[发明专利]一种分室电解废水装置及其应用

说明书

技术领域

本发明属于电解反应器技术领域，具体涉及一种分室电解废水装置及其应用。

背景技术

有机电合成是一门涉及电化学、有机合成及化学工程的交叉学科。有机电合成被称为“古老的方法，崭新的技术”。有机电化学合成是有机电合成与电化学技术相结合的一门边缘学科，广泛应用于染料、药物、农药、香料、有机试剂、氨基酸等精细化学品及有机中间体的合成。电解氧化是有机电合成的重要方法，该方法在处理废水中具有无需添加氧化剂，氧化有机物彻底，无二次污染，设备体积小，占地面积少，操作简便灵活等优点。电解氧化的机理分为直接氧化和间接氧化。直接电解氧化是直接利用阳极的高电位，通过直接的电子转移氧化溶液中的有机或无机化合物。间接氧化主要是通过电极的作用产生羟基自由基等活性基团，这些活性基团再氧化水体中的有机物。

中国专利ZL00132781.X公开了一种催化电解废水处理装置，包括直流电源、反应装置体、正负电极、进水口、出水管和催化剂，其特征在于，电解装置的底部为“V”型，在底部有一进气口，或者进气口与进水口为一体，在进气口上部有一导流板，导流板呈弧形弯曲，弯曲弧度为0-90度，导流板下缘从反应装置底部的进气口上方开始延伸，并且导流板的下缘与槽体之间有一空隙，导流板从反应装置底部的进气口上方沿与出水管一侧相反的方向开始延伸，至反应装置的上部。这种气体导流作用下的催化剂定向流动，增加催化剂的利用率，降低反应的能耗。该发明在电解槽中采用了催化剂，并通入氧气或空气加速氧化废水中有机物的作用。但是其缺点也是显而易见的。使用催化剂必然增加处理废水的成本。由于在电解槽中直接通入气体，使电解液中充满大量气泡，并将增加电解槽的电阻，耗电量将提高。

火炸药工业对环境造成的污染，包括物理性的和化学性的两方面。就化学性污染而言，火炸药工业排放出的化学污染物与某些化学工业比较并不算多，但是若不采取适当的防治措施，将对局部环境造成严重的损害。有些排放物虽然量不是很大，但是却是火 炸药工业特有的，其中不乏高毒性物质，甚至致癌物质，致畸性物质或者致突变物质，都是不容忽视的。此外，由于TNT生产工艺的限制，火炸药工业还造成大量的酸污染、热污染和废气污染等等。由于混酸硝化是制备TNT的必需环节，TNT工业造成的酸污染尤其严重，这部分酸和TNT都主要以废水的形式排放，如果不经过治理，会对环境造成严重污染。

三硝基甲苯工业水污染物一级排放标准规定：当水体稀释倍数≥10，总硝基化合物(以2，4-二硝基甲苯和α-三硝基甲苯计)容许排放浓度为5.0mg·L^-1；稀释倍数＜10，容许排放浓度仅为0.5mg/L。

二硝基甲苯(简称DNT)，作为多种化工产品的重要中间体，广泛的应用于医药、染料、炸药以及高分子材料工业中。在二硝基甲苯的制备和精制洗涤过程中，会产生大量的呈碱性有机废水，又称DNT废水，该废水成分异常复杂，废水含有的硝基化合物结构稳定，具有致癌性、生物毒性，且在降解过程中很易产生其它毒性更大的中间产物。鉴于这些问题，国家对DNT碱性废水有着严格的排放标准，规定废水中硝基苯类化合物的含量不得超过5.0mg/L。

常用处理方法包括焚烧法、臭氧氧化法、吸附法、液膜萃取法、絮凝法、超临界水氧化法和电解法。

焚烧法作为难降解有机废水的处理方法，最早被用于TNT碱性废水的处理中，DNT废水作为TNT废水的同类废水亦可用该法进行处理。从操作流程来讲，焚烧法工艺较为简单，设备容易实现，投资经济费用低，并已实现工业化。DNT废水含水量大，耗费燃料多。由于焚烧法存在在解决了硝基苯类污染物污染的同时，又会带来环境的二次污染(大气污染)问题，且存在排渣困难的问题，在一定程度上又限制了浓缩焚烧法的推广运用。

吸附法是指利用吸附剂吸附分离废水中污染物的方法。活性炭、大孔吸附树脂等固体颗粒，其表面有许多微孔，具有一定的吸附性能，特别是固体表面凹陷部位，具有很大的总表面积，吸附能力更强。在吸附剂吸附处理DNT碱性废水过程中，只是将污染物从水相转移到了固体相表面，吸附剂吸附饱和后必须进行再生(又称脱附)，然后对脱附下来的污染物作进一步处理，以免造成二次污染。目前应用最广的吸附剂是活性炭，它的吸附对象比较广泛，许多污染物都能被其吸附。但活性炭或大孔吸附树脂吸附处理 废水的成本较高。