一种利用电化学pH调节装置和芬顿试剂处理废水的方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于水处理领域，涉及一种利用电化学pH调节装置和芬顿试剂处理废水的方法。废水经电化学pH调节装置的阳极室进水管进入电化学pH调节装置的阳极室，在自动控制装置控制合适的流量和电流下，阳极室出水管中的出水被调节至pH=2.5~5，然后进行电芬顿、化学芬顿或微电解‑芬顿反应；反应后的废水pH=2.8~3.2，再经过电化学pH调节装置的阴极室进水管进入电化学pH调节装置的阴极室，在自动控制装置控制合适的流量和电流下，阴极室出水管中出水被调升至7.5~8.5；阴极室出水经沉降分离后，上清液排放或进入后续处理工段，污泥进入污泥处理系统。本发明专利技术方法降低废水的pH和提高废水的pH的过程都在同一个电化学pH调节装置中同时进行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水处理领域，涉及一种利用电化学pH调节装置和芬顿试剂处理废水的方法。
技术介绍
羟基自由基（·OH）的氧化电位为2.8V，是自然界中仅次于氟的氧化剂。由于羟基自由基（·OH）极不稳定，半衰期只有10-9s，因此必须在水中现场产生，才能实现对水中有机污染物的降解。芬顿试剂以亚铁离子(Fe2+)为催化剂，将水中的过氧化氢（H2O2）现场催化产生羟基自由基（·OH）氧化水中的有机污染物。化学芬顿、微电解和电芬顿分别通过外加亚铁盐、微电解和电解产生Fe2+，再与H2O2形成芬顿试剂。这三种最常见的利用芬顿试剂的水处理工艺，都需要在进水和出水端进行pH调节。化学芬顿工艺进水一般需要调节pH=3~6，微电解工艺进水一般需要调节pH=2~4，电芬顿工艺进水一般需要调节pH=2.5~3.5。上述三种工艺，芬顿反应后都在pH=3左右，而出水一般需要调节pH=7~8后再进入后续处理工艺步骤。因此，这些利用芬顿试剂的水处理工艺中，都需要pH调节系统。传统的pH调节的方法都是加酸、加碱，为了保证处理工艺在实际生产中可以自动、连续运行，需要配备酸储罐、碱储罐、加药泵、流量计、管路、阀门、液位计、监控系统等设备。这种pH调节方式存在以下问题：（1）设备的体积大，构造复杂，导致占地面积大，维护难度高；（2）由于酸、碱在水中充分混合，才能实现水的pH均一，所以通过加酸、加碱的方式调节pH需要一个混合的过程，导致pH调节响应速度慢；（3）酸、碱需要定期购买，运输、灌装和储存，三个环节都存在安全隐患；（4）对于特定使用场所，如荒野、沙漠、高山、船舶、钻井平台、地下等，酸、碱的运输和储存难度大、危险度高。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种利用电化学pH调节装置和芬顿试剂处理废水的方法。该工艺方法能连续、精确控制出水pH，且可以自动化控制，不产生新废水，清洁环保。本专利技术的一种利用电化学pH调节装置和芬顿试剂处理废水的方法，使用一种电化学pH调节装置，该装置包括电解槽、直流电源和自动控制装置；所述电解槽中间通过离子交换膜隔开成阴极室和阳极室，所述阴极室内有不溶性阴极，与直流电源的负极相连，所述阳极室内有不溶性阳极，与直流电源的正极相连；所述阴极室底部与阴极室进水管连接，阴极室侧壁或顶部与阴极室出水管连接；所述阳极室底部与阳极室进水管连接，阳极室侧壁或顶部与阳极室出水管连接；所述阴极室进水管和阳极室进水管上有流量计，所述阴极室出水管和阳极室出水管上有pH传感器，所述流量计、pH传感器和直流电源都与自动控制装置连接；操作过程如下：废水经电化学pH调节装置的阳极室进水管进入电化学pH调节装置的阳极室，在自动控制装置控制合适的流量和电流下，阳极室出水管中的出水被调节至pH=2.5~5，然后进行电芬顿、化学芬顿或微电解-芬顿反应；反应后的废水pH=2.8~3.2，再经过电化学pH调节装置的阴极室进水管进入电化学pH调节装置的阴极室，在自动控制装置控制合适的流量和电流下，阴极室出水管中出水被调升至7.5~8.5；阴极室出水经沉降分离后，上清液排放或进入后续处理工段，污泥进入污泥处理系统。作为一种优选，废水在电化学pH调节装置的阳极室中调节至pH=3~5，然后进行化学芬顿反应；废水在电化学pH调节装置的阳极室中调节至pH=2~4，然后进行微电解-芬顿反应；废水在电化学pH调节装置的阳极室中调节至pH=2.5~3.5，然后进行电芬顿反应。所述电化学pH调节装置中，作为一种优选，所述阴极室与阴极室进水管之间有一喇叭形阴极室入口，所述阳极室与阳极室进水管之间有一喇叭形阳极室入口，使得阴极室和阳极室的进水对流更均匀。所述流量计采用蜗轮流量计、蜗街流量计、或电磁流量计。所述自动控制装置采用PLC控制系统和电动实行机构(或PLC控制系统和变频电机、变频器)。所述自动控制装置中，需要根据实际情况设置参数。所述不溶性阳极和不溶性阴极采用具有或不具有水平通孔的极板。本专利技术工艺的特点是，降低废水的pH和提高废水的pH的过程都在同一个电化学pH调节装置中同时进行，只需要通过调节废水流量和电流的大小自动调节出水的pH，不需要常规工艺中加酸、加碱的工艺步骤，因此不需要常规工艺中加酸、加碱的设备。附图说明图1，一种利用芬顿试剂的水处理工艺流程图。图2，pH=7的某化工废水处理工艺流程图。图3，电化学pH调节装置出水的pH与所给的电量。图4，pH=11的某化工废水处理工艺流程图。图5，电化学pH调节装置出水的pH与所给的电量。图6，pH=7的某制药废水处理工艺流程图。图7，电化学pH调节装置出水的pH与所给的电量。图8，电化学pH调节装置的结构示意图，图中1-阴极室出水管，2-pH传感器，3-电解槽，4-阴极，5-阴极室，6-流量计，7-阴极室进水管，8-阳极室进水管，9-阳极室，10-离子交换膜，11-阳极，12-阳极室出水口，13-电源，14-自动控制装置。具体实施方式本专利技术的一种利用电化学pH调节装置和芬顿试剂处理废水的方法，使用如图8的一种电化学pH调节装置，该装置包括电解槽、直流电源和自动控制装置；所述电解槽中间通过离子交换膜隔开成阴极室和阳极室，所述阴极室内有不溶性阴极，与直流电源的负极相连，所述阳极室内有不溶性阳极，与直流电源的正极相连；所述阴极室底部与阴极室进水管连接，阴极室侧壁或顶部与阴极室出水管连接；所述阳极室底部与阳极室进水管连接，阳极室侧壁或顶部与阳极室出水管连接；所述阴极室进水管和阳极室进水管上有流量计，所述阴极室出水管和阳极室出水管上有pH传感器，所述流量计、pH传感器和直流电源都与自动控制装置连接；操作过程如下：废水经电化学pH调节装置的阳极室进水管进入电化学pH调节装置的阳极室，在自动控制装置控制合适的流量和电流下，阳极室出水管中的出水被调节至pH=2.5~5，然后进行电芬顿、化学芬顿或微电解-芬顿反应；反应后的废水pH=2.8~3.2，再经过电化学pH调节装置的阴极室进水管进入电化学pH调节装置的阴极室，在自动控制装置控制合适的流量和电流下，阴极室出水管中出水被调升至7.5~8.5；阴极室出水经沉降分离后，上清液排放或进入后续处理工段，污泥进入污泥处理系统。通过本专利技术所述工艺可达到如下效果：本专利技术所述废水流经电化学pH调节装置的阳极室，pH可调降至适合电芬顿、化学芬顿和微电解-芬顿所需的pH范围，且无需添加酸试剂；芬顿反应后的废水流经电化学pH调节装置的阴极室，pH可调升至7~8.5，且不需添加碱试剂；pH调节同时进行，可根据需要，通过电流和废水流量自行调节。本专利技术所述工艺的特点是，调降废水的pH和调升废水的pH的过程都在同一个pH调节装置中同时进行，只需要通过调节废水流量和电流的大小自动调节出水的pH，不需要常规工艺中加酸、加碱的工艺步骤，因此不需要常规工艺中加酸、加碱的设备。下面结合具体的实施例对本专利技术作更进一步的说明。实施例1：pH=7的某化工废水处理：pH=7的某化工废水采用图2的处理工艺。废水经电化学pH调节装置的阳极室进水管进入电化学pH调节装置阳极室，在电化学pH调节装置阳极室中，废水pH被调降至2.9~3.0；电化学pH调节装置阳极室出水进入电解槽电解；电解槽出水加H2O2，完成电芬顿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用电化学pH调节装置和芬顿试剂处理废水的方法，使用一种电化学pH调节装置，该装置包括电解槽、直流电源和自动控制装置；所述电解槽中间通过离子交换膜隔开成阴极室和阳极室，所述阴极室内有不溶性阴极，与直流电源的负极相连，所述阳极室内有不溶性阳极，与直流电源的正极相连；所述阴极室底部与阴极室进水管连接，阴极室侧壁或顶部与阴极室出水管连接；所述阳极室底部与阳极室进水管连接，阳极室侧壁或顶部与阳极室出水管连接；所述阴极室进水管和阳极室进水管上有流量计，所述阴极室出水管和阳极室出水管上有pH传感器，所述流量计、pH传感器和直流电源都与自动控制装置连接；操作过程如下：废水经电化学pH调节装置的阳极室进水管进入电化学pH调节装置的阳极室，在自动控制装置控制合适的流量和电流下，阳极室出水管中的出水被调节至pH=2.5~5，然后进行电芬顿、化学芬顿或微电解‑芬顿反应；反应后的废水pH=2.8~3.2，再经过电化学pH调节装置的阴极室进水管进入电化学pH调节装置的阴极室，在自动控制装置控制合适的流量和电流下，阴极室出水管中出水被调升至7.5~8.5；阴极室出水经沉降分离后，上清液排放或进入后续处理工段，污泥进入污泥处理系统。...

【技术特征摘要】
1.一种利用电化学pH调节装置和芬顿试剂处理废水的方法，使用一种电化学pH调节装置，该装置包括电解槽、直流电源和自动控制装置；所述电解槽中间通过离子交换膜隔开成阴极室和阳极室，所述阴极室内有不溶性阴极，与直流电源的负极相连，所述阳极室内有不溶性阳极，与直流电源的正极相连；所述阴极室底部与阴极室进水管连接，阴极室侧壁或顶部与阴极室出水管连接；所述阳极室底部与阳极室进水管连接，阳极室侧壁或顶部与阳极室出水管连接；所述阴极室进水管和阳极室进水管上有流量计，所述阴极室出水管和阳极室出水管上有pH传感器，所述流量计、pH传感器和直流电源都与自动控制装置连接；操作过程如下：废水经电化学pH调节装置的阳极室进水管进入电化学pH调节装置的阳极室，在自动控制装置控制合适的流量和电流下，阳极室出水管中的出水被调节至pH=2.5~5，然后进行电芬顿、化学芬顿或微电解-芬顿反应；反应后的废水pH=2.8~3.2，再经过电化学pH调节装置的阴极室进水管进入电化学pH调节装置的阴极室，在自动控制装置控制合适的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张清刚，李光，周元全，
申请(专利权)人：武汉威蒙环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42