[发明专利]一种高效仓式微电解发生器及其处理废水工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理有机废液的微电解装置，尤其适用于油田措施废液的处理。属于微电解装置领域。

背景技术

微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种工艺，又称内电解法。经常采用铁碳作为微电解材料，一般是将铁碳和碳颗粒浸没在酸性废水中，利用Fe-C两级之间形成的电位差，使电解装置中形成无数个微原电池。这些微原电池是以电位低的铁为阳极，电位高的碳为阴极，在酸性电解质水溶液中发生电化学反应，能形成1.2V左右的电位差。

其反应过程如下：

阳极(Fe):Fe-2e→Fe²⁺，

阴极(C)：2H+2e→2[H]→H₂,

反应中，产生了初生态Fe²⁺和新生态原子H，它们均具有高化学活性，如[H]能与废水中许多组分发生氧化还原反应，破坏染料中间分子的发色基团(如偶氮基团)，使其脱色，还能改变废水中许多有机物的结构和特性，使有机物发生断链、开环等作用，以达到提高废水可生化降解性，部分去除COD的目的。若同时采用曝气充氧措施，还发生下面反应：

O₂+4H⁺+4e→2H₂O；Eo(O₂)＝1.23V

O₂+2H₂O+4e→4OH^-；Eo(O₂/OH^-)＝0.41V

4Fe²⁺+O₂+4H⁺→2H₂O+4Fe³⁺。

因此，曝气充氧措施一方面可通过充气搅拌起到防止铁屑板结的作用；另一方面，通过铁碳曝气反应，即消耗了大量的H⁺，还能通过生成OH^-使出水pH值升高，为后续催化氧化处理创造了条件；另外，由Fe²⁺氧化生成的Fe³⁺还可通过逐渐水解生成聚合度大的Fe(OH)₃胶体絮凝剂(铁泥)，可有效的吸附、凝聚水中的污染物，从而增强对废水的净化效果。

为了增加电位差，促进Fe²⁺的释放，有时在铁-碳床中加入一定比例铜粉或铅粉。还有的研究在铁碳反应后加H₂O₂，使阳极生成Fe²⁺与H₂O₂构成Fenton氧化体系，从而生产催化氧化处理效果，加大提高废水有机物去除效果。

微电解工艺对废水脱色有良好的处理效果，且以废制废，运行费用低，因此在我国将具有良好的工业应用前景。最近几年，微电解处理工业废水发展十分迅速，现已用于石油化工、印染、电镀、制药、煤气洗涤、印刷电路板生产等工业废水及含砷、含氟废水的处理工程，并收到了良好的经济效益和环保效果。

目前国内外微电解设备多是采用固定床，其特点是结构简单，推流性好，但是，存在不少实用性方面的问题：一是填料床经过一段时间运行后，填料表面会形成钝化膜，另外废水中的悬浮颗粒也会部分沉积在填料表面，阻隔了填料与废水的有效接触，导致铁床处理效果降低，反应速度下降；二是床体流态差，易板结，传质效果不理想，容易造成短路和死区，形成沟流，使处理效果降低，同时也使填料更换难度大大增加；三是铁屑消耗快，补充劳动强度大。