本发明专利技术的目的是水中分解废水中有机成分的方法和设备，涉及对废液的ｐＨ和电导率的测量和必要条件下的调节，在过程中保持最佳的ｐＨ和／或电导率，并进一步涉及该废液有机成分的部分或全部分解。所述设备包含进料罐，至少一个分解回路，和一个贮存罐。本发明专利技术的方法的特征在于将电极浸没在废液中，在电极和导电废液间产生并保持电弧，其中的电弧由至少７０Ｖ的电压下电流密度至少０．５Ａ／ｃｍ↑［２］的电流和优选频率至少为１０Ｈｚ的对称交流电流产生；其特征还在于将有机成分分解为水，二氧化碳和氮。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术的目标是水中分解废水中有机成分的方法和设备。所述的方法和设备可用于分解导电废液中所含的各种有机物质，如分解乙二胺四乙酸(EDTA)或铁-EDTA(Fe-EDTA)。所述的方法和设备特别可用于分解放射性废液的有机成分，例如用来处理在核电厂中的二次循环蒸汽发生器去污过程中产生的放射性废物。含有有机物质的废液处理，尤其是放射性废液的处理，对环境保护提出了一个严重问题。除去废液中的EDTA和Fe-EDTA是特别困难的。采用已知的技术体系和新专利技术的方法来处理废物都被液体放射性废物中的EDTA成分所限制，同时EDTA还严重地破坏已经过处理可最终排放的放射性废物的稳定性。通过将废液中EDTA成分破坏掉，废液体积可显著减少，这可以相当可观地降低后续处理和贮存的费用。含EDTA的非放射性废液在向环境中排放前也需要特殊的处理。这使上述种类废液的贮存成为费用巨大的任务，同时给环境带来沉重负担。
技术介绍
已知多种方法可用来降低废水中的有机成份。在已知的技术方法中包括如用例如在德国专利DE1,639,299中所公开的加热干燥的方法将废液转化为固体。该方法的缺点是其高昂的费用，该费用是蒸发废液中所含水分需要的大量能量造成的。以环境友好的方式来贮存该过程产生的材料耗资巨大并带来一些其它的困难。另外一个已知技术的方法是采用臭氧分解有机物质。如美国专利4,761,208所公开的，该方法涉及到将过氧化氢加入到含有有机物质的废液中。然而，该方法的效率很低，并且，因为残余的有机自由基无法去除掉-甚至是在加入催化剂改善了臭氧的分解效率时-分解仍是不完全的。该方法的另一个缺点是难于控制。减少废水中有机成分的另一个方法是生物分解法。然而，采用该方法不能除去废液中的EDTA成分，而且，无法降低废液的灭菌度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种方法和设备，其能够降低，或者在某些条件下能够除去废水中的有机成分。本专利技术的另一个目的是同时赋予本专利技术的有机物去除方法成本效益和环境友好性。本专利技术的基本思路是在电极和废液间形成的电弧沿电极表面产生等离子体，其可以热分解有机物质，并且，等离子体所产生的自由基将氧化废液中所含的有机物质。向电极区域中加入氧化性物质能够促进有机物质的分解。本专利技术的目的是一种用来在水中分解废液中有机成分的方法，包括测量和必要情况下调节废液的pH和/或电导率，在过程中保持最佳的pH和/或电导率，还包括废液中有机物质的部分或全部分解。本专利技术的方法主要特征在于将电极浸没在废液中，在废液和浸没在废液中的电极间产生并保持电弧，这通过在至少70V的电压下施加至少为0.5A/cm2电流密度的电流来实现，优选采用频率为至少为10Hz的对称交流电流；并将废液中的有机成分分解成水，二氧化碳和氮。根据该方法的优选实施方式，通过预处理溶液来调节废液的pH和/或电导率。根据该方法的优选实施方案，加入氢氧化钠作为预处理溶液来调节废液的pH。根据另一个优选实施方案，将含EDTA的废液的pH值设置在8-13。也是根据一个优选实施方案，加入磷酸作为预处理溶液来调节废液的pH。根据该方法实施方案的另一个优选步骤，加入硫酸钠作为预处理溶液来调节废液的电导率。根据该方法的再一个优选实施方案，加入硝酸钠作为预处理溶液来调节废液的pH和电导率。为了提高有机成分的分解功效，向废液中加入氧化剂，优选过氧化氢是有利的。向废液中加入过二硫酸铵或硝酸钠作为氧化剂也是有利的。本专利技术的另一个目的是一种用于在水中分解导电废水中有机成分的设备。该设备包含一个进料罐，至少一个分解回路(decompositionloop)和一个贮存罐。本专利技术的设备的基本特征为其包含一个含有后分解间歇反应器的间歇式分解回路，一个缓冲罐和一个循环泵，进料罐和贮存罐通过给料泵与所述的间歇式分解回路相连接。所述间歇式分解回路通过调节装置和给料泵与预处理溶液罐相连，喷射式冷凝器连接在后分解间歇式反应器上，其中所述喷射式冷凝器冷凝生成的蒸汽并至少部分地将其回收至间歇式反应器中。将电极浸没在上述间歇式后分解反应器中的废液中，所述电极与电流电源相连，该电源在至少为70V的电压下以至少0.5A/cm2的电流密度供应电流，该电流能够在废液和浸没的电极之间产生并保持电弧，所述电源能产生优选频率至少为10Hz的对称交流电流。根据该设备的一个优选实施方案，通过进料器和给料泵将氧化剂罐与间歇式分解回路相连。本专利技术设备的另一个优选实施方案的特征在于其包含一个额外的连续流动式分解回路，上述连续流动式分解回路包含一个主分解反应器，一个缓冲罐和一个循环泵，其中上述的连续流动式分解回路位于间歇式分解回路和进料罐之间，这样使连续流动式分解回路通过调节装置与预处理溶液罐相连，喷射式冷凝器与主分解反应器相连，其中所述的喷射式冷凝器冷凝生成的蒸汽并至少部分地将其回收到所述主分解反应器中，而且，其中电极浸没在主分解反应器中的废液中，所述电极与电流电源相连，该电源在至少70V的电压下以至少0.5A/cm2的电流密度供应电流，该电流能够在废液和浸没的电极之间产生并保持电弧，所述电流电源能产生频率优选为至少10Hz的对称交流电流。该设备的另外一个优选实施方案的特征在于氧化剂罐通过进料器和给料泵与连续流动式分解回路相连。根据另一个优选实施方案，所述间歇式分解回路和连续流动式分解回路中含有内置的过滤器。该设备的另一个优选实施方案的特征在于所述电极与供应单相交变电流的电流电源相连。本专利技术的再一个优选实施方案的特征在于所述电极与供应三相交变电流的电源相连。附图说明现在参考附图更详细地说明本专利技术的方法，其中图1显示了本专利技术的设备。如上所述，本专利技术的方法是基于通过在浸没的电极和废液间产生的电弧来破坏导电废液中的有机物质的原理。在设计工业规模的设备前，先通过实验优化工艺参数。进行了含EDTA的废水和同样含有EDTA的放射性废水的有机成分的分解实验，以及废液中“citrox”成分的破坏实验。我们测定了以下参数的影响——电极性能材质，表面积，横截面几何形状，电极间相对距离。——废液性能起始pH，pH变化对EDTA分解速率的影响。——其它性能电流电源参数对工艺的影响。实验在一个冷却的玻璃容器中进行，废液的组成如下Fe 4g/dm3EDTA 21.5g/dm3H3BO332g/dm3NH4OH(25％) 16.5g/dm3N2H4水合物 0.25g/dm3在选择合适的金属作为电极时，要考虑以下的要求废液中可令人接受的有机物分解速率，电极材料在电弧中的损失相对较小，并且还要易于将由于电极溶解进入废液中的金属除去。在试验中我们测试了用钨、铜、钛、镍、不锈钢和非合金软质铁制成的电极。采用带有内部水冷和不带冷却的电极进行了实验。在采用单相交变电流时未检测到冷却的效果，但当采用三相交变电流时，冷却可防止电极过热。根据我们的实验结果，证实W电极溶解率最大。Cu电极具有一般的溶解率和EDTA分解能力，但当分解完成后难于将铜从溶液中沉淀出来。Ni电极在溶解率和EDTA分解能力上都表现出最佳的结果，但是与铜相似，只有加入额外的试剂才能将其从溶液中除去。Ti电极溶解缓慢，基本与Ni相当，但其EDTA分解能力明显较低。不锈钢和非合金软质铁的测量值几乎一致与其它电极相比，它们具有令本文档来自技高网...
【技术保护点】
水中分解废水中有机成分的方法，该方法涉及对废液的ｐＨ和电导率的测量和必要条件下的调节，在过程中保持最佳的ｐＨ和／或电导率，并进一步涉及该废液有机成分的全部或部分分解，该方法的特征在于：将电极浸没在废液中，通过在至少７０Ｖ的电压下施加至少０．５Ａ／ｃｍ↑［２］电流密度的电流和施加优选具有至少１０Ｈｚ频率的对称交流电流，在电极和导电废液间产生并保持电弧；该方法进一步的特征在于：将废液的有机成分分解为水，二氧化碳和氮。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：I施雷梅，P蒂基，
申请(专利权)人：GIC公司，
类型：发明
国别省市：HU[匈牙利]
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