申请日2011.08.15
公开(公告)日2011.12.28
IPC分类号C02F1/461; C02F103/36; C02F1/72
摘要
一种桃醛废水的处理方法，涉及制备桃醛的生产过程中产生的废水的处理方法。本发明用桃醛生产过程中产生的废水为电解液，利用活性碳纤维布缠绕包裹或者不缠绕包裹石墨片、不锈钢片制成电解电极，用鼓泡机鼓泡供氧，在直流电流作用下进行电氧化处理。本发明能对桃醛生产工程中产生的COD值高且有机物种类多的废水进行连续不断的处理，并具有处理时间短，处理效果好，处理效率高;工艺简单，操作简便，能耗低，处理成本低;降低碳排放，有利于环保，便于工业化推广应用等特点。本发明可广泛应用于工业生产中有机废水的处理，特别适用于桃醛生产过程中的废水处理。
权利要求书
1.一种桃醛废水的处理方法，其特征在于其具体步骤如下：
(1)制备阴、阳电极
先用长度为10～250cm、宽度为4～150cm、厚度为0.5～20cm的石墨片和不锈钢片，分 别作为阴极或阳极的电极基材，再用宽度为电极基材长度的30%～80%，长度为电极基材宽度 的200%～450%的活性碳纤维布，缠绕包裹或不缠绕包裹在电极基材上，并用活性碳纤维布条 固定;
(2)组建电解槽
第(1)步完成后，先将第(1)步制备的阴、阳电极分别固定在绝缘棒上，再放入盛有 桃醛废水的电解池中，要求电解池中的桃醛废水(即电解液)全淹没所述阴极或阳极上的活 性碳纤维布，接着调整所述阴、阳电极之间的距离为1～200cm，然后将鼓泡机的输出管放入 电解池的底部，最后将所述的阴、阳电极通过绝缘缆线分别与直流电源的负、正极连接;
(3)进行电氧化处理
第(2)步完成后，先用硫酸调节电解池中桃醛废水电解液的pH值为1～7，再接通直流 电源进行电解，进行电解的电压为5～45V，并通过在电解池中加入硫酸钠固体调整电解的电 流为0.1～5A，然后启动鼓泡机，使桃醛废水电解液在鼓泡供氧中进行电解，在电氧化处理 过程中，每隔20～30min取电解液样用化学需氧量速测仪进行检测，当桃醛废水处理达标时， 记录时间，切断直流电源，停止电解，并关闭鼓泡机，停止鼓泡供氧，最后将电解池中的经 电氧化处理达标的桃醛废水排放后，再次向电解池中注入桃醛废水，再次接通电源，再次启 动鼓泡机，再次对桃醛废水进行电氧化处理、检测，如此重复，连续不断地处理桃醛生产中 产生的桃醛废水。
2.按照权利要求1所述的一种桃醛废水的处理方法，其特征在于：
第(1)步中，电解阴极的电极基材为长度为10cm、宽度为4cm、厚度为0.5cm的石墨 片，包裹石墨片阴极电极基材的活性碳纤维布的宽度为电极基材长度的80%、长度为电极基 材宽度的200%，不锈钢片阳极的长度为10cm、宽度为4cm、厚度为0.5cm;
第(2)步中，阴、阳电极之间的距离为1cm;
第(3)步中，桃醛废水电解液的pH值为3，电解电压为45V，电解电流为5A，每隔20min 取电解液样检测。
3.按照权利要求1所述的一种桃醛废水的处理方法，其特征在于：
第(1)步中，电解阳极的电极基材的长度为250cm、宽度为150cm、厚度为20cm的不 锈钢片，包裹不锈钢片阳极电极基材的活性碳纤维布的宽度为电极基材长度的30%，长度为 电极基材宽度的450%，石墨片阴极的长度为250cm、宽度为150cm、厚度为20cm;
第(2)步中，阴、阳电极之间的距离为200cm;
第(3)步中，桃醛废水电解液的pH值为1，电解电压为5V，电解电流为3A，每隔30min 取电解液样检测。
4.按照权利要求1所述的一种桃醛废水的处理方法，其特征在于：
第(1)步中，电解阴极和阳极的电极基材的长度为50cm、宽度为20cm、厚度为4cm的 石墨片和不锈钢片，包裹石墨片阴极和不锈钢片阳极的电极基材的活性碳纤维布的宽度为电 极基材长度的50%，长度为电极基材宽度的300%;
第(2)步中，阴、阳电极之间的距离为10cm;
第(3)步中，桃醛废水电解液的pH值为7，电解电压为20V，电解电流为0.1A，每隔 25min取电解液样检测。
说明书
一种桃醛废水的处理方法
技术领域
本发明属于有机废水处理技术领域，具体涉及制备桃醛的生产过程中产生的废水的处理 方法。
背景技术
桃醛有宜人的似鸢尾的甜脂香气，冲淡时有桃香味。桃醛可用于配制桃子、梅杏、樱桃 等食用香精及调配桂药、紫罗兰、茉莉和紫丁香等花香型香精。可广泛作为皂用、日用化妆 品和食用香料。桃醛在传统工业上由十一烯酸在硫酸存在下内酯化而得。但由于十一丁酸来 源于蓖麻油，原料较贵且受地区限制，所以现在合成桃醛的工艺一般采用丙烯酸酯和正丁醇 通过合成、碱洗、简蒸、精馏、脱水、活性炭吸附、水洗等步骤制备。国家制定的《污水综 合排放标准》(GB8978-1996)规定：有机废水COD值达到二级排放标准(小于200mg/L) 的可直接排放至市政水处理系统中，达到一级排放标准(小于100mg/L)的可直接排放至非 饮用水源河流中。在桃醛的生产过程中产生的含有大量有机物的废水(简称桃醛废水)，其 COD值为10000～20000mg/L，COD值过大，有机物含量较高，必须进行处理才能对外排放， 否则对环境污染较大。经分析研究桃醛废水中的有机物的主要成分，是过量的正辛醇、未完 全反应的丙烯酸酯、残留的桃醛及在其生产过程中加入的引发剂过氧化二叔丁基烷和反应副 产物(聚合物)。由于桃醛废水中的有机物种类比较多，且含量都不是很高，现桃醛生产中采 用蒸馏法处理桃醛废水，该方法要消耗大量的煤或者天然气等不可再生资源进行加热，能耗 高，运行成本比较高，也不利于可持续发展;同时燃烧产生大量的废气、废渣，给环境带来 污染，加重了环境的处理负荷;另所使用的蒸馏设备的造价高，这导致蒸馏法的处理成本比 较高;效果差，一次蒸馏的效果也达不到排放标准(COD值在3000mg/L以上)，必须经过 多次蒸馏，增加了处理成本;蒸馏过程中产生大量高温蒸汽，操作工容易受伤，安全性差。 故研究一种高效、经济、低能耗、安全的桃醛废水的处理方法，就成为桃醛生产的关键步骤。 减少处理成本、保护环境的桃醛废水处理方法的研究迫在眉睫。
现有有机物废水的处理方法，如2008年4月23日公开的公开号为CN101164906的“利 用活性炭纤维电氧化降解染料废水的方法”专利，公开方法是：以活性炭纤维毡作阳极，不 锈钢片为阴极，利用直流电源和搅拌器，进行电解，利用吸附和电解脱附而达到降解废水中 有机物的目的。该方法的主要缺点是：①处理体系单一，只能处理低COD值且有机物种类较 少的染料废水，不能处理高COD值且有机物种类较多的桃醛废水(染料废水和桃醛废水中含 有的有机物种类有很大差异)。据资料记载一般染料废水的COD值在2500mg/L以下，桃醛 废水的COD值在10000～20000mg/L(两者COD值差别较大)。②电流密度不稳定，由于作 为阳极材料的活性碳纤维毡有柔韧性，其纤维易脱落;处理废水中供氧用的搅拌器会引起废 水及活性碳纤维毡的波动，从而会导致阴、阳两极的极间距发生变化，致使电解的电流密度 波动，影响电解效率。③活性碳纤维对水中绝大多数物质都有吸附性，这会导致随着电解的 进行有些不导电的难降解的物质在活性碳纤维上沉积，大大降低降解效果。④搅拌器供氧效 率差，处理废水中的含氧量是电氧化处理的主要因素，含氧量直接制约着降解效率。用搅拌 器搅拌供氧无论是在供氧量和氧气在废水中停留时间都存在不足，从而导致废水中供氧量少 且氧气在废水中的停留时间短。因此降解废水中有机物的效果差。
发明内容
本发明的目的在于针对现有有机物废水处理方法的不足，提供一种桃醛废水的处理方法， 能有效处理桃醛废水中的有机物，并具有电流密度稳定、电解效率高，安全性能好等特点。
实现本发明目的的技术方案是：一种桃醛废水处理的方法，用桃醛生产过程中产生的废 水(简称桃醛废水)为电解液，利用活性碳纤维布缠绕包裹或不缠绕包裹石墨片、不锈钢片 制成电解电极，并用鼓泡机鼓泡供氧，在直流电源作用下进行电氧化处理。其具体步骤如下：
(1)制备阴、阳电极
先用长度为10～250cm、宽度为4～150cm、厚度为0.5～20cm的石墨片和不锈钢片，分 别作为阴极或阳极的电极基材，再用宽度为电极基材长度的30%～80%、长度为电极基材宽度 的200%～450%的活性碳纤维布，缠绕包裹或不缠绕包裹在电极基材上，并用活性碳纤维布条 固定，就制备出了阴极或阳极。
(2)组建电解槽
第(1)步完成后，先将第(1)步制备的阴、阳电极分别固定在绝缘棒上，再放入盛有 桃醛废水的电解池中，要求电解池中的桃醛废水(即电解液)全淹没所述阴极或阳极上的活 性碳纤维布。接着调整所述阴、阳电极之间的距离为1～200cm。然后将鼓泡机的输出管放入 电解池的底部。最后将所述的阴、阳电极通过绝缘缆线分别与直流电源的负、正极连接，就 完成了电解槽的组建。
(3)进行电氧化处理
第(2)步完成后，先用硫酸调节电解池中桃醛废水电解液的pH值为1～7。再接通直流 电源进行电解，进行电解电压的为5～45V，并通过在电解池中加入硫酸钠固体调整电解的电 流为0.1～5A。然后启动鼓泡机，使桃醛废水电解液在鼓泡供氧中进行电解，从而保证桃醛 废水电解液在充足氧量并与氧气充分接触下进行电氧化处理。在电氧化处理过程中，每隔20～ 30min取电解液样用化学需氧量速测仪进行检测。当样品中的COD值达到《污水综合排放标 准》(GB8978-1996)中的二级排放标准(小于200mg/L)时，可直接排放至市政水处理系 统中;当样品中的COD值达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级排放标准(小 于100mg/L)时，可直接排放至非饮用水源河流中，具体要求根据企业的需求确定。当桃醛 废水处理达标时，记录时间，切断直流电源，停止电解，并关闭鼓泡机，停止鼓泡供氧。最 后，将电解池中的经电氧化处理达标的桃醛废水排放后，再次向电解池中注入桃醛废水，再 次接通电源，再次启动鼓泡机，再次对桃醛废水进行电氧化处理、检测。如此重复，连续不 断地处理桃醛生产中产生的桃醛废水。
本发明采用以上技术方案后，主要有以下效果：
1.提供了一种COD值高且有机物种类较多的桃醛废水的处理方法，解决了现有蒸馏工艺 处理的费用高，能耗高，安全性差，环境污染严重的难题，保护了环境，促进了桃醛生产的 发展。
2.处理效率高。采用本发明方法能够对桃醛生产过程中产生的废水，进行连续不断的处 理，经检测：处理8～15个小时，桃醛废水中的COD值就能降至《污水综合排放标准》(GB8978 -1996)中规定的二级排放标准(200mg/L以下)，可以排放至市政水处理系统中;处理9～ 17个小时，就能达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中规定的一级排放标准(小于 100mg/L)，可直接排放至非饮用水源河流中。因此本发明处理时间短，处理效果好，处理效 率高，处理成本低。
3.工艺简单、操作方便。本发明方法的工艺简单，操作简便;所需设备仅为简单的电解 池、直流电源、鼓泡机等，简单设备、成本低;且使用的是清洁的二次能源、能耗低、降低 碳排放、进一步降低处理成本，有利于环境保护、便于工业化推广应用。
本发明可广泛应用于工业生产中有机废水的处理，特别适用于桃醛生产过程中的废水处 理。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步说明本发明。
实施例1
一种桃醛废水的处理方法的具体步骤如下：
(1)制备阴、阳电极
先用长度为10cm、宽度为4cm、厚度为0.5cm的石墨片，作为阴极的电极基材，再用宽 度为电极基材长度的80%、长度为电极基材宽度的200%的活性碳纤维布，缠绕包裹在石墨片 阴极电极基材上，并用活性碳纤维布条固定，就制备出了电极的阴极。再用长度为10cm、宽 度为4cm、厚度为0.5cm的不锈钢片作为阳极。
(2)组建电解槽
第(1)步完成后，先将第(1)步制备的阴、阳电极分别固定在绝缘棒上，再放入盛有 桃醛废水的电解池中，要求电解池中的桃醛废水(即电解液)全淹没所述阴极上的活性碳纤 维布。接着调整所述阴、阳电极之间的距离为1cm。然后将鼓泡机的输出管放入电解池的底 部。最后将所述的阴、阳电极分别通过绝缘缆线分别于直流电源的负、正极连接，就完成了 电解槽的组建。
(3)进行电氧化处理
第(2)步完成后，先用硫酸调节电解池中桃醛废水电解液的pH值为3，再接通直流电 源进行电解，进行电解电压为45V，并通过在电解池中加入硫酸钠固体调整电解的电流为5A。 然后启动鼓泡机，使桃醛废水电解液在鼓泡供氧中进行电解，从而保证桃醛废水电解液在充 足氧量并与氧气充分接触下进行电氧化处理。在电氧化处理过程中，每隔20min取电解液样 用化学需氧量速测仪进行检测。经检测：处理8小时样品中的COD值为187.4mg/L达到《污 水综合排放标准》(GB8978-1996)的二级排放标准(小于200mg/L)可直接排放至市政水 处理系统中;处理9小时样品中的COD值为75.3mg/L达到《污水综合排放标准》(GB8978 -1996)的一级排放标准(小于100mg/L)，可直接排放至非饮用水源河流中，具体的要求 根据企业的需求确定。当桃醛废水处理达标时，记录时间，切断直流电源，停止电解，并关 闭鼓泡机，停止鼓泡供氧。最后，将电解池中的经电氧化处理达标的桃醛废水排放后，再次 向电解池中注入桃醛废水，再次接通电源，再次启动鼓泡机，再次对桃醛废水进行电氧化处 理、检测。如此重复，连续不断地处理桃醛生产中产生的桃醛废水。
实施例2
一种桃醛废水的处理方法的具体步骤，同实施例1，其中：
第(1)步中，电解阳极的电极基材为长度为250cm、宽度为150cm、厚度为20cm的不 锈钢片，包裹不锈钢片阳极电极基材的活性碳纤维布的宽度为电极基材长度的30%、长度为 电极基材宽度的450%。石墨片阴极的长度为250cm、宽度为150cm、厚度为20cm。
第(2)步中，阴、阳电极之间的距离为200cm。
第(3)步中，桃醛废水电解液的pH值为1，电解电压为5V，电解电流为3A，每隔30min 取电解液样检测，达到二级排放标准的时间为12小时，达到一级排放标准的时间为13.5小 时。
实施例3
一种桃醛废水的处理方法的具体步骤，同实施例1，其中：
第(1)步中，电解阴极和阳极的电极基材为长度为50cm、宽度为20cm、厚度为4cm的 石墨片和不锈钢片，包裹石墨片阴极和不锈钢片阳极的电极基材的活性碳纤维布的宽度为电 极基材长度的50%，长度为电极基材宽度的300%。
第(2)步中，阴、阳电极之间的距离为10cm。
第(3)步中，桃醛废水电解液的pH值为7，电解电压为20V，电解电流为0.1A，每隔 25min取电解液样检测，达到二级排放标准的时间为15小时，达到一级排放标准的时间为17 小时。