[发明专利]一种利用电解处理脱硫废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及脱硫废水处理技术领域，具体涉及一种利用电解法处理脱硫废水的方法。

背景技术

我国是世界最大的煤炭生产国和消费国，煤炭在中国能源结构中的比例高达76.2％，我国排放的二氧化硫90％均来自于燃煤。燃煤产生的二氧化硫和酸雨已对农作物、森林、建筑物和人体健康等方面造成了巨大的经济损失，因此，二氧化硫排放的控制十分重要。近年来，火电厂烟气脱硫已在我国迅速展开，截至2010年底，全国已投运烟气脱硫机组超过5.6亿千瓦，约占全国燃煤机组容量的86％。在众多脱硫技术中，湿法烟气脱硫是目前唯一大规模商业运行的脱硫技术。

湿法烟气脱硫工艺会产生脱硫废水，脱硫废水中的杂质主要来自烟气和脱硫剂。其中，烟气的杂质来源于煤的燃烧，脱硫剂的杂质来源于脱硫剂的溶解。与火电厂其它系统产生的废水相比，脱硫废水的水质非常特殊。脱硫废水呈酸性，pH值4-6，悬浮物(石膏、氧化硅、金属氧化物及飞灰)、化学需氧量(COD)和氯化物、硫酸钙、硫酸镁等盐类含量较高，一类污染物(Cd、Hg、Cr、As、Pb、Ni等重金属离子)和二类污染物(Cu、Zn、氟化物、硫化物等)超标，必须加以处理达标排放。

国内典型的脱硫废水处理系统是通过中和、沉降、絮凝、浓缩澄清的物理化学过程去除废水中污染物。但仅靠化学沉淀-絮凝对COD的去除率较低，对于COD较高(≥200mg/L)的脱硫废水难以处理达标。特别是对于近年来兴起的利用废弃物作为脱硫剂以废治废的电石渣-石膏法、白泥-石膏法脱硫工艺，由于脱硫剂本身成分比较复杂，杂质含量较高，产生的脱硫废水COD较高，通常在300-800mg/L左右，采用传统的脱硫废水处理方法便无法处理达标。

电解法也称为电化学氧化法，电化学氧化本质是指电解质溶液在电流的作用下，通过阳极反应，氧化分解难降解污染物的直接氧化或者是通过阳极反应先产生具有较强氧化性的化学活性物质，再氧化污染物的间接氧化。当接通直流电源后，电解槽的阴极和阳极之间发生了电位差，驱使阳离子移向阴极，在阴极取得电子，进行还原反应；阴离子移向阳极，在阳极放出电子，进行氧化反应。从而使得废水中的污染物在阳极被氧化，在阴极被还原，或者与电极反应产物作用，转化为无害成分被分离出去。

电解法作为一种较为成熟的水处理技术，以往多用于处理含氰、含铬的电镀废水，近年已广泛应用于处理印染废水、制药废水、制革废水、造纸黑液等的研究。电解法具有很多优点，尤其突出的是电解法设备化程度高，是环保产业应予重视的一个发展领域，目前还没有文献报道用电解法处理脱硫废水。

发明内容

本发明提供了一种利用电解处理脱硫废水的方法，解决高COD脱硫废水COD难以处理达标的问题。

一种利用电解处理脱硫废水的方法，包括：

(1)将所述脱硫废水送入敞开式无隔膜电解槽内，以钛基涂层电极为阳极，不锈钢板为阴极，向所述阳极和阴极通直流电，对所述脱硫废水进行电解处理，电解的同时搅拌所述脱硫废水；

(2)取步骤(1)处理后的出水，添加聚丙烯酰胺进行絮凝。

本发明是利用电解法处理高COD脱硫废水，脱硫废水含有大量的氯化物，其氯离子浓度一般为8000-20000mg/L左右，电解时无需再添加电解质氯化钠，在电解过程中，阳极上释放出氧气和氯气，由于释放出的氧和氯是新生态的，所以它们具有很强的氧化能力，能使废水中的有机物发生强烈的氧化而分解。

在敞开式无隔膜电解槽内电解，无隔膜的电解槽结构更简单，且更利于溶液中有机分子与氧化剂的扩散和混合；电解后采用聚丙烯酰胺作为絮凝剂，絮体大，沉降快，处理效果好。

本发明的反应原理：

本发明利用脱硫废水中氯离子或水中原有盐分作为导电介质，以钛基涂层电极为阳极，不锈钢板为阴极，在敞开式无隔膜电解槽内，通直流电对脱硫废水边搅拌边电解，阳极产生氧气和氯气，阴极产生氢气和氢氧根，新生态氧和氯等的氧化作用使废水COD降低，而废水中重金属离子与阴极氢氧根结合生成沉淀去除。主要反应式如下：

(1)在电解时在阳极板上释放出氧气和氯气

2Cl^--2e→Cl₂

4OH^--4e→2H₂O+O₂

(2)在电解时在阴极板上释放出氢气和氢氧根

2H₂O+2e→H₂+2OH^-

(3)上述反应之后水中将发生下列化学反应