专利名称：一种β-萘酚废水深度处理方法
技术领域：
本发明涉及一种化学处理方法，具体是指一种萘系染料中间体生产废水的深度处理或回用的方法，适用于经生化-物化处理后的β -萘酚尾水的深度处理或回用。技术背景
β -萘酚又称2-萘酚、乙萘酚，是重要的有机化工原料及染料中间体，主要用于染料、有机颜料、橡胶防老剂以及医药和农药工业中。目前国内多以精萘为原料，用传统的磺化碱熔法生产β-萘酚，生产过程中排放大量废水。废水浓度高、毒性大、色泽深、酸碱缓冲性强、难以生化降解，对人体和环境造成较大的危害。
萘酚由于离域π键的存在，可生化性差，对微生物有毒性，难以用一般的生化方法处理，目前处理这类废水的主要方法有萃取法、吸附法、浓缩法等，这些方法适合处理高浓度萘酚生产废水，而对1000mg/L以下的低浓度萘系废水的治理方法一直是人们研究的热点，探索适当的氧化方法提高萘酚的m(B0D5)/m(C0D&)，提高其可生化性，甚至直接将萘酚氧化为(X)2和H2O,使其废水达标排放，是萘酚废水的处理目标。
目前β -萘酚生产废水的治理率和治理合格率都很低，因此治理任务十分艰巨。 特别是经过生化-物化处理后的尾水可生化性差，悬浮物浓度低，废水中主要难生化降解物质。采用传统的物化或生化处理工艺对尾水COD的降低收效甚微。而常用的高级氧化技术如臭氧氧化技术等药剂费高，运行费用不菲。吸附技术如树脂吸附或活性炭吸附均存在着吸附再生的困难。因此，现有的萘酚废水深度处理技术多存在着技术经济可行性不佳，推广困难，不能满足我国污染防治工作的需要。发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供一种针对难降解的萘系染料中间体生产废水的处理尾水或者是中低浓度的萘酚废水的深度处理方法，该方法处理后的尾水可达标排放，或回用于生产。
本发明是通过下述技术方案得以实现的
—种β-萘酚废水深度处理方法，其特征在于由三维电极体系构成的单室反应器，通过电化学氧化法深度处理β-萘酚废水；
其中，单室反应器是以DSA电极为阳极材料，相同大小的一个不锈钢片为阴极，电极间距为Icm ；
反应器中电解时间为1小时以上，电流密度为20 50mAcm_2，pH为3 11，按溶液质量比为1. 0 5. 加入粒子电极材料，粒子电极材料为y-A1203> NiO/ y -Al2O3^ Fe2O3/ Y -A1203、CuO/ y -Al2O3、或 MnO2-Sb-SnO2/ y -Al2O3 中的一种。
作为优选，上述β -萘酚废水深度处理方法中的阳极电极材料为TiAn3O2，是通过钛网上直接电沉积的1 ；
或Ti/Sb-Sn02，是通过钛网上热分解法只涂层的Sb-SnA中间层；
或Ti/Sb-Sn02/^b02，是通过钛网上热分解法涂层的既有中间层Sb-SnA又有活性层 PbO2 ；
或Ti/Sb-Sn02/^b02，是通过钛网上热分解法涂层中间层Sb-SnO2,电沉积活性层卯02。
作为更佳选择，阳极电极材料为Ti/Sb-Sn02/^b02，是通过钛网上热分解法涂层中间层Sb-SnO2,电沉积活性层此02。
作为优选，上述β -萘酚废水深度处理方法中的β -萘酚废水是经过生化-物化处理后尾水、或者COD为1200mg Γ1以下的中低浓度的β-萘酚废水。
作为优选，上述β-萘酚废水深度处理方法中的电解时间为2小时以上、电流密度为 30 40mAcm_2、pH 为 8 10、加入粒子电极为 2. 0 3. Owt. % 的 MnO2-Sb-SnO2/ γ _Α1203、 或 1. Na2SO4。
作为优选，上述β -萘酚废水深度处理方法中的粒子电极材料为MnO2-Sb-SnO2/ Y-Al2O3，由Y-AI2O3负载过渡金属硝酸盐作为活性组分制备而成，粒子电极材料加入量为 3. Owt %。
有益效果本发明相比现有技术具有如下的优点
(1)采用热分解法制备中间层和电沉积法制备活性层的DSA电极具有较强的产羟基自由基的能力，因此该方法具有较强的氧化能力，处理效果好；
(2)制备的该DSA电极性能稳定，耐腐蚀能力强，因此该方法可用于水质条件恶劣的各种有机工业废水的深度处理；
(3)采用浸渍法制备的双组份粒子电极耦合DSA电极形成三维电极体系，极大地增加了电极的面体比，因此该方法能在较短的时间里取得较好的处理效果；
(4)电化学深度氧化法处理β -萘酚废水，以具有强氧化性的·0Η基团作氧化剂， 因此该方法绿色环保。
具体实施方式
下面对本发明的实施作具体说明
实施例1
以两个2X5cm的DSA电极为阳极，相同大小的一个不锈钢片为阴极，电极间距为 Icm,电化学氧化深度处理β -萘酚废水，COD为1051. 9mg Λ ρΗ为10 (原水样pH)，加入 1. Owt. %的Na2SO4支持电解质，电流密度为25mA cnT2，反应持续池。每0. 从反应器中取样分析UV-Vis和COD值，实验结果如表1中。从结果中可知，当反应进行到池后，紫外图谱中吸收峰的梯度降低不明显，并且COD的去除率变化趋势不大，故选择反应时间为池。
表1不同时间下电化学深度处理β -萘酚废水COD的变化情况
电解时间/h00.51.01.52.02.53.0COD 值/ mg L"11051.9839.1504.7331.7220.2103.949.54C-OD去除率/%020.252.068.579.190.195.3
实施例2
以两个2X5cm的DSA电极为阳极，相同大小的一个不锈钢片为阴极，电极间距为 Icm,电化学氧化深度处理β -萘酚废水，COD为1051. 9mg L—1，pH为9，加入1. Owt. %的 Na2SO4 支持电解质，电流密度分别为 20mA cnT2、25mA cnT2、30mA cnT2、35mA cnT2 和 40mA an2, 反应持续池。实验结果中，我们发现它们对应的COD值分别是256. 9mg U\220. 2mg L-1、 177. 3mg Γ1、156. 5mg Γ1和139. 8mg Γ1。当电流为30mA cnT2时，COD的去除率变化趋势不大，故选择电流密度为30mA cm_2。
实施例3
以两个2X5cm的DSA电极为阳极，相同大小的一个不锈钢片为阴极，电极间距为 1 cm,电化学氧化深度处理β -萘酚废水，COD为1124. 4mg L—1，pH分别为3、5、7、9和11，加入 1. Owt. %的Na2SO4支持电解质，电流密度为30mA cm_2，反应持续池。实验结果中，我们发现它们对应的COD值分别是230. 3mg U\l71. 7mg U\l91. 5mg L^1U39. 3mg Γ1 和 189. SmgL-1。 当pH = 9时，在其他条件不变的情况下COD去除率最高，故选择最佳pH为9。
实施例4
以两个2X5cm的不同材料的DSA电极为阳极(TiA^bO2、Ti/Sb-Sn02、热分解法 Ti/Sb-Sn02/Pb02,电沉积法Ti/Sb-Sn02/^b02)，相同大小的一个不锈钢片为阴极，电极间距为Icm,电化学氧化深度处理β -萘酚废水，COD为1135. 5mg L-1，pH为9，加入1. Owt. %的 Na2SO4支持电解质，电流密度为30mA cm—2，反应持续池。实验结果中，我们发现它们对应的 COD 值分别是 249. 4mg 1^、568· 6mg Γ\261. 8mg Γ1 和 229. 7mg Γ1。电沉积法制备的 Ti/ Sb-Sn02/Pb02阳极电极COD去除率最高，并且槽电压比其他电极的低，故选择电沉积法制备的 Ti/Sb-Sn02/Pb& 作阳极。
实施例5
以两个2X5cm的DSA电极为阳极，相同大小的一个不锈钢片为阴极，电极间距为1cm，电化学氧化深度处理β -萘酚废水，COD为1135. 5mg pH为9，加入1. Owt. % 的Na2SO4支持电解质，电流密度为30mA cm_2，向电解池中分别加入3. Owt %的粒子电极 Y -Al2O3^NiO/ y -Al2O3^Fe2O3/ Y -Al2O3^CuO/ y -Al2O3 和 MnO2-Sb-SnO2/ y -Al2O30 实验结果中如表2，我们发现用双组份的MnO2-Sb-SnO2/ y -Al2O3作粒子电极时，在其他条件不变的情况下COD去除率最低，故选择粒子电极为Mn02-Sb-Sn02/ y -Al2O3。
表2不同粒子电极耦合DSA电极电化学深度处理β -萘酚废水COD的变化情况
权利要求
1.一种β-萘酚废水深度处理方法，其特征在于由三维电极体系构成的单室反应器， 通过电化学氧化法深度处理β-萘酚废水；其中，单室反应器是以DSA电极为阳极材料，相同大小的一个不锈钢片为阴极，电极间距为Icm ；反应器中电解时间为1小时以上，电流密度为20 50mAcm_2，pH为3 11，按溶液质量比为1. 0 5. 0衬％加入粒子电极材料，粒子电极材料为Y-Al203、Ni0/Y-Al203、i^e203/ Y -Al2O3、CuO/ γ -A1203、或 MnO2-Sb-SnO2/ y -Al2O3 中的一种。
2.根据权利要求1所述的萘酚废水深度处理方法，其特征在于所述的阳极电极材料为TiA^bO2，是通过钛网上直接电沉积的1 ；或Ti/Sb-Sn02，是通过钛网上热分解法只涂层的Sb-SnA中间层；或Ti/Sb-Sn02/^b02，是通过钛网上热分解法涂层的既有中间层Sb-SnO2又有活性层 PbO2 ；或Ti/Sb-Sn02/^b02，是通过钛网上热分解法涂层中间层Sb-SnO2,电沉积活性层此02。
3.根据权利要求2所述的萘酚废水深度处理方法，其特征在于阳极电极材料为 Ti/Sb-Sn02/^b02，是通过钛网上热分解法涂层中间层Sb-SnO2,电沉积活性层此 >02。
4.根据权利要求1所述的萘酚废水深度处理方法，其特征在于所述的萘酚废水是经过生化-物化处理后尾水、或者COD为1200mg Γ1以下的中低浓度的β-萘酚废水。
5.根据权利要求1所述的β-萘酚废水深度处理方法，其特征在于所述的电解时间为 2小时以上、电流密度为30 40mA cnT2、pH为8 10、加入粒子电极为2. 0 3. Owt % ^ MnO2-Sb-SnO2/ γ _Α1203、或 1. Owt % 的 Na2S04。
6.根据权利要求1所述的萘酚废水深度处理方法，其特征在于所述的粒子电极材料为MnO2-Sb-SnO2/ y -Al2O3，由、-Al2O3负载过渡金属硝酸盐作为活性组分制备而成，粒子电极材料加入量为3. Owt %。
全文摘要
本发明公开了一种化学处理方法，具体是指一种萘系染料中间体生产废水的深度处理或回用的方法，适用于经生化-物化处理后的β-萘酚废水的深度处理或回用。本发明是以DSA电极为阳极材料，相同大小的一个不锈钢片为阴极，电极间距为1cm制得的单室反应器中，在电流密度为20～50mA cm-2，pH为3～11，加入质量含量为1.0～5.0wt％的粒子电极材料进行处理1小时以下即可。本发明的优点是具有较强的氧化能力，处理效果好，耐腐蚀能力强，处理时间短，无污染等。本发明可广泛应用于染料生产企业。
文档编号C02F1/46GK102502923SQ20111033107
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者陈锋涛 申请人:浙江理工大学