓度为3mg/L， 溶液PH为7～8，停留时间为10～20小时;
(6)第二次沉淀，清水进入回用水池，废水处理完成。
作为优选，所述步骤(1)中，所述电极极板为钛极板、铂极板或钯极板， 所述直流电源的电压为24V或36V。
具体地，所述步骤(1)中，废水在电解废水处理装置中停留2、2.5或4小 时，电解池内下部设置的曝气器的曝气量为3、4或5m3/h;所述步骤(2)中， 加入的PAM溶液为加药池内废水体积的0.5‰、0.8‰或1‰;所述步骤(4)和 步骤(5)中，停留时间为10、12.5或20小时。
本发明的有益效果在于：
本发明所述电解废水处理装置通过将铁碳内电解区和极板外电解区组合集 成于电解池内，使废水在电解池内实现铁碳内电解和极板外电解两种电解反应， 显著降低COD，实现废水处理效果的明显提升;同时，将曝气器集成于电解池 内底部，使废水与铁屑和碳粒混合更加均匀，净化效果更好，并明显减少废水 在电解池内的停留时间，提高了废水处理效率。
本发明所述PVB生产废水处理装置利用废水酸性特点，采用铁碳微电解+ 外电解后再进行生化接触氧化的工艺，使出水达到回用标准，氢氧化钠的消耗 量小，并解决了反渗透膜失效快、再生频率高的问题。