申请日20200707
公开(公告)日20200911
IPC分类号C02F9/06; C02F101/14; C02F101/16; C02F101/30
摘要
本发明涉及一种有机废水处理方法。本发明包括可适用于低盐条件的电化学氧化系统。采用上述系统可在废水中盐浓度不小于100mg/L的条件下，有效进行电化学氧化反应降解，快速降解有机废水中的还原性污染成分，如COD、氨氮等，避免电化学反应需要在一定电解质浓度(盐浓度大于0.05mol/L，以氯化钠计，为2925mg/L)下，保持一定的电导率，才能持续进行的缺点，显著地扩展了电化学在有机废水处理中的应用领域，并降低废水中盐的流出量。该制备工艺简单、制作成本低廉，具有广泛的环境和社会效益。
权利要求书
1.一种有机废水处理方法，其包括可适用于低盐条件的电化学氧化系统。
2.如权利要求1所述的有机废水处理方法，其特征在于，所述的有机废水，废水中盐浓度不小于100mg/L。
3.如权利要求1所述的有机废水处理方法，其特征在于，所述的可适用于低盐条件的电化学氧化系统，其为一个电化学反应器，包含若干阳极电极，和若干阴极电极。
4.如权利要求3所述的适用于低盐条件的电化学氧化系统，其特征在于，所述的电化学反应器中的阳极电极，其材料包括但不限于，石墨电极、玻碳电极、形稳电极等;所述的阴极电极，其材料包括但不限于铂、钛、不锈钢等。
5.如权利要求3所述的适用于低盐条件的电化学氧化系统，其特征在于，所述的电化学反应器中，铁或铜负载的活性炭作为填充物填充在阴阳极之间。
6.如权利要求1所述的有机废水处理方法，其特征在于，所述的有机废水处理在电化学反应器中进行;
在电解的过程中所述的电解氧化装置的正极和负极之间的电压为5–8V;
和/或，电解氧化装置电极的电流密度为50-150A/m2;
和/或，所述电解氧化装置中的正极和负极之间的间距为5-20cm;
和/或，所述电解氧化装置中的流体的流速≥0.2m/s，较佳地为0.2-0.5m/s。
7.如权利要求7所述的氨氮废水处理方法，其特征在于，如氨氮废水未在单次处理工艺后达到排放标准可通过侧管路回流至电化学反应器继续处理。
说明书
一种可适用于低盐条件的有机废水电化学氧化处理的方法以及系统
技术领域
本发明涉及一种可适用于低盐条件的有机废水电化学氧化处理的方法以及系统
背景技术
随着全球经济高速发展，环境污染问题成为世界瞩目的热点问题。在污染治理尤其是废水处理上，越来越多的染料废水、化工废水和农药废水等难降解废水是传统的物理化学法和生物化学法难以降解与处理的。1987年提出的高级氧化技术Advanced OxidationProcesses，AOPs)，定义为“在接近常温常压的情况下，通过各种手段使溶液中产生大量的·OH强氧化剂的技术”，AOPs可以通过强氧化性自由基将水中的有机污染物矿化降解，最终生成CO2和H2O。常见的高级氧化技术包括Fenton法，臭氧氧化法，光催化氧化法，超声氧化法，电催化氧化法等，已逐渐成为水处理技术的热点研究课题。但这些工艺在使用过程中往往能耗较高，或者在反应过程中需要使用不稳定的试剂。因此，快速高效的实现有机物矿化的新型环境友好技术的开发已经成为当前一项迫切的市场需求。
电化学高级氧化技术(Electrochemical Advanced Oxidation Processes，EAOPs)基于外加电场的作用来对降解废水中的有机污染物，在电化学高级氧化过程中的氧化剂主要来自电解水产生自由基，无需向体系中投加额外的化学试剂从而保证不产生二次污染。电化学废水处理技术的研究为难生物降解物质的去除提供了一个高效，绿色的处理途径。其中，涉及到有机污染物降解的电化学方法主要包括：电絮凝、阳极直接或间接电化学氧化、电芬顿、电化学还原等(阚连宝，段辉，丁思棋，等.电化学技术在有机废水处理中的应用和展望[J].当代化工,2016,45(5):952–956.)。电化学处理废水技术反应条件温和、易于自动化操作、成本低廉，特别是与风能和光能提供可再生能源相结合时，将会展现出其它技术无法比拟的优越性(Robinson T,McMullan G,Marchant R,et al.Remediation ofdyes in textile effluent a critical review on current treatment technologieswith a proposed alternative[J].Bioresource Technology,2001,77:247–255.)。近年来，许多学者通过对各种类型的电化学反应机制研究和反应器研发，获得了大量的研究成果，为实际废水中的有机污染物质快速有效的去除提供了有力的理论和技术支持(袁浩，李倩.电化学氧化技术深度处理焦化废水的研究进展[J].工业水处理,2017,38(1):5–9.)。尽管电化学方法存在上述种种优点，但是仍然存在很多的因素限制了其在工业化中的应用。例如极板材料寿命较短，在低盐反应条件下电流效率较低，电耗成本较高，有限的质量传质效率等。这就需要一种新工艺来解决上述问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是为了克服现有电化学处理技术中工艺效果不佳，成本高、特别对于低盐废水，由于废水电导率低导致的电利用率低、以及整个工艺过程中耗时长等缺陷。本发明对于有机废水，特别是低盐有机废水相对于已有的电化学处理工艺，处理效果非常好。
本发明提供一种有机废水处理方法，其包括可适用于低盐条件的电化学氧化系统。
本发明中，所述的有机废水，废水中盐浓度不小于100mg/L;
本发明中，所述的可适用于低盐条件的电化学氧化系统，其为一个电化学反应器，包含若干阳极电极，和若干阴极电极;
其中，所述的电化学反应器中的阳极电极，其材料包括但不限于，石墨电极、玻碳电极、形稳电极等;所述的阴极电极，其材料包括但不限于铂、钛、不锈钢等。
本发明中，所述的电化学反应器中，铁或铜负载的活性炭作为填充物填充在阴阳极之间。
本发明中，所述的有机废水处理在电化学反应器中进行;
在电解的过程中所述的电解氧化装置的正极和负极之间的电压为5–8V;电解氧化装置电极的电流密度为50-150A/m2;所述电解氧化装置中的正极和负极之间的间距为5-20cm;所述电解氧化装置中的流体的流速≥0.2m/s，较佳地为0.2-0.5m/s。
本发明中，如氨氮废水未在单次处理工艺后达到排放标准可通过侧管路回流至电化学反应器继续处理。
在实际情况中，根据具体工程的废水量以及氨氮负荷调整所述电化学装置的尺寸、电极的种类以及形状和填充物的填装量，处理量大的时候可将若干所述电化学装置通过简单地串联或并联方式，组合起来处理废水，非常具有实用性，可操作性也强。
本发明中，亦可增加增压装置如增压泵，以及流量调节装置，来处理粘度较高的废水。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：本发明凭借通过对反应器组成和结构的改进优化，使反应对盐浓度的要求降低，可适应大部分的有机废水的处理，不需要添加其他化学制剂。本发明废水处理方法能在保证原有常规的污水处理工艺基本不变的条件下，通过增加相应步骤和常规的设备，在一般有机废水处理中使废水COD能够稳定处理至≦500mg/L，在对生化后有机废水(COD≦600mg/L)深度处理能够稳定处理至≦200mg/L。（发明人范佳奇;陆绍飞）