一种分子分离技术深度处理含氯造纸废水系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于废水处理领域，具体涉及一种分子分离技术深度处理含氯造纸废水系统及方法。
【背景技术】
[0002]目前，在制浆造纸工业中含氯漂剂漂白废水中经常检测出有二恶英存在，这是目前世界上已知有毒化合物中毒性最强的物质之一。虽然无元素氯漂白(ECF)、全无氯漂白(TCF)等漂白工艺已相继问世，但由于成本等一些问题，还未在国内制浆造纸企业中普及。
[0003]制浆造纸废水中的含氯有机物通常含有环状结构，是一种难以降解的有机物，是国家环保部门优先控制的污染物之一。《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2008)的颁布实施，对制浆造纸行业废水中AOX的排放提出了更严格的要求。因此，含氯造纸废水必须经过严格的达标处理后才能排放到水体中。
[0004]传统的对含氯造纸废水的处理已有物化处理、生化处理、高级氧化等多种处理方法，但这些方法普遍存在成本较高，操作和运行管理复杂，对有毒和难降解的含氯有机物通常不能彻底降解，甚至还有二次污染产生等问题，因此，寻找新的高效环保节能的含氯造纸废水处理方法十分重要。
【发明内容】
[0005]为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种分子分离技术深度处理含氯造纸废水系统。
[0006]本发明的另一目的在于提供一种应用上述系统深度处理含氯造纸废水的方法。该方法处理成本较低，不仅使造纸废水经处理后，各种污染物的含量显著达标，而且AOX的含量显著降到很低的水平，能达到环保的新要求。该方法用于制浆厂、造纸厂或者制浆造纸联合企业排放的含氯废水处理，废水经该方法处理后，能达到国家和地方规定的新的排放标准。
[0007]为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案:
[0008]—种分子分离技术深度处理含氯造纸废水系统，包括依次连接的水栗、预处理机构、电解池和电源机构；所述电解池包括阳极管和阴极管，阳极管和阴极管均与电源机构连接，所述阳极管采用铁制成；所述预处理机构包括依次连接的温度控制器、PH过程自动控制器、网络流量控制器和离子浓度控制器，所述温度控制器与水栗连接，所述离子浓度控制器与电解池连接。
[0009]所述阴极管安装于阳极管的管腔内，阴极管与阳极管同轴设置；所述阴极管采用银或铂制成。
[0010]所述水栗通过管道与温度控制器连接，所述管道设有阀门和流量计，且所述阀门和流量计自废水流动的方向依次分布。
[0011 ] 所述的预处理机构还包括IXD显示屏，所述温度控制器、pH过程自动控制器、网络流量控制器和离子浓度控制器均与LCD显示屏连接。
[0012]所述电源机构包括依次连接的变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器，所述变压器与阴极管连接，所述集成稳压器与阳极管连接。
[0013]—种应用上述分子分离技术深度处理含氯造纸废水系统处理废水的方法，包括以下步骤:
[0014](I)废水预处理:废水通过水栗抽取后，进入预处理机构，调节废水的温度为20?30°C、酸碱度pH为6.0?8.0、水流速为0.4?1.0m/s、金属离子的浓度为1.0?2.0mg/L ；
[0015](2)深度处理:步骤(I)预处理后的废水进入电解池中，此废水通过阴极管和阳极管进行氧化还原反应，产生氢氧化铁，而氢氧化铁形成三维的分子网络结构，这分子网络结构对废水中的杂质进行截留围困，形成絮状物，最后絮状物自杂质分离出口流出，而处理过的水从出水口流出，废水在电解池中的停留时间为15?20min，电压为200?240V。
[0016]步骤(I)所述的废水为造纸废水，AOX(是指可吸附有机卤化物)的含量为30?60mg/L，CODcr 的含量为 300 ?500mg/L，pH 为 3.5 ?5.5。
[0017]本发明的实质是利用分子分离的技术来处理造纸废水，其原理为:通过利用一个电解池在软件程序系统调控下将电能转化为化学能，阴阳两极分别发生氧化还原反应，产生了氢氧化铁离子，氢氧化铁离子创建了一个三维的分子网络结构，类似分子筛的功能，这种三维的分子网络结构能使纯净的水分子通过，然而所有其它离子、分子、病毒、细菌等杂质都被截留困住，分离成絮状物，最后以固体形式排出，通过这种方式废水得以净化处理，杂质被分离。
[0018]与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果:
[0019](I)本发明处理系统紧凑，设备占用体积小，适用于很多场所的操作。该系统利用的是电能，电解池系统与直流电源相连，由电源提供能量，因此清洁环保，只需要很少的能量去分离杂质，成本大大降低。
[0020](2)本发明处理系统及方法利用的是分子技术，生产出来的是纯净水和固体物，而不是简单的水处理和泥浆，没有传统的污泥产生，无二次污染，处理后的废水能达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544— 2008)和最新环保法规定的标准。
[0021](3)本发明处理方法中氢氧化铁离子构成的三维网络结构对有毒且难以生化处理的含氯有机化合物(如多环芳香族卤素化合物等)有很好的去除效果，可以将有机物完全矿化或者降解为小分子，为废水的深度处理提供了新思路和有效方法。
[0022](4)本发明处理系统及方法也可以对造纸废水中的氮，磷，生物需氧量，细菌，病毒，激素和药物等物质进行清除，能处理的污染物种类多，故本发明适用范围广。
[0023]采用本发明的分子分离技术处理造纸废水(CODcr为300?500mg/L，AOX为30?60mg/L)，CODcr去除率在90%以上，AOX去除率达到96%以上。
【附图说明】
[0024]图1为本发明一种分子分离技术深度处理含氯造纸废水系统示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0026]本发明实施例1-6通过一种分子分离技术深度处理含氯造纸废水系统对含氯造纸废水进行处理，该系统如图1所示，包括依次连接的水栗1、预处理机构5、电源机构7和电解池6 ;所述电解池6包括阳极管和阴极管，所述阴极管安装于阳极管的管腔内；所述阳极管和阴极管均与电源机构7连接；所述阳极管采用铁制成；所述的阴极管与阳极管同轴设置，所述阴极管采用银或铂制成。所述预处理机构5包括依次连接的温度控制器、pH过程自动控制器、网络流量控制器和离子浓度控制器，所述温度控制器与水栗连接，所述离子浓度控制器与电解池连接。本发明通过利用电解池6在软件程序系统(即预处理机构5)调控下将电能转化为化学能，阴阳两极分别发生氧化还原反应，产生了氢氧化铁离子，氢氧化铁离子创建了一个三维的分子网络结构，类似分子筛的功能，这种三维的分子网络结构能使纯净的水分子通过，然而所有其它离子、分子、病毒、细菌等杂质都被截留困住，分离成絮状物，最后以固体形式排出，通过这种方式废水得以净化处理，杂质被分离。
[0027]所述电源机构包括依次连接的变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器，所述变压器与阴极管连接，所述集成稳压器与阳极管连接。
[0028]所述水栗I通过管道与温度控制器连接，所述管道设有阀门2和流量计3，且所述阀门2和流量计3自废水流动的方向依次分布。
[0029]所述的预处理机构还包括IXD显示屏，所述温度控制器、pH过程自动控制器、网络流量控制器和离子浓度控制器均与LCD显示屏连接。
[0030]所述电解池6设有出水口 8和杂质分离口 9，所述预处理机构5设有进水口 4。处理废水时，废水通过水栗抽取后，通过阀门、流量计，通过进水口 4进入预处理机构5，调节废水的温度控制在20?30°C、酸碱度pH为6.0?8.0、水流速为0.4?1.0m/s、金属离子的浓度控制在1.0?2.0mg/L ;预处理后的废水进入电解池6中，此废水通过阴极管和阳极管进行氧化还原反应，产生氢氧化铁，而氢氧化铁形成三维的分子网络结构，这分子网络结构对废水中的杂质进行截留围困，形成絮状物，最后絮状物自杂质分离出口 9流出，而处理过的水从出水口 4流出，废水在电解池6中的停留时间为15?20min，电压为200?240V。
[0031]对比例I
[0032]通过现有普通电解技术处理含氯造纸废水的方法，具体步骤如下:
[0033]造纸废水(CODcr为300?500mg/L，AOX为30?60mg/L)先用稀硫酸调节至pH为4.0?5.0，然后进入电解池反应器进行电解处理，电解池的正极由铁构成，负极由石墨构成，废水在电解池反应器中停留3?4小时，温度控制在20°C，在电解反应器中，废水中的悬浮性物质及部分COD和色度被去除。结果显示CODcr的去除率为63%，AOX的去除率为52%。
[0034]实施例1
[0035]本实施例的一种分子分离技术深度处理含氯造纸废水方法，具体步骤如下:
[0036](I)废水预处理:废水通过水栗抽取后，进入预处理机构，调节废水的温度控制在20°C、酸碱度pH为6.0、水流速为0.4m/s、金属离子的浓度控制在1.0mg/L之内。
[0037](2)深度处理:步骤(I)预处理后的废水进入电解池中，此废水通过阴极管和阳极管进行氧化还原反应，产生氢氧化铁，而氢氧化铁形成三维的分子网络结构，这分子网络结构对