基本信息
- 項目名稱：
- 一種基于有效利用廢水中高鹽量降解酸性染料廢水的電化學方法
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 酸性染料廢水中的有機組分大多以芳烴及雜環(huán)化合物為母體，且含有高濃度的氯化鈉。本工藝通過電解廢水，產生活性氯，利用其氧化性降解蒽醌類有機物，降低廢水色度的同時調節(jié)pH值，提高廢水的可生化性。達到以廢制廢的目的。
- 詳細介紹：
- 本工藝中采用DSA電極對于染料廢水進行電解脫色，效果良好。反應中產生的具強氧化性的活性氯，使難降解有機大分子化合物降解成小分子化合物，從而使廢水快速有效地脫色，并且提高廢水的可生化性能，降低廢水的酸度。與此同時，本工藝還采用多極電化學反應系統(tǒng)使的廢水的處理更加高效與徹底。
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 目的：研究一種技術經(jīng)濟合理可行,運行成本低,處理效率高的工藝,以解決酸性染料廢水的處理問題。 基本思路：酸性染料廢水中的有機組分大多以芳烴及雜環(huán)化合物為母體，且含有高濃度的氯化鈉。本工藝通過電解廢水，產生活性氯，利用其氧化性降解蒽醌類有機物，降低廢水色度的同時調節(jié)pH值，提高廢水的可生化性。達到以廢制廢的目的。 創(chuàng)新點： （1）基于廢水中的高鹽物質，將氯堿工業(yè)的原理與廢水處理相結合,應用電化學方法產生具有氧化性的活性氯，以降解染料廢水,具有環(huán)境兼容性和友好性的特點。 （2）采用DSA電極，提高產氯效率。 （3）在工藝反應系統(tǒng)中運用多級反應,并利用氯氣循環(huán)系統(tǒng)，使其與廢水中物質充分作用。 技術關鍵： （4）高效活性氯生成的電化學技術。通過控制電解條件，如：電源、極板材料、槽電壓、電流密度、極板間距、廢水水質（COD、pH、含Cl-量）及電解時間等，使活性氯高效產生。 （2）活性氯與污染物的高效降解技術。通過控制氧化條件，如：氯氣在水中溶解度、與有機物接觸情況及廢水pH等以求得對有機污染物的高效降解。 （3）多級反應的設計及控制。通過控制水流條件、氯氣收集及循環(huán)使電解氧化分級進行，提高處理效果。 主要技術指標： （1）本工藝處理模擬染料廢水的最佳條件為:槽電壓9 V、pH為3、進水初始濃度3 g/L、極板間距1 cm、電解時間150 min。 （2）出水水質：色度去除80%，BOD5/ CODCr大于0.3，pH大于5。
科學性、先進性
- 本工藝反應中產生的活性氯，對于含親水性基團且容易氧化的酸性陽離子染料有十分顯著的脫色效果?；钚月仁箯U水中難降解的有機物被氧化，從而使廢水快速有效地脫色，并且提高廢水的可生化性能，降低廢水的酸度。本工藝還采用多極電化學反應系統(tǒng)使的廢水的處理更加高效與徹底。 目前染料廢水傳統(tǒng)處理方法有物理法、化學法、生物法等。物理法后處理比較復雜，易產生二次污染；化學法成本很高；生物法對染色分子的降解效果差，需要用絮凝沉淀處理，污泥產生二次污染。而本工藝中酸性染料廢水中Cl-在陽極被氧化，利用產生的活性氯實現(xiàn)對有機物的高效降解，不易產生二次污染。且在處理過程中不添加其他氧化劑，降低了處理成本。本工藝在很大程度上解決了傳統(tǒng)方法存在的問題。 與其他氧化處理染料廢水的方法相比，本工藝也具有明顯的優(yōu)勢。濕式氧化法工作條件苛刻,對設備要求高。而本工藝反應條件溫和，常溫常壓下可進行。較高級氧化工藝，本工藝對于活性物質能夠充分利用，能量利用率大大提高。較Fenton氧化法，本工藝成本低，在實際應用中有更大的優(yōu)勢。
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 模型 現(xiàn)場演示 圖片
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 說明：將高鹽度酸性染料廢水通入第一級電解槽，產生大量活性氯，氧化廢水中難降解有機物。將溢出Cl2收集通入下一電解裝置，活性氯循環(huán)使用使之與廢水中有機物充分接觸，達到降解目的。 技術特點優(yōu)勢： 以廢治廢,高效降解,經(jīng)濟節(jié)能,多級處理。 范圍：本工藝作為一種預處理技術，可應用在染料生產廠，污水處理廠。主要針對高鹽度、高色度的酸性染料廢水。對制藥、紡織等其他工業(yè)中產生的酸性高鹽廢水也有較好的處理效果。 市場分析經(jīng)濟效益：隨著工業(yè)的發(fā)展，確定出一種合理有效解決染料廢水問題的技術方案就顯得尤為重要。而本工藝利用電解廢水中本身的高鹽物質，產生活性氯來降解有機物，達到有效廢水處理目的。工藝設備簡單、操作簡便，初期投資小、運行費用低，與同類處理工藝相比具有強大的競爭力。 經(jīng)濟方面，該技術能夠將常規(guī)經(jīng)濟成本降低20%，.工藝設備簡便，對運行條件的要求低，使用低電壓、低電流電解氧化技術，使得運行費用大幅度降低。此外，工藝不需要添加額外氧化劑，進一步降低了處理費用，具有很好的應用前景。
同類課題研究水平概述
- 酸性染料廢水組分復雜、色度深,廢水中的有機組分大多以芳烴及雜環(huán)化合物為母體，并帶有顯色基團及極性基團。其處理工藝一直是業(yè)內的研究熱點。但由于染料廢水的處理難度很大，國內外研究人員一直未能找到一種高效、低成本的處理方法。 目前染料廢水的處理方法主要包括物理法、化學法與生化法，如活性炭吸附, 光催化氧化法與生物處理等?；钚蕴烤哂休^強的吸附能力，但活性炭價格昂貴，不易再生。光催化氧化法但是投資和能耗高。生化法對環(huán)境污染少，但染料廢水水質波動大，種類多，毒性高，可生化性差，微生物對溫度和pH條件要求較苛刻,很難適應。并且由于微生物對染料僅起吸附作用而不是降解作用，因此生化法對色度的去除率低。這些傳統(tǒng)方法在一定程度上存在著缺陷。 因此許多研究人員尋找可取而代之的氧化方法，如臭氧氧化，電催化氧化和電化學氧化等。研究人員對電化學協(xié)同光化學促進染料降解效率，臭氧氧化法脫色與去除COD也有所研究，但效果并不明顯。 近年來，電化學法在處理染料廢水等領域愈來愈受人們重視，也得到了一定程度的應用。電解法具有環(huán)境兼容性和友好性的特點，在廢水處理過程中不需要再添加氧化劑，沒有或很少產生二次污染[12]。由于廢水中含有相當數(shù)量的氯化物，因此生成活性氯的成本較低。電化學處理過程中，污染物既可通過直接氧化去除也可通過間接氧化去除。直接氧化過程中污染物首先被吸附到陽極表面，然后通過陽極電子轉移反應而被氧化。間接氧化過程中，電極表面產生強氧化劑(次氯酸根/氯氣、臭氧和過氧化氫)，溶液中的污染物被產生的氧化劑氧化。所有的氧化劑原位產生而后立即參加氧化反應[。電解時盡管有少數(shù)有機組分在陽極表面被直接氧化，但氯化物存在時大部分有機物質被生成的活性氯氧化降解。Israilides與Vlyssides 用Ti/Pt陽極電解染整廢水，40min后COD，BOD與色度的去除率分別為92%，92.2%和94%。。Szpyrkowicz等用七種不同的電極材料降解分散染料。采用Ti/Pt-Ir陽極，在富氯廢水酸性條件下降解效果最好。 本工藝中采用DSA電極對于染料廢水進行電解脫色，效果良好。與同類型處理工藝相比，具有較強競爭力。
