专利名称：一种湿式氧化法减少水溶液中不良溶解物浓度的方法
技术领域：
本发明涉及一种湿式氧化法，尤其涉及一种用于大量去除工艺水或废水中不良溶解物的浓度的湿式氧化法方法。
背景技术：
在许多工业工艺流程或制造业生产过程中产生含有不良溶解物的有机化合物、氨氮或其它的污染物的废水。工业废水是一个特殊的例子。在水被工业回用前，或在排放到环境中前，有必要将水中的溶解物或污染物的浓度降低或完全去除。某些溶解物，例如笨酚，很难将它从特定的废水中去除，不利于下游工艺可出现严重的问题，或如果排放会破坏环境和影响人体健康。来处理这些水的解决方法有几种高效处理工艺，目前使用的方法只有部分去除的效果，他们的部分或所有不良溶解物的去除比例有限，或非常昂贵和实施困难。例如，现有技术中的一种湿式氧化工艺、或湿式空气氧化、氧气或空气投加到较高温度和压力有污染物的水中，会造成污染物的部分破坏和一系列化学反应。这个工艺目前实行成本过高，其性能与溶解物被破坏的比例不是很理想。如今已经做了许多研发工作优化湿式氧化工艺。例如，通过使用多种混合的催化剂。使其更经济有效，但这些工作只取得了部分成功，目前仍在进行。其他如臭氧氧化工艺，两种工艺使用或不使用催化剂。湿式过氧化、各种结构的电解氧化、紫外线氧化、催化过氧化都正在被研究开发中，在某些工业项目中实施。工业项目中使用以上所有种类的高级氧化工艺，部分或全部受到以下因素的限制: 在去除溶解物时不确定其性能或效率； 高成本，包括投资成本及运行成本；
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无法处理变化范围很大的水； 他们很难实现工业规模。因此，工业行业迫切需要一个经济有效的简单方法，去除变化范围很大的工艺水和废水中的不良溶解物或污染物。
发明内容
本发明的目的在于设计一种新型的湿式氧化法减少水溶液中不良溶解物浓度的方法，解决上述问题。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:一种湿式氧化法减少水溶液中不良溶解物浓度的方法，包括如下步骤:第一步，在常温常压条件下，向待处理水溶液中加入氧化剂；第二步，含有氧化剂的所述待处理水溶液通过电化学电极进行反应，减少所述待处理水溶液中的不良溶解物。所述氧化剂为气态或液态氧化剂，在所述第一步中要保证有足够的所述氧化剂溶解在所述待处理水溶液，以保证在第二步中当经过所述电化学电极时能够产生大量的自由基，例如:氣氧基。所述氧化剂为氧气或空气或其它所有种类的氧化剂。所述电化学电极为碳材料的电化学电极。所述电化学电极为掺硼金刚石材料的电化学电极。在所述第一步中，还包括在常温常压条件下，在待处理水溶液中加入催化剂。还包括第三步，在所述第二步中处理后的所述待处理水溶液排出，或在所述第二步中处理后的所述待处理水溶液进入所述第一步重新处理进一步减少所述待处理水溶液中的不良溶解物。本发明中的氧化工艺方法可以处理变化范围很大的废水或工艺水，几乎所有种类的有机污染物和某些无机污染物。与现有的氧化方法相比可用更少的成本来达到相同的效果。在一个实施例中，本发明涉及用于废水的处理方法，该方法几乎可将水中的有机物完全破坏和将氨氮的浓度降低到可以达标排放到环境中。本发明方法不需要在高温和高压条件下运行，在常温和常压下开始反应来破坏在水中的溶解物。它是利用电化学电解反应。该方法不依赖于温度便可达到所需的活化能，这些反应的发生与周边的环境温度和压力有关。我的发明是在电极的进水管上安装阀门投加氧气和其他的氧化剂或几种氧化剂在水中，以确保有足够的氧气在液相中。含氧的水通过电化学电极，电化学电极运行时会产生丰富的自由基，自由基开始反应，增长反应，和一系列的连锁反应会显著破坏几乎所有的溶解物。特别是，进水中所有种类的有机物会被去除，处理后的水可以回用。也可以采用传统工艺进一步处理，或排放到环境中但不会造成环境污染。这里所描述的方法成本较低，更有效地破坏或改变某些不良溶解物的成分。比目前运行的氧化工艺更容易达到好的效果，可处理变化范围更大的进水。本文 中不良溶解物(undesirable solutes)的定义包括:有机物或有机分子、氨氮、有机氮、苯酚、无机硫化物、有机硫化物等所有种类的有机和无机的溶解物。本发明的有益效果如下:(I)本发明可将水中的不良溶解物或污染物在常温常压的环境中去除大部分或全部去除；(2)本发明方法，要比单独使用电化学氧化的方法去除相同数量的溶解物的速度更快；(3)本发明大大减少了湿式氧化法的投资成本和运行成本。
图1为本发明湿式氧化法减少水溶液中不良溶解物浓度的方法的工艺流程图；图2为实施例1中本发明的方法与现有技术比较的效果示意图；图3为实施例2中本发明的方法与现有技术比较的效果示意图；图4为实施例3中本发明的方法与现有技术比较的效果示意图。
具体实施例方式为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。如图1所示的一种湿式氧化法减少水溶液中不良溶解物浓度的方法的工艺流程图:将所述待处理水溶液放在废水箱I中；使用循环水泵2将水泵到本发明的处理系统中；在循环水泵2后在常温常压条件下将氧化剂箱5中气态的氧化剂投加到水中；氧化剂在管道中充分溶解入所述待处理水溶液中，这样可增加氧化剂在所述待处理水溶液中的浓度；所述待处理水溶液在常温常压条件下通过电化学电极5 ;电源箱6供电给电化学电极5 ;所述待处理水溶液中的不良溶解物被电解氧化，使其水中的浓度减少；经过电化学电极5后的所述待处理水溶液不断打循环到废水箱1，直至废水箱I中废水中不良溶解物浓度降低到要求的浓度；打开排放水泵8，将废水排放。实施例1本实施例使用的配置如图2所示，用于处理医药废水。废水中有机物的种类包括:吡啶三乙胺二氯乙烷甲醇二甲基甲酰胺丙酮本实施例中，本发明的性能表现如图2所示，比较了本发明与现有技术之一电解氧化过程中的性能变化。电解氧化工艺使用我的`发明可将水中所有有机物的浓度降低到0，比不使用我的发明的电解氧化工艺的氧化时间减少一半。其中，-线条代表电解氧化工艺使用我的发明在系统中投加氧气的效果；-x-线条代表电解氧化工艺没有使用我的发明的效果(即现有技术没有投加氧化剂到电化学电极系统的效果)。两个实验使用相同的电压和电流，电极均采用掺硼金钢石材料。两个实验的条件相同，特别是相同的温度和压力，均为:压力:lBar温度:30C_36C两个实验也使用相同的废水，即上述的医药废水。实施例2本发明使用配置如图3所示，用于处理氯化铵废水。本实施例中，本发明的性能表现如图3所示，比较了本发明与现有技术之一电解氧化过程中的性能变化。电解氧化工艺使用我的发明可将水中氨氮的浓度降低到0，比不使用我的发明的电解氧化工艺的氧化时间快很多。其中，-线条代表电解氧化工艺使用我的发明在系统中投加氧气的效果；-x-线条代表电解氧化工艺没有使用我的发明的效果(即现有技术没有投加氧化剂到电化学电极系统的效果)。两个实验使用相同的电压和电流，电极均采用掺硼金钢石材料。两个实验的条件相同，特别是相同的温度和压力，均为:压力:Ibara
温度:30C_36C实验使用相同的废水，即上述的氯化铵废水。实施例3本实施例使用配置如图4所示，用于处理石化行业废碱液废水，它包括以下的成分:无机硫化物有机硫化物苯酌.
其它种类的有机物本实施例中，本发明的性能表现如图4所示，比较了本发明与现有技术之一电解氧化过程中的性能变化。电解氧化工艺使用我的发明可将水中所有种类有机物的浓度降低到0，比不使用我的发明的电解氧化工艺的氧化时间快很多。其中，-线条代表电解氧化工艺使用我的发明在系统中投加氧气的效果；-x-线条代表电解氧化工艺没有使用我的发明的效果(即现有技术没有投加氧化剂到电化学电极系统的效果)。两个实验使用相同的电压和电流，电极均采用掺硼金钢石材料。两个实验的条件相同，特别是相同的温度和压力，均为:压力:Ibara温度:30 C-40C实验使用相同的废水，即上述的石化行业废碱液废水。以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种湿式氧化法减少水溶液中不良溶解物浓度的方法，其特征在于，包括如下步骤: 第一步，在常 温常压条件下，向待处理水溶液中加入氧化剂； 第二步，含有氧化剂的所述待处理水溶液通过电化学电极进行反应，减少所述待处理水溶液中的不良溶解物。
2.根据权利要求1所述的湿式氧化法减少水溶液中不良溶解物浓度的方法，其特征在于:所述氧化剂为气态或液态氧化剂，在所述第一步中要保证有足够的所述氧化剂溶解在所述待处理水溶液中，以保证在第二步中当经过所述电化学电极时能够产生大量的自由基。
3.根据权利要求2所述的湿式氧化法减少水溶液中不良溶解物浓度的方法，其特征在于:所述氧化剂为氧气或空气。
4.根据权利要求1所述的湿式氧化法减少水溶液中不良溶解物浓度的方法，其特征在于:所述电化学电极为碳材料的电化学电极。
5.根据权利要求4所述的湿式氧化法减少水溶液中不良溶解物浓度的方法，其特征在于:所述电化学电极为掺硼金刚石材料的电化学电极。
6.根据权利要求1所述的湿式氧化法减少水溶液中不良溶解物浓度的方法，其特征在于:在所述第一步中，还包括在常温常压条件下，在待处理水溶液中加入催化剂。
7.根据权利要求1所述的湿式氧化法减少水溶液中不良溶解物浓度的方法，其特征在于:还包括第三步，在所述第二步中处理后的所述待处理水溶液排出，或在所述第二步中处理后的所述待处理水溶液进入所述第一步重新处理进一步减少所述待处理水溶液中的不良溶解物。
全文摘要
一种湿式氧化法减少水溶液中不良溶解物浓度的方法，包括如下步骤第一步，在常温常压条件下，向待处理水溶液中加入氧化剂；第二步，含有氧化剂的所述待处理水溶液通过电化学电极进行反应，减少所述待处理水溶液中的不良溶解物；所述电化学电极为碳材料的电化学电极，尤其是为掺硼金刚石材料的电化学电极。本发明可将水中的不良溶解物或污染物在常温常压的环境中去除大部分或全部去除；本发明方法，要比单独使用电化学氧化的方法去除相同数量的溶解物的速度更快；本发明大大减少了湿式氧化法的投资成本和运行成本。
文档编号C02F1/461GK103101993SQ20111035428
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者李艳波 申请人:李艳波