一种高效无污染的电化学污水处理装置的制作方法

本发明涉及一种污水处理装置,尤其涉及一种高效无污染的电化学污水处理装置。

背景技术：

丁苯橡胶（sbr）是丁二烯和苯乙烯的共聚物，按聚合体系又可分为自由基引发的乳液聚合丁苯橡胶（esbr,简称乳聚丁苯橡胶）和阴离子溶液聚合的溶液聚合丁苯橡胶（ssbr，简称溶聚丁苯橡胶）两类。现如今，我国的市场需求，国内大多数厂家都开始生产丁苯橡胶。乳聚丁苯橡胶的生产技术已经成熟定型。生产过程也更加规范，单体储存、单体配置、聚合、回收、胶浆存储以及搅拌、凝聚、干燥及压块等工序完成。丁二烯、苯乙烯和水、乳化剂、电解质、活化剂、引发剂在聚合反应釜中聚合。聚合后的胶浆经二级闪蒸脱除未反应的丁二烯，再经过脱气塔脱除未反应的苯乙烯。脱气后的胶浆进入后处理工序，加入凝聚剂、防老剂、油乳液及其它助剂后，经凝聚、挤压脱水、干燥、压块、包装生产出最终产品丁苯橡胶。乳液聚合法生产丁苯橡胶过程中，因原料含量不同或加入的引发剂不同，会生产成不同牌号的丁苯橡胶，但是主要原材料的品种是相同的。

丁苯橡胶废水中的主要污染物是未回收完全的丁二烯和苯乙烯单体以及生产过程中添加的各种助剂(促进剂、防老剂、阻聚剂)，污染物成分较复杂，大部分污染物属于有毒有害难生化降解物质，废水处理难度大。丁苯废水所含污染物种类及浓度有很大差异，成分也非常复杂。主要原因：受原料及操作影响，同一体表装置的污染物组成及浓度不断变化;受操作、装置开停工影响，几种高浓度废水混兑比例变化会造成混合后废水污染物组成及浓度不断变化。废水中cod含量较高800-1000mg/l，b/c值较低一般为0.1-0.25。处理丁苯橡胶废水产生的污泥为危险废弃物，在辽宁省危险废弃物处理成本为5000元/吨，处理成本高，工作量繁重。

现有技术中对丁苯橡胶废水的处理有采用fenton试剂法，其优点是处理效果好，常温、常压；缺点是加四种药剂，后边还得混凝分离，加入混凝和助凝剂，加药繁琐。产泥量大，丁苯橡胶废水fenton试剂产生的泥被定为危废，所以产泥量大，处理成本高。

有采用臭氧氧化法，优点是常温常压，不需要添加药剂，没有二次污染、环境友好；缺点是臭氧选择性氧化，一些芳香族和断链的效果差，处理成本高。

有采用化学联合方法，优点是常温、常压，处理效果好反应速率快，缺点是添加药剂，工艺繁琐，并且处理成本高。

有采用生物法，优点是常温、常压容易控制，处理成本低。缺点是处理效率低、产泥量大。

还有采用联合处理技术，优点是处理效果好，缺点是多个工艺，操作复杂，处理成本高。

技术实现要素：

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供了一种电化学污水处理装置，解决了现有技术中处理工业废水产泥量大、成本高的问题。

本发明的技术方案如下：

电化学污水处理装置，包括浓缩泵、循环泵、上部水箱、筒电极、线电极、锤球、底部水槽、纳滤浓缩膜及功率箱；所述的浓缩泵通过浓缩泵吸水管与底部水槽连通，所述的浓缩泵通过浓缩泵出水管与纳滤浓缩膜连通，所述的纳滤浓缩膜通过浓水回流管连通至底部水槽；所述的底部水槽通过循环泵吸水管与循环泵连通，循环泵通过循环泵出水管连通至上部水箱，所述的上部水箱的出水口下方设置筒电极，线电极的一端连接锤球，线电极的另一端依次穿过筒电极、上部水箱与功率箱连接，所述的功率箱与筒电极之间电连接。

所述的纳滤浓缩膜安装有清水管。

所述的上部水箱与底部水槽之间设有溢流管。

所述的上部水箱的出水口设有节流阀。

所述的筒电极和功率箱之间设有电压表。

所述的线电极与功率箱之间设有第一电流表和第二电流表，第一电流表和第二电流表与功率箱之间分别设有第一开关和第二开关。

本发明的优点效果如下：

1、纳滤浓缩膜出水几乎没有污染物，可以作为工业冷却循环水或者其他对水质要求不高工业用水，实现真正零排放污水，零排放污泥。

2、该设备可以不产生污泥（危险废弃物），可以大大节省处理成本和繁重的人力劳动。

3、由于该丁苯橡胶废水可溶性cod在97%以上，经亚铁离子催化雾化电晕放电处理后只有极少量的污染物没有被处理分解，并以溶解性状态存在，可以大大减小纳滤浓缩膜的处理负荷，提高它的使用寿命。

4、由于该设备亚铁离子催化雾化电晕放电处理丁苯橡胶废水是在中性条件下，这样就使得纳滤浓缩膜的使用寿命比在fenton试剂处理过程中酸性条件下纳滤浓缩膜浓缩亚铁离子的使用寿命大大延长。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图中，1.浓缩泵，2.浓缩泵吸水管，3.浓缩泵出水管，4.清水管，5.浓水回流管，6.循环泵吸水管，7.循环泵，8.循环泵出水管，9.溢流管，10.上部水箱，11.节流阀，12.筒电极，13.线电极，14.锤球，15.底部水槽，16.电压表，17.第一电流表，18.第二电流表，19.第一开关，20.第二开关，21.纳滤浓缩膜，22.功率箱。

具体实施方式

本发明参照附图，结合具体实施例，进行详细描述如下。

实施例

如图所示，电化学污水处理装置，包括浓缩泵1、循环泵7、上部水箱10、筒电极12、线电极13、锤球14、底部水槽15、纳滤浓缩膜21及功率箱22（hs6500e频率60hz输出功率5kw转数3600r/min）；所述的浓缩泵1通过浓缩泵吸水管2与底部水槽15连通，所述的浓缩泵1通过浓缩泵出水管3与纳滤浓缩膜21连通，所述的纳滤浓缩膜21通过浓水回流管5连通至底部水槽15，纳滤浓缩膜安装有清水管4；所述的底部水槽15通过循环泵吸水管6与循环泵7连通，循环泵7通过循环泵出水管8连通至上部水箱10，所述的上部水箱10与底部水槽15之间设有溢流管9，所述的上部水箱的出水口设有节流阀11，上部水箱10的出水口下方设置筒电极12，线电极13的一端连接锤球14，线电极13的另一端依次穿过筒电极12、上部水箱10与功率箱22连接，所述的功率箱22与筒电极12之间电连接，筒电极和功率箱之间设有电压表16；所述的线电极与功率箱之间设有第一电流表17和第二电流表18，第一电流表和第二电流表与功率箱之间分别设有第一开关19和第二开关20。

工作时，先打开功率箱第二开关20，闭合第一开关19，调制1.3万伏放电电压，线电极13和筒电极12正常起雾放电，向底部水槽15中的待处理丁苯橡胶废水加入完全溶解的硫酸亚铁，每500ml的丁苯橡胶废水加入0.8g硫酸亚铁，循环泵7将底部水槽15中的废水抽入上部水箱10，经节流阀11控制水量（循环水量为71ml/min），水流沿线电极13在线电极和筒电极之间放电区域被处理后，流入底部水槽15被循环处理，当处理28min后，丁苯橡胶废水cod去除率到86%趋于平衡，然后启动浓缩泵1，处理后的废水经过纳滤浓缩膜21浓缩后，亚铁离子和少量未降解污染物重新回到底部水槽与待处理废水混合，亚铁离子继续起到催化接地极雾化电晕放电的作用。纳滤浓缩膜出水几乎没有污染物，可以作为工业冷却循环水或者其他对水质要求不高工业用水，实现真正零排放污水，零排放污泥

本发明的放电工作原理如下：

亚铁离子不损失的零排放电化学污水处理装置是利用亚铁离子催化接地极雾化电晕放电，在电极高压放电产生等离子体过程中会产生·oh、·o、·h等粒子活性自由基，靠这些粒子活性自由基氧化和分解放电区域中有机污染物，使污水不断得到净化。在粒子活性自由基中，·oh是所有高级氧化作用中所共有的，其氧化还原电位为2.8v、氧化能力仅次于氟(f2)，它几乎可以氧化分解水体中任何有机污染物质。·oh氧化分解有机污染物r的反应过程如下：

r+•oh→...→co2+h2o

同时，在污水被雾化的过程中，高能电子的跃迁会引发一系列物理撞击，由此产生的粒子间摩擦能够引起局部温升，从而形成有利于去除放电区域的污染物的条件。实践也证明，这一技术处理废水无二次污染、处理完全、反应速度快、设备占地面积小。既可以与其他方法联合使用对废水做预处理，也可以用于水的深度净化处理。亚铁离子催化可以提高20%以上的cod去除率，同时利用纳滤浓缩膜浓缩反应后的亚铁离子，浓缩后的亚铁离子及部分污染物回到底部水槽，与新加入丁苯橡胶废水混合继续进行催化氧化新加入的丁苯橡胶废水，纳滤浓缩膜排水的清水cod可以到5mg/l以下，可以作为冷却循环或者其他对水质要不高的工业用水实现水的零排放和泥的零排放。

本发明的纳滤浓缩膜是一种薄层复合膜，它能使90%的nacl透析，而99%的高价粒子和物质被截留，由于这种膜在渗透过程中截留率大于95%的分子约为1纳米，因而它被命名为“纳滤膜”。纳滤浓缩膜的截留分子量从200-100，能使90%以上nacl透析，适用于脱盐、脱单糖、浓缩设备等多种工业。

本申请优点体现在，对丁苯橡胶废水cod去除率达到87%，采用纳滤膜有效浓缩了亚铁离子和亚铁催化雾化电晕放电处理后污水的污染物，使得纳滤出水污染物几乎没有，这样纳滤浓缩膜出水完全可以作为冷却循环用水或其他工业用水，实现零排放，不产泥。纳滤膜的浓水又回到原水池进行催化雾化电晕放电处理污水，实现亚铁离子无损失。亚铁离子催化雾化电晕放电处理后污水的污染物是在中性条件，这样也大大提高了纳滤浓缩膜的实用寿命。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。因此不能理解为对本发明的限制，本发明的保护范围不受具体实施例所限制。