一種治理廢水的聲波電氧化工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于廢水治理領(lǐng)域，具體涉及一種治理廢水的聲波電氧化工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國工業(yè)的高速發(fā)展和國家日的發(fā)展規(guī)劃，對(duì)我國環(huán)保事業(yè)的要求，我國工 業(yè)污水排放面臨著巨大的發(fā)展機(jī)遇。當(dāng)前發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，對(duì)提高資源利用率和建設(shè)資源節(jié) 約型、環(huán)境友好型社會(huì)具有重要意義。資源減量化、再利用、再循環(huán)是貫徹實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)，資 源綜合利用和清潔生產(chǎn)的三大基本原則，也是環(huán)境污染防治從末端治理轉(zhuǎn)向前端控制，實(shí) 現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必然要求。
[0003]目前，有機(jī)廢水處理技術(shù)多種多樣，就針對(duì)我國目前工業(yè)廢水的處理現(xiàn)狀的統(tǒng)計(jì) 和調(diào)查，采用的主要有多種不同分類的方法：（1)化學(xué)氧化法；（2)化學(xué)催化氧化法；（3)濕 式氧化法；（4)超臨界水氧化法；（5)光化學(xué)氧化法和光化學(xué)催化氧化法；（6)電化學(xué)氧化 還原法。（7)化學(xué)沉淀法，又分為中和沉淀法和硫化物沉淀法。（8)氧化還原處理，分為化 學(xué)還原法、鐵氧化法和電解法；（9)溶劑萃取分離法；（10)吸附法；（11)生物處理技術(shù)，包 括生物絮凝法、生物吸附法、生物化學(xué)法、植物修復(fù)法。近年來，電解法迅速發(fā)展，并對(duì)鐵肩 內(nèi)電解進(jìn)行了深入研宄，利用鐵肩內(nèi)電解原理研制的動(dòng)態(tài)廢水處理裝置對(duì)重金屬離子有很 好的去除效果。
[0004] 超聲波是一種頻率高于20000赫茲的聲波，它的方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得 較集中的聲能。當(dāng)超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，由于超聲波與介質(zhì)的相互作用，使介質(zhì)發(fā)生物理 的和化學(xué)的變化，從而產(chǎn)生一系列力學(xué)的、熱學(xué)的、電磁學(xué)的和化學(xué)的超聲效應(yīng)，包括以下4 種效應(yīng)：（1)機(jī)械效應(yīng)，超聲波的機(jī)械作用可促成液體的乳化、凝膠的液化和固體的分散。 (2)空化作用，超聲波作用于液體時(shí)可產(chǎn)生大量小氣泡。一個(gè)原因是液體內(nèi)局部出現(xiàn)拉應(yīng) 力而形成負(fù)壓，壓強(qiáng)的降低使原來溶于液體的氣體過飽和，而從液體逸出，成為小氣泡。（3) 熱效應(yīng)，由于超聲波頻率高，能量大，被介質(zhì)吸收時(shí)能產(chǎn)生顯著的熱效應(yīng)。（4)化學(xué)效應(yīng)，超 聲波的作用可促使發(fā)生或加速某些化學(xué)反應(yīng)。利用超聲波處理廢水可將水中溶解的有機(jī)物 氧化或還原分解，甚至完全礦化，但超聲波的效率低一直是限制其應(yīng)用的難題。
[0005] 化學(xué)氧化法是利用化學(xué)氧化劑的強(qiáng)氧化性，將廢水中的無機(jī)物和有機(jī)物徹底氧化 成無毒的小分子物質(zhì)或氣體，從而達(dá)到處理的目的，在酸性和堿性溶液中可以氧化多種有 機(jī)污染物。特別是可溶性Fe 2+和H 202按一定的比例混合所組成的芬頓（Fenton)試劑，能氧 化許多有機(jī)物，且操作不需要高溫高壓，處理效果好，但存在一些難以克服的弱點(diǎn)。目前，化 學(xué)氧化法所需的費(fèi)用還較高。
[0006] 利用電化學(xué)反應(yīng)使金屬離子及其水解聚合物的混凝作用，去除水中羽毛和懸浮 物，同時(shí)水的電解產(chǎn)生的氫離子和氫氧根離子對(duì)水中的離子進(jìn)行氧化、還原，且極板在電解 時(shí)產(chǎn)生鐵離子與水中金屬離子混凝沉淀，電解過程中的羥基自由基具有限強(qiáng)的氧化能力， 能有效的降低C0D，對(duì)直流電源要求小，減小占地面積，增大處理水量。另外，廢水經(jīng)過兩次 或多次電解，提高了污染物的處理效果。但很多生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有機(jī)廢水很難被氧化，大 環(huán)長鏈很難處理，給生物處理帶來很大的困擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種復(fù)合聲波電氧化工藝。
[0008] 本發(fā)明的治理廢水的聲波電氧化工藝，包含以下步驟： (1)調(diào)節(jié)廢水的pH至3. 8-4. 5,加入氧化劑，攪拌反應(yīng)20-25min，攪拌速度為80-100轉(zhuǎn) /分； (2 )上一步驟的出水引入超聲波反應(yīng)器，聲波頻率為20-28kHz，超聲波作用時(shí)間 12_15min; (3) 調(diào)節(jié)步驟（2)的出水pH至2. 5-3. 5,然后進(jìn)行電氧化處理，極板間距為 I. 5cm-2. 5cm，調(diào)節(jié)電流密度為12-15mA/cm2,投加H2O2，與陽極產(chǎn)生的Fe 2+構(gòu)成芬頓試劑，分 解廢水中的絡(luò)合物等各種有機(jī)物，廢水停留時(shí)間為l〇_15min，經(jīng)沉淀后進(jìn)行固液分離； (4) 向廢水中加入絮凝劑，混合20-30min，經(jīng)沉淀后出水。
[0009] 優(yōu)選的，所述氧化劑由NaC103、H202和FeCl 3組成，其比值為2 :1 :1_3。
[0010] 優(yōu)選的，所述氧化劑的加入量為廢水的l_3wt%。
[0011] 優(yōu)選的，步驟（3)中陽極的基材為鈦，涂層材料為鐵和鋁，陰極為多孔性石墨電極。
[0012] 優(yōu)選的，步驟（3)中H2O2的投加量，為每升廢水投加3-5ml。
[0013] 優(yōu)選的，步驟（4)中絮凝劑加入前，將廢水的pH調(diào)至8-9。
[0014] 優(yōu)選的，步驟（4)中的的絮凝劑為有機(jī)膨潤土、活性炭和氯化鈉組成的絮凝劑，其 比值為20 :15 :1-2,使用前將其混合均勻。
[0015] 優(yōu)選的，步驟（4)所述絮凝劑的添加量為廢水的I. 5-5. 5wt%。
[0016] 優(yōu)選的，所述有機(jī)膨潤土、活性炭和氯化鈉的的粒度為50-90目。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明首先采用絮凝劑對(duì)廢水進(jìn)行處理，所采用的絮凝劑 為復(fù)合絮凝劑，相比單一的絮凝劑可使水與雜質(zhì)快速分離，更有效去除廢水中的雜質(zhì)。隨后 采用的超聲波處理，對(duì)污水起到空化、混合、裂解、氧化、推流、殺菌、滅藻、清洗、除垢，超聲 波空化對(duì)輔助殺菌和有機(jī)物降解。然后結(jié)合氧化劑，進(jìn)一步進(jìn)行廣譜殺菌，降解有機(jī)物，所 采用的氧化劑由NaC10 3、H2O2和FeCl 3組成，重金屬去除率高。第四步進(jìn)一步對(duì)廢水進(jìn)行超 聲波處理，使廢水中產(chǎn)生大量的氫氧基和氫基，提高反應(yīng)效率。最后借助外加電壓產(chǎn)生的電 化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)一步去除廢水中的污染物。
[0018] 本發(fā)明的治理廢水的聲波電氧化工藝的各種方法相互配合，處理?xiàng)l件與藥劑相適 應(yīng)，可有效降解水中各種雜質(zhì)，廢水中的重金屬、C0D、總磷和總氮得到了有效的去除。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 實(shí)施例1 (1)調(diào)節(jié)廢水的pH至3. 8-4. 5,加入由NaC103、H2O2和FeCl 3組成的氧化劑，其比值為 2 :1 :1，加入量為廢水的lwt%，攪拌反應(yīng)20-25min，攪拌速度為80-100轉(zhuǎn)/分； (2 )上一步驟的出水引入超聲波反應(yīng)器，聲波頻率為20-28kHz，超聲波作用時(shí)間 12_15min; (3)調(diào)節(jié)步驟（2)的出水pH至2. 5-3. 5,然后進(jìn)行電氧化處理，陽極的基材為鈦，涂層 材料為鐵和鋁，陰極為多孔性石墨電極，極板間距為I. 5cm，調(diào)節(jié)電流密度為12mA/cm2,每升 廢水投加3mlH202，與陽極產(chǎn)生的Fe2+構(gòu)成芬頓試劑，分解廢水中的絡(luò)合物等各種有機(jī)物，廢 水停留時(shí)間為l〇_15min，經(jīng)沉淀后進(jìn)行固液分離； (4)調(diào)節(jié)廢水的pH至8-9,向廢水中加入由有機(jī)膨潤土、活性炭和氯化鈉組成的絮凝 劑，添加量為廢水的I. 5wt%，混合20-30min，經(jīng)沉淀后出水；其中，有機(jī)膨潤土、活性炭和氯 化鈉的比值為20 :15 :1，有機(jī)膨潤土、活性炭和氯化鈉的的粒度為50目，使用前將其混合均 勻。
[0020] 實(shí)施例2 (1)調(diào)節(jié)廢水的pH至3. 8-4. 5,加入由NaC103、H2O2和FeCl 3組成的氧化劑，其比值為 2 :1 :2,加入量為廢水的2wt%，攪拌反應(yīng)20-25min，攪拌速度為80-100轉(zhuǎn)/分； (2 )上一步驟的出水引入超聲波反應(yīng)器，聲波頻率為20-28kHz，超聲波作用時(shí)間 12_15min ; (3) 調(diào)節(jié)步驟（2)的出水pH至2. 5-3. 5,然后進(jìn)行電氧化處理，陽極的基材為鈦，涂層 材料為鐵和鋁，陰極為多孔性石墨電極，極板間距為2. 0cm，調(diào)節(jié)電流密度為13. 5mA/cm2,每 升廢水投加4mlH202，與陽極產(chǎn)生的Fe 2+構(gòu)成芬頓試劑，分解廢水中的絡(luò)合物等各種有機(jī)物， 廢水停留時(shí)間為l〇_15min，經(jīng)沉淀后進(jìn)行固液分離； (4) 調(diào)節(jié)廢水的pH至8-9,向廢水中加入由有機(jī)膨潤土、活性炭和氯化鈉組成的絮凝 劑，添加量為廢水的4. Owt%，混合20-30min，經(jīng)沉淀后出水；其中，有機(jī)膨潤土、活性炭和氯 化鈉的比值為20 :15 :1. 5,有機(jī)膨潤土、活性炭和氯化鈉的的粒度為75目，使用前將其混合 均勻。
[0021] 實(shí)施例3 (1)調(diào)節(jié)廢水的pH至3. 8-4. 5,加入由NaC103、H2O2和FeCl 3組成的氧化劑，其比值為 2 :1 :3,加入量為廢水的3wt%，攪拌反應(yīng)20-25min，攪拌速度為80-100轉(zhuǎn)/分； (2 )上一步驟的出水引入超聲波反應(yīng)器，聲波頻率為20-28kHz，超聲波作用時(shí)間 12_15min ; (3) 調(diào)節(jié)步驟（2)的出水pH至2. 5-3. 5,然后進(jìn)行電氧化處理，陽極的基材為鈦，涂層 材料為鐵和鋁，陰極為多孔性石墨電極，極板間距為2. 5cm，調(diào)節(jié)電流密度為15mA/cm2,每升 廢水