一种电絮凝耦合PDS氧化处理金属加工废水的方法技术

本发明专利技术公开了一种电絮凝耦合PDS氧化处理金属加工废水的方法，包括以下步骤：（1）将待处理的废水置于电絮凝装置中；（2）向待处理废水中加入过二硫酸盐（PDS），搅拌5～10分钟，直至全部溶解；（3）将电极板插入装置，并设置好电极板的排列方式和间距；（4）开启电源，开始电絮凝处理40～60分钟，施加电压为4～12 V；（5）电絮凝完毕后，拆除电极板，将处理后的废水静置；（6）静置完毕后，取上层液离心，离心所得的上层清液即为处理后的水样。本发明专利技术将电絮凝与过二硫酸盐高级氧化技术相结合，二者相互促进，极大地提高了处理效果；电极板采用双极性串联式的排列方式，能耗更低；适用的废水pH范围广，可节省处理前调节pH的成本投入。节省处理前调节pH的成本投入。

【技术实现步骤摘要】
一种电絮凝耦合PDS氧化处理金属加工废水的方法


[0001]本专利技术涉及一种废水处理方法，特别涉及一种利用电絮凝和过二硫酸盐（PDS）氧化技术耦合处理金属加工废水的方法，属于水处理


技术介绍

[0002]随着现代工业的飞速发展，在经济持续增长的同时，也带来了重大的环境隐患。化工、电镀、纺织、医药以及印染等行业排放出的工业废水是一类重要的污染源，其中金属加工废水是一种常见的废水，该种废水成分复杂，难降解，可生化性差，且一般带有毒性，如果不经处理直接排放到环境中，不仅对环境有重大的危害，还可以通过食物链对动植物以及人体造成危害，因此，寻找高效环保的废水处理技术已经成为了水体环境保护亟待解决的问题之一。
[0003]金属加工废水的成分复杂性和难降解性使得常规的废水处理方法难以高效去除水中污染物，电化学法和高级氧化法作为两种高效环保的水处理技术应运而生，电化学法是在外加电场的作用下，在反应器内部进行一系列氧化还原反应进而达到去除污染物的方法，高级氧化法则是通过产生具有强氧化性的自由基粒子间接氧化污染物达到净化水质的作用。电絮凝（Electrocoagulation，EC）技术也叫电凝聚技术是电化学法中的一种，电絮凝利用阳极溶解产生金属离子与水中氢氧根离子结合生成一系列羟基聚合物，这些聚合物通过吸附絮凝沉淀作用去除水中污染物；过二硫酸盐（PDS）氧化技术属于高级氧化法的一种，通过产生具有强氧化性的硫酸根自由基（）来氧化污染物。由于这两种技术具有简单高效、绿色环保的优点，近年来引发了相关学者的广泛关注。/>[0004]中国专利申请CN 111960602 A公开了一种利用电絮凝和电化学氧化联合处理电镀废水的方法。该方法将废水首先进行电絮凝处理，然后将电絮凝处理后的水进行电化学氧化处理，通过两种电化学方法的联合使用，实现电镀废水重金属离子的去除。但该方法处理废水所需时间较长，极大地降低了处理效率，而且电絮凝与电化学氧化两个过程分开进行，不是同时耦合处理，增加了整体的投入成本。
[0005]中国专利申请CN 111875026 A公开了一种利用热活化过硫酸钠体系深度处理制浆造纸废水的方法。该方法通过加热使过硫酸钠活化，生成具有强氧化性的硫酸根自由基，硫酸根自由基氧化制浆造纸废水中的有机物，从而实现制浆造纸废水的COD降解。但该方法只适用于酸性废水，对于碱性和中性废水需要先调节其pH至酸性，而且该方法需要在高温条件下进行，操作条件较为苛刻，同时也存在处理时间较长的问题。
[0006]电絮凝和PDS高级氧化法对废水处理有着可观的效果，但单一方法处理废水效率低下，可用于处理的废水pH范围较窄，操作条件苛刻且成本较高以及处理时间较长等问题也严重限制着这两种方法的应用，因此专利技术一种将电絮凝和PDS高级氧化耦合起来且可以有效避免上述问题的废水处理方法显得十分重要。

技术实现思路

[0007]针对上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种处理效率高、处理能耗低的电絮凝耦合过二硫酸盐（PDS）氧化处理金属加工废水的方法，同时实现废水中COD和色度的高效去除。
[0008]本专利技术的原理如下：在外加电场的作用下，阳极板溶解产生金属离子，金属离子与水中的氢氧根离子结合生成一系列具有吸附作用的多核羟基聚合物，这些聚合物在废水溶液中通过网捕卷扫、吸附架桥和压缩双电层等作用将污染物吸附在其表面，吸附了大量污染物的絮体在重力作用下沉降，从而实现了污染物的去除；同时在电絮凝的过程中，阴极持续产生大量的氢气气泡，这些气泡可以加速絮体颗粒的碰撞，同时气泡具有较强的粘附性能，在上升的过程中可以将废水中的污染物带出水体；此外电絮凝过程产生的Fe
2+
可以将过二硫酸根活化，产生氧化性较强的硫酸根自由基，硫酸根自由基可以将废水中的有害物质氧化。整个系统工作时，电絮凝和高级氧化过程同时进行，极大地提高了废水处理效率。
[0009]一种电絮凝耦合PDS氧化处理金属加工废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1） 将待处理的废水置于电絮凝装置中；（2） 向待处理废水中加入过二硫酸盐（PDS），搅拌5～10分钟，直至全部溶解；（3） 将电极板插入装置，并设置好电极板的排列方式和间距；（4） 开启电源，开始电絮凝处理40~60分钟，施加电压为4～12 V；（5） 电絮凝完毕后，拆除电极板，将处理后的废水静置；（6） 静置完毕后，取上层液离心，离心所得的上层清液即为处理后的水样。
[0010]进一步的，所述步骤（1）中的废水pH值为6～9，优选的，pH值为8。
[0011]进一步的，所述步骤（2）中的过二硫酸盐（PDS）为过硫酸铵（(NH4)2S2O8）、过硫酸钠（Na2S2O8）或过硫酸钾（K2S2O8）中的一种或几种，优选的，过二硫酸盐为过硫酸钠（Na2S2O8）。
[0012]进一步的，所述步骤（2）中的过二硫酸盐（PDS）添加量为0.6～0.8 g/L，优选的，添加量为0.7 g/L。
[0013]进一步的，所述步骤（3）中的电极板材质为铁或其合金，并需事先进行预处理。预处理方法为先用砂纸打磨电极板表面，然后再将其置于盐酸中去除表面氧化膜，烘干备用。
[0014]进一步的，所述步骤（3）中的电极板排列方式为双极性串联式（Bipolar electrodes in series connection）。
[0015]进一步的，所述步骤（3）中的电极板板间间距为15～45 mm，优选的，板间间距为25 mm。
[0016]进一步的，所述步骤（4）中的电源优选的施加电压为6 V。
[0017]进一步的，所述步骤（4）电源正负极应当在处理效果明显下降时进行周期性的调整变换。
[0018]进一步的，所述步骤（5）中废水静置时，容器下部放置斜板或填料，优选的，放置高比表面积填料，如石英砂、活性炭或陶粒等。
[0019]进一步的，所述步骤（5）中废水静置时，将磁性物体放置于废水下方促进絮体沉淀完全。
[0020]本专利技术处理废水过程中发生的反应：水的解离过程：
电絮凝反应过程（碱性或中性体系）：电絮凝反应过程（碱性或中性体系）：电絮凝反应过程（碱性或中性体系）：电絮凝反应过程（碱性或中性体系）：电絮凝反应过程（碱性或中性体系）：电絮凝反应过程（酸性体系）：电絮凝反应过程（酸性体系）：电絮凝反应过程（酸性体系）：过二硫酸根的高级氧化过程：过二硫酸根的高级氧化过程：与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1. 本专利技术将电絮凝与过二硫酸盐高级氧化技术相结合，电絮凝产生的二价铁离子可以活化过二硫酸盐，过二硫酸盐的加入也可以提高溶液电导率，促进电絮凝过程，两个过程相互促进。通过以上两种方法耦合处理废水，使废水的COD降解率由仅电絮凝处理的46.8%提高到了70.0%，脱色率由30.1%提高到了69.7%，极大地提高了处理效果。
[0021]2. 本专利技术中电极板采用双极性串联式的排列方式，能耗更低，在处理效果相同的前提下与单极性串联的连接方式相比，能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电絮凝耦合PDS氧化处理金属加工废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将待处理的废水置于电絮凝装置中；（2）向待处理废水中加入过二硫酸盐，搅拌5～10分钟，直至全部溶解；（3）将电极板插入装置，并设置好电极板的排列方式和间距；（4）开启电源，开始电絮凝处理40～60分钟，施加电压为4～12 V；（5）电絮凝完毕后，拆除电极板，将处理后的废水静置；（6）静置完毕后，取上层液离心，离心所得的上层清液即为处理后的水样。2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于所述步骤（1）中的废水pH值为6～9。3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于所述步骤（2）中的过二硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾中的一种或几种。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：李春虎，吕重阳，肖征廷，李子真，孟祥超，王亮，王文泰，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：