本发明专利技术提供一种电催化氧化处理高浓度废水方法及装置，包括以下步骤：预处理步骤、电催化氧化步骤、微波净化步骤、后处理步骤；其中，所述电催化氧化步骤采用特定的电极制造用喷淋装置。本发明专利技术的有益效果为：对高浓度废水处理后，其COD去除率大于99.9%；各项指标均已满足水处理排放标准，亦能够满足生产中的回用要求，无需对其进行后续处理即可回用至生产各个环节；其添加的催化物质催化效果显著，且能够重复再利用，能够有效保持催化活性，提升废水处理效率，减少废水处理成本。
A method and device for high concentration wastewater treatment by electrocatalytic oxidation
【技术实现步骤摘要】
一种电催化氧化处理高浓度废水的方法及装置
本专利技术涉及废水处理领域，尤其是涉及一种电催化氧化处理高浓度废水的处理方法及装置。
技术介绍
随着我国工业的快速发展，大量的工业废水排放给环境带来巨大的压力。工业废水是指工业生产过程中产生的废水、污水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物和产品以及生产过程中产生的污染物。工业废水分类通常有三种，a.根据污染物的化学性质来分；b.根据企业的产品和对象分类；c.根据污染物的主要成分分类；其不同的工业废水处理方法和装置不同，主要分为四大类：物理处理、化学处理、物理化学处理和生物处理。高浓度的工业废水指污染物浓度高、毒性大的废水，其成分复杂、杂质多、异味大，色度高，不易生物降解有机废水中所含的有机污染物。虽然现利用生物处理或物理化学处理能够将大部分废水处理达到国家二级排放标准。但是仍然有大量的污染物未处理达标即排放到自然环境，造成巨大的环境、资源浪费。现今广泛应用的方法有：铁-碳微电解技术，Fenton氧化法，臭氧氧化法，光催化氧化法和电催化氧化法等。与其他技术相比，电催化氧化法具有广阔的应用前景，具有反应条件温和，操作简单，占地面积小等优点。电催化氧化法通过阳极反应直接降解有机污染物或者通过阳极反应产生羟基自由基、臭氧氧化剂降解有机污染物。能将水体中的有机污染物矿化成二氧化碳和水，从而达到降解废水的目的。目前，电催化氧化技术应用到工业废水的处理领域，其处理效果和优势已经得到了大家的认可，但是在具体应用过程中存在一些问题亟待解决。申请人发现：在现有的常温常压电催化氧化高浓度废水处理的实际操作中，当废水COD浓度高于6000mg/L时，处理后的高浓度废水无法满足回用标准，仍需对其进行后续处理。并且，为保证处理效果，向高浓度废水中添加的催化物质，虽然处理后废水能够勉强达标，但是其催化物质无法重复利用，处理成本高；并且，目前现有的电极制备装置加工的电极无法满足本专利技术的使用要求。中国专利CN110563098A公开了一种电催化氧化电极板的制备方法及废水处理装置，其采用特制的圆孔状钛丝网电极对废水进行处理，克服电极粘附有机物及腐蚀现象。该专利的不足之处：采用该特制的圆孔状钛丝网电极的废水处理装置处理后的高浓度废水无法满足回用标准，仍需对其进行后续处理。中国专利CN104176798A公开了一种电催化氧化处理高浓度废水的方法及装置，其在常温常压环境下，设置若干个电催化氧化处理反应池组成一体式多段处理器，反应器内的正负电极采用合金组合电极，一次性加入复合催化剂填料，对高浓度废水进行处理。该专利的不足之处：其添加的复合催化剂填料为消耗性产品，无法重复使用，高浓度废水处理成本高。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供一种电催化氧化处理高浓度废水方法，以实现以下专利技术目的：（1）提供一种电催化氧化处理高浓度废水方法，其针对COD浓度高于6000mg/L的废水，处理后的高浓度废水满足回用标准，无需对其进行后续处理；（2）提供一种电催化氧化处理高浓度废水方法，其添加的催化物质能够重复利用，对高浓度污水处理效果好，生产成本低廉；（3）提供一种电催化氧化处理高浓度废水方法，其电极制备装置加工的电极能够达标使用。为解决以上技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：一种电催化氧化处理高浓度废水方法，包括以下步骤：预处理步骤、电催化氧化步骤、微波净化步骤、后处理步骤。所述预处理步骤，调节待处理高浓度废水PH值至6.2~6.5范围内，将负载有催化物质的HAP颗粒投入待处理废水中，搅拌30min，所述搅拌转速为50~80RPM。所述负载有催化物质的HAP颗粒，在丙酮环境下，投入活性物质：CoFe2O4、硝酸镍、Ti金属粉末、FeNiO4、Ba(AlO2)2，超声分散制得混合溶液后，将所述混合溶液加热至110~135℃，保温70min；然后将羟基磷灰石（HAP）投入所述混合溶液中，保持所述混合溶液温度为80℃，搅拌50~60min，搅拌转速60RPM；然后将羟基磷灰石（HAP）置入400~550℃环境下，高温煅烧活化2~3h，并在高温煅烧过程中，每隔20min将所述混合溶液喷洒到羟基磷灰石（HAP）表面，每次所述混合溶液施用量为羟基磷灰石（HAP）总质量的8%；即制得所述负载有催化物质的HAP颗粒。各物质施用量为CoFe2O410~13份、硝酸镍6~9份、Ti金属粉末10~15份、FeNiO418~22份、Ba(AlO2)215~19份；所述活性物质与所述羟基磷灰石（HAP）的质量份比为3:7。所述Ti金属粉末，粉末粒度为300目。所述羟基磷灰石（HAP）粒度为100~130目。所述电催化氧化步骤，在保持浸入负载有催化物质的HAP颗粒的状态下，对所述预处理步骤后的高浓度废水进行电催化氧化，电催化氧化时间为40~60min。采用的电极为相同材质，并且每隔10~15min进行一次正负电极互换，电流强度为50~90A/m2，电压为5~9V。所述电极为具有特定涂层的钛金属，所述电极为采用电极制造用喷淋装置加工而成，所述电极形状可以是柱状、环状、网状以及为适应现场水处理情况的异形状。所述电极，将FeNiO4、硝酸铜、癸二酸二异辛酯、乙烯基三甲氧基硅烷、三氯化铱均匀分散至异丙醇中，制得溶液；将所述溶液均匀喷涂至特定形状的钛金属电极表面；然后在氮气气氛保护下，将所述电极置入1200~1400℃环境下，热处理3~5min；然后对所述热处理后的电极再次喷淋所述溶液，待其自然冷却后，制得所述电极。其中，FeNiO4：硝酸铜：癸二酸二异辛酯：乙烯基三甲氧基硅烷：三氯化铱的重量比为2:1:3:1:4。所述微波净化步骤，在0.05~0.07MPa的氮气环境下，对所述电催化氧化步骤的废水进行微波净化处理。所述微波频率为3~6GHz，功率为450~600瓦，净化时间10~12min。所述后处理步骤，将所述微波净化步骤后的废水，通过一次MBR膜处理，完成本专利技术的高浓度废水处理。所述MBR膜为亲水改性聚四氟乙烯微滤膜，孔径为0.05~0.7μm，膜通量10~15L/m2·h，水回流比为100~150%。所述电极采用电极制造用喷淋装置加工而成，所述电极制造用喷淋装置包括：喷淋箱（1）、输送机（2）、喷淋单元和电极工件（14）；所述输送机（2）为网带输送机；所述喷淋单元包括上下两个喷淋组件和回流组件；所述喷淋组件包括喷淋主管（3），所述喷淋主管（3）上设置有多个喷淋支管（4），所述喷淋支管（4）的端部设置有喷淋头（5），所述喷淋头（5）设置在喷淋箱（1）内；所述喷淋头（5）包括分水器（51），所述分水器（51）为空心半球形结构所述喷淋主管（3）的进水端与喷淋液桶（7）相连通；所述喷淋箱（1）的两端设置有侧罩箱（11），所述侧罩箱（11）对应喷淋箱（1）两端的开口设置；所述侧罩箱（11）的底部倾斜；所述侧罩箱（11）的底部内侧设置有引流管（12），所述引流管（12）穿过喷淋箱（1）本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电催化氧化处理高浓度废水方法，其特征在于，包括以下步骤：预处理步骤、电催化氧化步骤、微波净化步骤、后处理步骤。/n
【技术特征摘要】
1.一种电催化氧化处理高浓度废水方法，其特征在于，包括以下步骤：预处理步骤、电催化氧化步骤、微波净化步骤、后处理步骤。
2.根据权利要求1所述的一种电催化氧化处理高浓度废水方法，其特征在于，所述预处理步骤，调节待处理高浓度废水PH值后，将负载有催化物质的HAP颗粒投入待处理废水中，搅拌。
3.根据权利要求1所述的一种电催化氧化处理高浓度废水方法，其特征在于，所述预处理步骤中采用的负载有催化物质的HAP颗粒，在丙酮环境下，投入活性物质：CoFe2O4、硝酸镍、Ti金属粉末、FeNiO4、Ba(AlO2)2，超声分散制得混合溶液后，将所述混合溶液加热至110~135℃，保温70min；然后将羟基磷灰石（HAP）投入所述混合溶液中，保持所述混合溶液温度为80℃，搅拌50~60min，搅拌转速60RPM；然后将羟基磷灰石（HAP）置入400~550℃环境下，高温煅烧活化2~3h，并在高温煅烧过程中，每隔20min将所述混合溶液喷洒到羟基磷灰石（HAP）表面，每次所述混合溶液施用量为羟基磷灰石（HAP）总质量的8%；即制得所述负载有催化物质的HAP颗粒。
4.根据权利要求3所述的一种电催化氧化处理高浓度废水方法，其特征在于，各物质施用量为CoFe2O410~13份、硝酸镍6~9份、Ti金属粉末10~15份、FeNiO418~22份、Ba(AlO2)215~19份；所述活性物质与所述羟基磷灰石（HAP）的质量份比为3:7。
5.根据权利要求1所述的一种电催化氧化处理高浓度废水方法，其特征在于，所述电催化氧化步骤，在保持浸入负载有催化物质的HAP颗粒的状态下，对所述预处理步骤后的高浓度废水进行电催化氧化；采用的电极为相同材质，并且每隔10~15min进行一次正负电极互换。
6.根据权利要求1所述的一种电催化氧化处理高浓度废水方法，其特征在于，所述电催化氧化步骤采用的电极，将FeNiO4、硝酸铜、癸二酸二异辛酯、乙烯基三甲氧基硅烷、三氯化铱均匀分散至异丙醇中，制得溶液；将所述溶...
【专利技术属性】
技术研发人员：严希海，刘木林，严谨，
申请(专利权)人：山东尚科环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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