電化學陰陽極聯(lián)合處理廢水的方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及化學工業(yè)廢水的電化學陰陽極聯(lián)合處理方法及裝置，尤其是設及一種 TDI廢水的預處理裝置和方法。
【背景技術】
[0002] TDI(甲苯二異氯酸脂）是聚氨脂塑料的主要原料之一，廣泛應用于軟泡、彈性 體、合成革漿料、膠粘合劑、涂料、纖維和皮革織物涂飾劑等生產領域，為高附加值產品。在 TDI生產過程中主要產生兩種廢水，一種是硝化工序產生的廢水為硝化水，其硝基苯類含 量為150~250mg/L，COD為3500~5000mg/L;二是加氨還原過程中產生的氨化水，其主 要成份是2, 4-二氨基甲苯和2, 6-二氨基甲苯，總質量濃度約為200-400mg/l，COD高達 6000-10000mg/L。產生的運兩種廢水屬于難降解工業(yè)廢水，其有機物濃度高、毒性大、污染 嚴重，不僅對環(huán)境造成危害，還會威脅人類健康。
[0003] 目前，對難降解工業(yè)廢水的處理研究甚多，常用的處理技術主要有：焚燒法、化學 氧化法、生物法等。眾所周知，焚燒法投資大，運行費用高，且焚燒時會造成煙氣污染，會發(fā) 生污染物轉移。生物處理方法雖然能使污染物最終無機化、礦物化，且具有較高的經濟性和 處理效率，為人們所偏愛，但其處理含有較多難降解有機物或生物毒性的工業(yè)廢水較為困 難?；瘜W氧化法，需加入氧化劑，容易引起二次污染，不利于后續(xù)生化處理。"含硝基苯、苯胺 污染物廢水的處理方法"CN200610012900公布了一種TDI廢水的處理方法，其用鐵基-雙 氧化催化氧化法對TDI廢水進行處理，該方法有較好的處理效果，但長時間運行后易板結 和純化降低了廢水的處理效果，填料需要及時補充反應消耗的鐵，也進一步增加了勞動力 成本。另外，反應中會產生較多鐵泥，鐵泥屬于危險廢物，導致其處理費用較高。
[0004] 宋衛(wèi)鋒等人發(fā)表的期刊文獻《DSA類電極催化降解硝基苯動力學及機理的研究》中 用電化學催化系統(tǒng)對硝基苯廢水進行處理研究，指出了DSA類電極對硝基苯廢水的較高催 化性能。謝光炎等人的期刊文獻《難降解有機物對硝基苯酪的電化學氧化工藝研究》中Pb化 為陽電極，采用Ξ室電解室，研究了難降解有機物對硝基苯酪的電化學氧化的電解工藝和 降解機理。200mL對硝基苯酪的濃度可降低到Img/LW下，B0D值可大幅度提高，此工藝研 究對后續(xù)生化處理有著重要的實用價值。史艷華等人的期刊文獻《貴金屬氧化物涂層電極 催化降解苯胺》中描述的W自制的貴金屬氧化物涂層電極為陽極，鐵電極為陰極的電化學 裝置，能夠有效地降解苯胺，苯胺去除率可提高到80.5%。W上方法均是單獨處理一種廢 水，而本發(fā)明中陰陽兩極同時作用，陰極和陽極分別處理硝化水（主要含硝基苯）和氨化水 (主要含苯胺），使得電極處理效率較單電極大大提高。

【發(fā)明內容】
陽0化]針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明提供一種電化學陰陽極聯(lián)合處理廢水的方法和 裝置，提高廢水處理效率，加強可操作性，使得廢水的可生化性大大提高。
[0006] 電化學處理廢水技術其基本原理是使污染物在電極上發(fā)生直接電化學反應或間 接電化學轉化，即直接電解和間接電解。陽極是發(fā)生氧化反應過程，通過有催化活性的電極 反應直接或間接產生冊·自由基，冊?自由基具有極強的氧化作用，污染物在陽極表面氧 化，從而有效降解難生化污染物，使其轉化成易生物降解的物質，甚至轉化成無機物，去除 污染物。陰極是發(fā)生還原反應，污染物在陰極表面被還原而得W去除，從而可提高有機物的 可生化性。因此，電化學水處理技術作為生物處理的前處理是非常有效的。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種電化學陰陽極聯(lián)合處理廢水的裝置，包括： 陽00引 電解槽；
[0009] 隔膜，設置在電解槽中，將電解槽分為相互獨立的陽極室和陰極室，其中陽極室和 陰極室分別用于處理可氧化、還原的有機廢水；隔膜為聚丙締膜，其孔隙允許無機離子通過 但不允許有機分子通過；
[0010] 至少一個陽極和至少一個陰極，所述至少一個陽極設置在陽極室中，所述至少一 個陰極設置在陰極室中。 W11] 在本發(fā)明的一個具體實施例中，其中陽極采用e-Pb〇2/SnO廠訊2〇3/Ti網(wǎng)狀電極， Ti網(wǎng)為基體，SnO廠訊2〇3為中間層，e-Pb〇2為外層。Sn〇2-訊2〇3中間層和e-Pb〇2外層對苯 胺類廢水具有很強的氧化催化活性，可顯著提高反應速率。優(yōu)選情況下，其中Sn〇2-Sb2〇3中 間層和β-Pb〇2外層的總厚度為0. 5-3mm。，
[0012] 陰極可采用不誘鋼、銅、鉛等金屬，優(yōu)選采用不誘鋼31化作為陰極，采用不誘鋼 31化作為陰極處理硝化水產生的氣體少，反應效率高。
[0013] 為提高電極與廢水的接觸面積，陽極和陰極都優(yōu)選采用多孔網(wǎng)狀電極板，其中多 孔網(wǎng)狀電極板的孔徑為0. 3-0. 5mm。
[0014] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，隔膜采用微米級聚丙締材質。隔膜厚度優(yōu)選為 200-700μm〇
[0015] 在本發(fā)明的一個具體實施例中，其中陽極室用來處理苯胺類廢水，陰極室用來處 理硝基苯類廢水。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種采用上述的裝置來處理TDI廢水的方法，包括 步驟：
[0017] (1)向陽極室中注入氨化水、向陰極室中注入硝化水；
[0018] (2)將陽極和陰極分別連接到直流電源的正負極上，通過調節(jié)電流密度和電壓值， 使陽極發(fā)生氧化反應，陰極發(fā)生還原反應。
[0019] 通過調節(jié)電流密度和電壓值控制氧化還原反應，使電極反應具有高度的選擇性。 優(yōu)選情況下，電流密度控制在0. 02-0. 08Acm2,電壓值在3-10V之間。
[0020] 陽極發(fā)生氧化反應，可把苯胺類氧化為釀類，甚至斷開苯環(huán)最后成為二氧化碳和 水；陰極發(fā)生還原反應，硝基苯被還原成苯胺類。陰陽兩極同時發(fā)揮作用，使得處理效率較 單電極作用大大增強。
[0021] 本發(fā)明的廢水電化學處理技術，是一種清潔的處理工藝，不需要另外添加化學藥 劑，可大大減少污泥量，避免了二次污染問題；電化學系統(tǒng)設備相對簡單，電化學過程在常 溫常壓下進行，其化學過程的主要運行參數(shù)是電流和電位，易于控制和測定；電化學處理效 率高，通過控制電流、電位，硝基苯去除率可達80 %，苯胺類的去除率高達90 %。保證廢水 的可生化性大大增強。運種定制式的設計，針對性強，可W同時處理TDI行業(yè)兩種難W處理 的含有苯環(huán)的高濃度廢水，提高了電效率。
【附圖說明】
[0022] 圖1為根據(jù)本發(fā)明的電化學陰陽極聯(lián)合處理廢水的裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合附圖并通過具體實施例來進一步描述本發(fā)明的電化學