一種高鹽廢水處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是設(shè)及一種利用電催化原理將特種碳素材料 用于處理高鹽廢水的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 高含鹽量有機(jī)廢水的有機(jī)物根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程不同，所含有機(jī)物的種類(lèi)及化學(xué)性質(zhì)差 異較大，但所含鹽類(lèi)物質(zhì)多為Cl、S042、^\Ca2+等鹽類(lèi)物質(zhì)。雖然運(yùn)些離子都是微生物生 長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素，在微生物的生長(zhǎng)過(guò)程中起著促進(jìn)酶反應(yīng)，維持膜平衡和調(diào)節(jié)滲透壓 的重要作用。但是若運(yùn)些離子濃度過(guò)高，會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生抑制和毒害作用，主要表現(xiàn)：鹽濃 度高、滲透壓高、微生物細(xì)胞脫水引起細(xì)胞原生質(zhì)分離；鹽析作用使脫氨酶活性降低；氯離 子高對(duì)細(xì)菌有毒害作用；鹽濃度高，廢水的密度增加，活性污泥易上浮流失，從而嚴(yán)重影響 生物處理系統(tǒng)的凈化效果。
[0003] 含鹽廢水的產(chǎn)生途徑廣泛，水量也逐年增加。去除含鹽污水中的有機(jī)污染物對(duì)環(huán) 境造成的影響至關(guān)重要。采用生物法進(jìn)行處理，高濃度的鹽類(lèi)物質(zhì)對(duì)微生物具有抑制作用， 采用物化法處理，投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，且難W達(dá)到預(yù)期的凈化效果。但是采用生物法對(duì)此 類(lèi)廢水進(jìn)行處理，仍是目前國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本申請(qǐng)人提供了一種高鹽廢水處理裝置。本裝置 采用電化學(xué)原理，用離子膜對(duì)廢水進(jìn)行脫鹽處理，用特種碳素材料作為電觸媒進(jìn)行電催化 去除有機(jī)物，可W達(dá)到廢水循環(huán)利用的目的。 陽(yáng)0化]本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] 一種高鹽廢水處理裝置，包括殼體、位于殼體上方的進(jìn)水口、W及位于殼體下方的 出水口，所述殼體內(nèi)部從上而下分別設(shè)置有布水層、穩(wěn)水層、填料層、曝氣區(qū)W及出水室；所 述布水層由與進(jìn)水口相連的進(jìn)水管網(wǎng)上分布的出水孔布水；所述填料層左右兩壁上各設(shè)置 鍛釘石墨電極板，所述填料層中間設(shè)置離子膜將填料層分為左右兩個(gè)電解槽；其中一個(gè)電 解槽放置填料。 陽(yáng)007] 作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：
[0008] 所述布水層與穩(wěn)水層之間由隔板分隔，所述隔板可左右打開(kāi)，所述布水層中的水 可W選擇由左部或者右部進(jìn)入穩(wěn)水層。
[0009] 所述隔板為可左右打開(kāi)的合頁(yè)結(jié)構(gòu)。
[0010] 所述填料層與曝氣區(qū)之間用多孔板分隔。
[0011] 所述鍛釘石墨電極的高度在填料層和穩(wěn)水層之間。
[0012] 所述曝氣區(qū)由帶有曝氣盤(pán)的氣管進(jìn)行曝氣。
[0013] 所述殼體外在填料層的位置設(shè)置檢修孔。所述碳素電觸媒催化劑的生產(chǎn)方法，包 括W下步驟：將制取電觸媒催化劑的原材料粉碎成粉末，然后將溶劑和粘接劑混合成均勻 的液體，再向混合均勻的液體中加入粉碎后的電觸媒催化劑的原材料并繼續(xù)混勻成為漿 料，再依次經(jīng)干燥、成型、破碎篩分、賠燒、浸潰、碳化與二次破碎篩分，制得電觸媒的成品；
[0014] 所述電觸媒催化劑的原材料的組分及各組分的重量百分?jǐn)?shù)為：
[0015] 碳粉 40~60%; 鉛粉 10~15%; 鐵粉 10~15%; 儲(chǔ)粉 5~10%; 語(yǔ)粉 15~20%;
[0016] 所述電觸媒催化劑的原材料的各組分中揮發(fā)分含量< 15%，硫含量< 0. 4%。
[0017] 優(yōu)選的，所述將制取電觸媒催化劑的原材料粉碎成粉末的粒度《5皿1。
[0018] 優(yōu)選的，粉碎后的電觸媒催化劑的原材料在與溶劑和粘接劑混合之前對(duì)其進(jìn)行形 貌處理：將原材料粉末在保護(hù)氣體的保護(hù)下加熱到1200°C;所述保護(hù)氣體為體積比2:1的 甲燒和氮的混合氣體。運(yùn)樣可W進(jìn)一步保證原材料的各向同性，同時(shí)增加原材料的振實(shí)密 度和粒度分布范圍。
[0019] 所述溶劑為水、酒精、乙二醇或甲苯；所述粘接劑為漸青、焦油或樹(shù)脂。優(yōu)選的，所 述粘接劑為高溫改性漸青。
[0020] 所述溶劑與電觸媒催化劑的原材料的重量比為20:10~10:20,所述粘接劑占電 觸媒催化劑的原材料重量的1~10%。
[0021] 優(yōu)選的，粉碎后的電觸媒催化劑的原材料與溶劑和粘接劑混合成漿料時(shí)，向漿料 中加入防沉降劑聚二醇酸或/和碳化促進(jìn)劑碳化二亞胺。所加入的防沉降劑聚二醇酸占電 觸媒催化劑的原材料重量的0. 1~10%，所加入的碳化促進(jìn)劑碳化二亞胺占電觸媒催化劑 的原材料重量的0. 1~10%。
[0022] 所述成型是指：所述漿料干燥后，放入壓塊成型機(jī)的成型模具內(nèi)，在80~120MPa 高壓條件下，通過(guò)電觸媒催化劑的原材料中的黏結(jié)性組分的黏結(jié)力、電觸媒催化劑的原材 料分子之間的吸引力及所述溶劑中的黏結(jié)性組分在高壓條件下發(fā)生的熱縮聚，將物料壓成 具有強(qiáng)度的塊狀。成型后的塊狀還要進(jìn)行破碎篩分，因?yàn)槌尚秃蟛荒鼙ＷC產(chǎn)品的粒度要求， 所W需要破碎篩分，然后再賠燒和浸潰，然后再碳化和二次破碎篩分。二次破碎篩分后得到 的是顆粒狀產(chǎn)品。賠燒、浸潰、碳化運(yùn)=個(gè)步驟是本領(lǐng)域的常規(guī)步驟。
[0023] 所述賠燒與浸潰步驟可根據(jù)產(chǎn)品用途或其他要求重復(fù)進(jìn)行，賠燒與浸潰步驟重復(fù) 進(jìn)行1~20次。
[0024] 電催化處理廢水的原理是運(yùn)樣的：在常溫常壓下通過(guò)有催化活性的電極反應(yīng)直接 或間接產(chǎn)生徑基自由基，從而使難生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可生物降解的有機(jī)物，或是難 降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水。主要反應(yīng)有： 陽(yáng)02引 （1化〇2的生成：
[0026] 〇2+e一 ? 〇2
[0027] ? 〇2- +H+-冊(cè)2?或? 〇2- +冊(cè)2 ?- 〇2+冊(cè)2 -
[0028] 2冊(cè)2 ?- &〇2+〇2或冊(cè) 2- +H+-H2〇2
[0029] 似?OH的生成： W30] &〇2+6 - 一 0H- + ?OH
[00川 做W上過(guò)程的綜合作用，降解水中的有機(jī)物、COD和氨氮
[0032] (4)裝置中設(shè)有離子膜，通過(guò)離子交換達(dá)到脫鹽的效果。
[0033] 本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于：
[0034] 現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題是在脫鹽的同時(shí)無(wú)法很好的去除有機(jī)物，本發(fā)明則可W既去 除有機(jī)物、又脫除鹽分。大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用中的除鹽裝置只是簡(jiǎn)單的二維電解池，本發(fā)明在電 解液中加入一種特種碳素材料作為電觸媒催化劑，可W很好的去除有機(jī)物，COD和氨氮。
【附圖說(shuō)明】
[0035] 圖1為本發(fā)明示意圖。
[0036] 圖中：1、殼體；2、進(jìn)水口；3、進(jìn)水管網(wǎng)；4、布水層；5、穩(wěn)水層；6、填料層；7、鍛釘石 墨電極；8、檢修孔；9、曝氣區(qū)；10、曝氣盤(pán)；11、出水室；12、出水口；13、離子膜。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述。
[0038] 如圖1所示，本發(fā)明提供的高鹽廢水處理裝置包括殼體1、位于殼體1上方的進(jìn)水 口 2、W及位于殼體1下方的出水口 12。殼體1內(nèi)部從上而下分別設(shè)置有布水層4、穩(wěn)水層 5、填料層6、曝氣區(qū)9W及出水室11。布水層4由與進(jìn)水口 2相連的進(jìn)水管網(wǎng)3上分布的 出水孔布水；布水層4與穩(wěn)水層5之間由隔板分隔，隔板可左右打開(kāi)，使得布水層4中的水 可W選擇由左部或者右部向下進(jìn)入穩(wěn)水層。優(yōu)選的，隔板為可選用能夠左右打開(kāi)的合頁(yè)結(jié) 構(gòu)。
[0039] 填料層6左右兩壁上各設(shè)置鍛釘石墨電極板7,填料層6中間設(shè)置離子膜13將填 料層6分為左右兩個(gè)電解槽；其中一個(gè)電解槽放置填料。填料層6左右兩壁上各設(shè)置鍛釘 石墨電極板7分別作為陰陽(yáng)電極，鍛釘石墨電極7的高度在填料層和穩(wěn)水層之間。
[0040] 穩(wěn)水層5與填料層6之間沒(méi)有設(shè)置隔板，而是通過(guò)布水層的隔板控制水優(yōu)先進(jìn)入 有填料的那個(gè)電解槽。根據(jù)電解反應(yīng)過(guò)程，有填料的那個(gè)電解槽為陽(yáng)極。
[0041] 填料層6與曝氣區(qū)9之間用多孔板分隔。曝氣區(qū)9由帶有曝氣盤(pán)10的氣管進(jìn)行 曝氣。
[0042] 殼體1外在填料層6的位置設(shè)置檢修孔8。
[0043] 填料層6的填料為碳素電觸媒催化劑材料。
[0044] 實(shí)施例1
[0045] 按圖1連接好各種裝置，廢水為浙江某制藥廠(chǎng)廢水，因廢水中有大量Cl，所W離子 膜13選擇陰離子膜，電解槽陰極和陽(yáng)極均采用鍛釘石墨板作為電極，然后在陰極電解槽中 加入粒徑為Imm的特種碳素材料作為催化劑填料。為了去除水中的巧儀，防止離子膜堵塞， 在穩(wěn)水層5和填料層6之間設(shè)置陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，廢水經(jīng)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂后注入到陰極電 解槽中，廢水與填料的體積比為1:3,在陽(yáng)極電解槽中注入3%的HCl溶液。 陽(yáng)046] 電解液在電解槽中的反應(yīng)過(guò)程：陰極反應(yīng)：
[0047] (1化〇2的生成：
[0048] 〇2+e一 ? 〇2
[0049] ? 〇2_ +H+-冊(cè) 2 ?或? 〇2- +冊(cè)2 ? - 〇2+冊(cè)2_ 陽(yáng)化0] 2冊(cè)2 ?- &〇2+〇2或冊(cè) 2- +H+-H2〇2 W51] 似?OH的生成： 柳巧 &〇2+6-一0H- + ?OH
[0053] W上過(guò)程的綜合作用，降解水中的有機(jī)物、COD和氨氮。
[0054]同時(shí)Cl經(jīng)陰離子膜后到達(dá)陽(yáng)極槽后失去電子生成Cl2,所W陽(yáng)極不消耗肥1，曝氣 電解一段時(shí)間后用連華COD快速測(cè)定儀測(cè)試COD的變化，用CIC-IOO離子色譜儀測(cè)定廢水 中Cl的濃度。測(cè)試結(jié)果如下表1所示。 陽(yáng)化5] 表1
[0057] 其中填料層6中的碳素電觸媒催化劑材料的制備方法如下： 陽(yáng)05引按W下比例添加原料：
[0059] 碳粉 40%-16化g; 殺粉 15%-60kg; 秩粉 15%-60k