[发明专利]一种含氯酚类化合物废水的处理方法及其专用装置

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种新的含氯酚类化合物废水的处理方法以及其专用装置。

(二)背景技术

近年来，随着工业技术的飞速发展和生产规模的不断扩大，环境污染日趋严重。工业废水也呈现成分复杂化的趋势，产生了大量生化难降解及有毒有害的有机污染物，一般污水水处理方法很难有效处理这类有机物，对人们生活和和健康造成了极大危害。

氯酚类化合物被广泛用作木材的防腐剂、防锈剂、除草剂、杀菌剂和造纸等工业中，并具有恶臭、异味、高毒性和较强的“致癌、致畸、致突变”的作用，化学稳定性和热稳定性高，不易被分解或生物降解；容易通过食物链在生物体内富集，给环境造成了巨大的危害。因此，如何效率降解废水中的对氯苯酚等污染物便成为一个值得研究的课题。

电化学处理废水技术不但可控性较好，而且还与环境有着很好的兼容性，故其已引起了广大环保工作者的极大兴趣。目前，电化学污水处理技术主要包括以下几种方式：电化学氧化反应、电化学还原反应、电絮凝和电沉积等。经试验研究表明，这些电化学方法不但可以很好地脱除污水的色度和COD_Cr，而且还可以明显提升水体的生物可容性。然而，由于电化学降解技术本身的工作特性，其存在的主要问题是电化学反应器时空产率过低的问题。

臭氧作为一种清洁的强氧化剂，其在饮用水和工业污水的处理上得到了广泛的应用，臭氧具有很强的氧化性和杀菌能力，本身不会对水体产生二次污染，故其在实际污水处理中得到了广泛的应用。然而，由于臭氧氧化性的选择性，单独臭氧化处理很难有效降解水体中的COD_Cr。基于上述原因，近些年来以产生强氧化剂·OH为特征的高级氧化技术得到了快速发展。目前，基于臭氧的高级氧化技术主要包括：UV/O₃，H₂O₂/O₃和催化臭氧化技术等。以上这些臭氧类高级氧化技术的处理效率对被处理水体的水质具有很大依赖性。

在目前的研究报道中，大多数研究者所进行的均是涉及二者单独处理对目标物有机物的降解效能。根据电化学氧化降解技术和臭氧氧化法的技术原理，若是将二者联用，则可能取得更加显著的废水降解效果：

1)兼和电解和臭氧化二者处理废水的优势；

2)降解效率将得到非常显著的提高；

3)协同效应对自由基的产生与利用存在积极影响；

4)反应可以在常温常压下进行；

5)该技术容易在化工行业得到较为广泛的应用。

高压脉冲电解协同臭氧化处理废水技术已经在某些研究中初见端倪。关于这方面，相关报道有[郑攀峰，王栋，刘钟阳等，《环境科学与技术》，高压脉冲放电臭氧协同降解K-2BP模拟废水，2006，29(11)：29-31]、[文岳中，姜玄珍，刘维屏等，《环境科学》，高压脉冲放电与臭氧氧化联用降解水中对氯苯酚，2002，23(2)：73-76]等。这些研究都表明，协同效应对降解效率的提高是有着积极作用的。但这些报道都仅仅是使用高压脉冲电源，并没有涉及直流低压电源的使用，在实际使用安全性得不到有效的保障。本发明则是使用直流低压协同臭氧降解废水，将其工艺简单化、普遍化，节省成本并且提高了降解效率。

(三)发明内容

本发明要解决的第一个技术问题在于提供一种利用直流低压电解协同臭氧氧化技术处理含氯酚类化合物废水的方法，目的就是提高水中有机物污染物氯酚类化合物的去除率，降低水样中氯酚类化合物的浓度，提高能量的利用效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种含氯酚类化合物废水的处理方法，所述的方法是将加入了含支持电解质的氯酚类化合物废水导入安装了阳极及阴极的电解槽中，选择陶瓷管PbO₂或掺硼金刚石为阳极，接通直流稳压电源，同时往反应槽中通入臭氧，对含氯酚类化合物废水中的氯酚类化合物进行降解。降解完全后即得到处理后的废水；降解过程中电解槽内的气体收集后由出气口通入臭氧破坏器中处理后排出。

当选择陶瓷管PbO₂作为阳极时，阴极优选不锈钢网。不锈钢网由于它很好的韧性与弹性能够做成网圈，与陶瓷管二氧化铅很好地组合。

当选择掺硼金刚石作为阳极时，则阴极可采用如不锈钢，铂，铅，钛等电子提供体。