一种高盐废水处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及污水处理技术领域，尤其是设及一种利用电催化原理将特种碳素材料 用于处理高盐废水的装置。
【背景技术】
[0002] 高含盐量有机废水的有机物根据生产过程不同，所含有机物的种类及化学性质差 异较大，但所含盐类物质多为Cl、S042、^\Ca2+等盐类物质。虽然运些离子都是微生物生 长所必需的营养元素，在微生物的生长过程中起着促进酶反应，维持膜平衡和调节渗透压 的重要作用。但是若运些离子浓度过高，会对微生物产生抑制和毒害作用，主要表现：盐浓 度高、渗透压高、微生物细胞脱水引起细胞原生质分离；盐析作用使脱氨酶活性降低；氯离 子高对细菌有毒害作用；盐浓度高，废水的密度增加，活性污泥易上浮流失，从而严重影响 生物处理系统的净化效果。
[0003] 含盐废水的产生途径广泛，水量也逐年增加。去除含盐污水中的有机污染物对环 境造成的影响至关重要。采用生物法进行处理，高浓度的盐类物质对微生物具有抑制作用， 采用物化法处理，投资大，运行费用高，且难W达到预期的净化效果。但是采用生物法对此 类废水进行处理，仍是目前国内外研究的重点。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种高盐废水处理装置。本装置 采用电化学原理，用离子膜对废水进行脱盐处理，用特种碳素材料作为电触媒进行电催化 去除有机物，可W达到废水循环利用的目的。 阳0化]本发明的技术方案如下：
[0006] 一种高盐废水处理装置，包括壳体、位于壳体上方的进水口、W及位于壳体下方的 出水口，所述壳体内部从上而下分别设置有布水层、稳水层、填料层、曝气区W及出水室；所 述布水层由与进水口相连的进水管网上分布的出水孔布水；所述填料层左右两壁上各设置 锻钉石墨电极板，所述填料层中间设置离子膜将填料层分为左右两个电解槽；其中一个电 解槽放置填料。 阳007] 作为上述技术方案的进一步改进：
[0008] 所述布水层与稳水层之间由隔板分隔，所述隔板可左右打开，所述布水层中的水 可W选择由左部或者右部进入稳水层。
[0009] 所述隔板为可左右打开的合页结构。
[0010] 所述填料层与曝气区之间用多孔板分隔。
[0011] 所述锻钉石墨电极的高度在填料层和稳水层之间。
[0012] 所述曝气区由带有曝气盘的气管进行曝气。
[0013] 所述壳体外在填料层的位置设置检修孔。所述碳素电触媒催化剂的生产方法，包 括W下步骤：将制取电触媒催化剂的原材料粉碎成粉末，然后将溶剂和粘接剂混合成均匀 的液体，再向混合均匀的液体中加入粉碎后的电触媒催化剂的原材料并继续混匀成为浆 料，再依次经干燥、成型、破碎筛分、赔烧、浸溃、碳化与二次破碎筛分，制得电触媒的成品；
[0014] 所述电触媒催化剂的原材料的组分及各组分的重量百分数为：
[0015] 碳粉 40~60%; 铅粉 10~15%; 铁粉 10~15%; 儲粉 5~10%; 语粉 15~20%;
[0016] 所述电触媒催化剂的原材料的各组分中挥发分含量< 15%，硫含量< 0. 4%。
[0017] 优选的，所述将制取电触媒催化剂的原材料粉碎成粉末的粒度《5皿1。
[0018] 优选的，粉碎后的电触媒催化剂的原材料在与溶剂和粘接剂混合之前对其进行形 貌处理：将原材料粉末在保护气体的保护下加热到1200°C;所述保护气体为体积比2:1的 甲烧和氮的混合气体。运样可W进一步保证原材料的各向同性，同时增加原材料的振实密 度和粒度分布范围。
[0019] 所述溶剂为水、酒精、乙二醇或甲苯；所述粘接剂为渐青、焦油或树脂。优选的，所 述粘接剂为高溫改性渐青。
[0020] 所述溶剂与电触媒催化剂的原材料的重量比为20:10~10:20,所述粘接剂占电 触媒催化剂的原材料重量的1~10%。
[0021] 优选的，粉碎后的电触媒催化剂的原材料与溶剂和粘接剂混合成浆料时，向浆料 中加入防沉降剂聚二醇酸或/和碳化促进剂碳化二亚胺。所加入的防沉降剂聚二醇酸占电 触媒催化剂的原材料重量的0. 1~10%，所加入的碳化促进剂碳化二亚胺占电触媒催化剂 的原材料重量的0. 1~10%。
[0022] 所述成型是指：所述浆料干燥后，放入压块成型机的成型模具内，在80~120MPa 高压条件下，通过电触媒催化剂的原材料中的黏结性组分的黏结力、电触媒催化剂的原材 料分子之间的吸引力及所述溶剂中的黏结性组分在高压条件下发生的热缩聚，将物料压成 具有强度的块状。成型后的块状还要进行破碎筛分，因为成型后不能保证产品的粒度要求， 所W需要破碎筛分，然后再赔烧和浸溃，然后再碳化和二次破碎筛分。二次破碎筛分后得到 的是颗粒状产品。赔烧、浸溃、碳化运=个步骤是本领域的常规步骤。
[0023] 所述赔烧与浸溃步骤可根据产品用途或其他要求重复进行，赔烧与浸溃步骤重复 进行1~20次。
[0024] 电催化处理废水的原理是运样的：在常溫常压下通过有催化活性的电极反应直接 或间接产生径基自由基，从而使难生物降解的有机物转化为可生物降解的有机物，或是难 降解的有机物转化成二氧化碳和水。主要反应有： 阳02引 （1化〇2的生成：
[0026] 〇2+e一 ? 〇2
[0027] ? 〇2- +H+-册2?或? 〇2- +册2 ?- 〇2+册2 -
[0028] 2册2 ?- &〇2+〇2或册 2- +H+-H2〇2
[0029] 似?OH的生成： W30] &〇2+6 - 一 0H- + ?OH
[00川 做W上过程的综合作用，降解水中的有机物、COD和氨氮
[0032] (4)装置中设有离子膜，通过离子交换达到脱盐的效果。
[0033] 本发明有益的技术效果在于：
[0034] 现有技术存在的问题是在脱盐的同时无法很好的去除有机物，本发明则可W既去 除有机物、又脱除盐分。大多数实际应用中的除盐装置只是简单的二维电解池，本发明在电 解液中加入一种特种碳素材料作为电触媒催化剂，可W很好的去除有机物，COD和氨氮。
【附图说明】
[0035] 图1为本发明示意图。
[0036] 图中：1、壳体；2、进水口；3、进水管网；4、布水层；5、稳水层；6、填料层；7、锻钉石 墨电极；8、检修孔；9、曝气区；10、曝气盘；11、出水室；12、出水口；13、离子膜。
【具体实施方式】
[0037] 下面结合附图和实施例，对本发明进行具体描述。
[0038] 如图1所示，本发明提供的高盐废水处理装置包括壳体1、位于壳体1上方的进水 口 2、W及位于壳体1下方的出水口 12。壳体1内部从上而下分别设置有布水层4、稳水层 5、填料层6、曝气区9W及出水室11。布水层4由与进水口 2相连的进水管网3上分布的 出水孔布水；布水层4与稳水层5之间由隔板分隔，隔板可左右打开，使得布水层4中的水 可W选择由左部或者右部向下进入稳水层。优选的，隔板为可选用能够左右打开的合页结 构。
[0039] 填料层6左右两壁上各设置锻钉石墨电极板7,填料层6中间设置离子膜13将填 料层6分为左右两个电解槽；其中一个电解槽放置填料。填料层6左右两壁上各设置锻钉 石墨电极板7分别作为阴阳电极，锻钉石墨电极7的高度在填料层和稳水层之间。
[0040] 稳水层5与填料层6之间没有设置隔板，而是通过布水层的隔板控制水优先进入 有填料的那个电解槽。根据电解反应过程，有填料的那个电解槽为阳极。
[0041] 填料层6与曝气区9之间用多孔板分隔。曝气区9由带有曝气盘10的气管进行 曝气。
[0042] 壳体1外在填料层6的位置设置检修孔8。
[0043] 填料层6的填料为碳素电触媒催化剂材料。
[0044] 实施例1
[0045] 按图1连接好各种装置，废水为浙江某制药厂废水，因废水中有大量Cl，所W离子 膜13选择阴离子膜，电解槽阴极和阳极均采用锻钉石墨板作为电极，然后在阴极电解槽中 加入粒径为Imm的特种碳素材料作为催化剂填料。为了去除水中的巧儀，防止离子膜堵塞， 在稳水层5和填料层6之间设置阳离子交换树脂，废水经阳离子交换树脂后注入到阴极电 解槽中，废水与填料的体积比为1:3,在阳极电解槽中注入3%的HCl溶液。 阳046] 电解液在电解槽中的反应过程：阴极反应：
[0047] (1化〇2的生成：
[0048] 〇2+e一 ? 〇2
[0049] ? 〇2_ +H+-册 2 ?或? 〇2- +册2 ? - 〇2+册2_ 阳化0] 2册2 ?- &〇2+〇2或册 2- +H+-H2〇2 W51] 似?OH的生成： 柳巧 &〇2+6-一0H- + ?OH
[0053] W上过程的综合作用，降解水中的有机物、COD和氨氮。
[0054]同时Cl经阴离子膜后到达阳极槽后失去电子生成Cl2,所W阳极不消耗肥1，曝气 电解一段时间后用连华COD快速测定仪测试COD的变化，用CIC-IOO离子色谱仪测定废水 中Cl的浓度。测试结果如下表1所示。 阳化5] 表1
[0057] 其中填料层6中的碳素电触媒催化剂材料的制备方法如下： 阳05引按W下比例添加原料：
[0059] 碳粉 40%-16化g; 殺粉 15%-60kg; 秩粉 15%-60k