偶氮二甲酰胺发泡剂废水的电解处理方法 【技术领域】
本发明属于有机工业废水处理领域，特别是涉及一种偶氮二甲酰胺发泡剂废水的电解处理方法。
背景技术
在AC发泡剂(偶氮二甲酰胺)生产过程中，排出的废水中含有较高浓度的COD、氨氮及水合肼等污染物。其中COD的含量在500-900mg/L左右、氨氮的含量在3000-4000mg/L左右、水合肼的含量在15-20mg/L左右。此外，废水中还含有较高浓度的氯化物和硫酸根。由于上述的水质特地，给废水的处理带来一定的困难。对此许多人进行过研究，提出各种处理方法，如漂粉精液处理法、中和-蒸馏法或吹脱法、结晶-浓缩法、光催化氧化法等处理方法，均未取得理想的处理效果。
《AC发泡剂生产废水处理技术与应用》(污染防治技术，1999年第3期)介绍，采用AC发泡剂生产厂的漂粉精液作氧化剂处理该废水。漂粉精液主要成分是次氯酸钙，次氯酸钙在水中不稳定，易放出新生态氧气，氯气和新生态氧具有很强的氧化能力，使废水中的有机物氧化，从而降低COD值。在江苏某AC发泡剂生产厂进行工程试验证明，该废水的COD的去除率为78.1％，氨氮的去除率为35.4％。该方法主要优点是：处理工艺简单，处理采用“以废制废”的途径，投资省，可适用于氯碱厂AC发泡剂生产废水的处理。该方法的主要缺点是：在废水处理过程中，由于氯气释放，易造成二次污染和设备腐蚀。另外，对氨氮处理效果不佳。
在工业上，电解方法主要用在氯碱行业。由于电解具有地特点，被人们引起重视，近年来也开始将其用于废水的处理。根据《电解法水处理技术的研究进展》(化工环保，2001，1期，11～5)报道，电解水处理技术的主要优点在于：①过程中产生的·OH无选择地直接与废水中的有机污染物反应，将其降解为二氧化物、水和简单有机物，没有或很少产生二次污染；②能量效率高，在常温常压下就可进行；③既可以作为独立单元单独处理，又可以与其他处理方法相结合；④设备及操作比较简单。在国外，电解水处理技术也被称为”环境友好”技术。
由于以上几个方面的特点，电解水处理方法已被用于染料废水的处理，在降低COD、脱色，提高BOD5/COD比值等方面显示出良好的效果，因此被选作为染料废水生化处理前的一种预处理方法。CN1201760A公开了一篇韩国的关于“利用热能的含染料废水和含颜料废水的处理方法”的报道，就是电解水处理方法在染料废水处理中的应用。但是这篇报道仅仅涉及含染料废水和含颜料废水的处理，并且其主要发明点在于利用热能来提高电解方法的脱色能力和达到增大处理量的目的。
【发明内容】
本发明的目的，就是通过采用电解水处理方法，来解决偶氮二甲酰胺废水处理过程中的二次污染问题、设备腐蚀问题、以及氨氮处理效果不佳等问题。
本发明的电解法处理偶氮二甲酰胺发泡剂废水的方法是这样实现的：
本发明的偶氮二甲酰胺发泡剂废水的电解处理方法的步骤为：
(1)废水经沉淀后，调节pH为5～11、优选5.7～10.6后，进入电解槽；
(2)电解槽采用的是无隔膜电解槽反应器，选取钌铱钛涂层钛板做阳极，超低碳活化不锈钢板做阴极，极板间隔为3～10mm，优选极板间距为3mm；
(3)极板连接由可控硅直流电源控制柜提供的恒流直流电，控制电流密度为2450～6440A/m2，优选的电流密度为5550A/m2。最小脉冲间隔为0.1s。
(4)电解停留时间为30～120min。
经本发明的电解处理后，偶氮二甲酰胺发泡剂废水中污染物的COD、氨氮和水合肼等都可以达到国家污水排放标准，甚至处理到检不出的程度。
【具体实施方式】
下面结合实施例进一步详述本发明的技术方案。
本发明的电解槽内装有极板，由于极板材料和表面状态对反应有着重大影响，故选取耐腐蚀、析氯电位低，可承受高电流密度的电极。本研究经筛选后，选取钌铱钛涂层钛板做阳极，超低碳活化不锈钢板做阴极。
极板连接由可控硅直流电源控制柜提供的恒流直流电。所谓的恒流直流电就是具有整流-将交流电变为直流电、恒流-保持输出直流电的电流恒定以及脉冲-可输出脉冲电流性能的电流。其最小脉冲间隔为0.1s，并可方便的根据处理废水的不同要求，通过调节电流的大小，变换电解极板的电流密度。
主要污染物分析项目：COD、氨氮、水合肼。
实施例1-5
实施例1-5说明了不同电流密度与COD去除率随电解时间的变化
不同电流密度对COD去除率有较大的影响，随着电流密度从2450A/m2至6440A/m2的增加，电解作用的加强，在相同的时间内，COD去除率也随之增加，见表1。
表1 不同电流密度与COD去除率随电解时间的变化 实施例 电流密 度，A/m2 COD 电解时间，min 0 30 60 90 120 1 2450 出水， mg/L 821 808 700 592 269 去除率，％ 1.64 14.75 27.88 67.2 2 3890 出水， mg/L 725 430 324 213 174 去除率，％ 40.73 55.25 70.61 75.92 3 4670 出水， mg/L 620 384 354 177 118 去除率，％ 38.09 42.08 71.43 80.95 4 5550 出水， mg/L 725 483 322 188 27去除率，％ 33.33 55.55 74.07 96.32 5 6440出水，mg/L 765 490 337 165 12去除率，％ 35.95 55.95 78.43 98.43
实施例6-8
实施例6-8表示不同极板间距与COD去除率随电解时间的变化情况。
理论电解极板的间距越小电解效率越高，但废水中含盐较高，成分复杂，实验证明，极板间距在3~10mm时，随着极板间距的缩小，在相同的时间内，COD去除率也随之提高，见表2。
表2 不同极板间距与COD去除率随电解时间的变化 实施例极板间距项目 电解时间，min 0 15 30 45 60 75 90 105 120 6 10mm出水COD，mg/L 548 434 404 350 240 204 135 30 0COD去除率，％ 20. 8 26. 3 36. 1 56. 2 62. 8 75. 4 94. 5 100 .0 7 6mm出水COD，mg/L 556 422 412 314 220 190 95 10 0COD去除率，％ 24. 1 259 43. 5 60. 4 65. 8 82. 9 98. 2 100 .0 8 3mm出水COD，mg/L 597 433 403 284 194 149 45 0 0COD去除率，％ 27. 5 32. 5 52. 4 67. 5 75. 0 92. 5 100 .0 100 .0
实施例9-11
实施例9-11说明不同pH条件下与COD和氨氮去除率随电解时间的变化情况。见表3。
表3 不同pH条件下与COD和氨氮去除率随时间的变化 实 施 例 pH 项目 电解时间，min 0 15 30 45 60 75 90 105 12 0 9 5.7 出水COD mg/L 597 433 403 284 194 149 45 0 0 COD去除 率，％ 27.5 32.5 52. 4 67. 5 75. 0 92. 5 100 10 0 出水氨 氮，mg/L 339 8 3265 2839 221 7 159 4 828 48 0 0 氨氮去除 率，％ 3.9 16.4 34. 8 53. 1 75. 6 98. 6 100 10 0 10 8.6 出水COD mg/L 537 422 375 238 186 125 34 0 0 COD去除 率，％ 21.4 30.2 55. 7 65. 4 76. 7 93. 7 100 10 0 出水氨 氮，mg/L 354 5 3509 2972 232 9 159 4 971 166 0 0 氨氮去除 率，％ 1.0 16.2 34. 3 55. 0 72. 6 95. 3 100 10 0 11 10.6 出水COD mg/L 567 435 388 258 199 130 41 0 0 COD去除 率，％ 23.3 31.6 54. 5 64. 9 77. 1 92. 8 100 10 0 出水氨 氮，mg/L 324 3 3198 2792 223 9 124 4 791 110 0 0 氨氮去除 率，％ 1.4 13.9 31. 0 61. 64 75. 6 96. 6 100 10 0
实施例12
根据以上结果，在最佳电解条件下，电流密度为5550A/m2，极板间距为3mm，pH为5.7时，污染物降解率随时间的变化见表4。
表4 最佳电解条件污染物降解率随时间的变化 污染物 时间，min 0 15 30 45 60 75 90 105 COD，mg/L 597 433 403 284 194 149 45 0 COD去除率，％ 27.5 32.5 52. 4 67. 5 75. 0 92. 5 100 NH3-N，mg/L 3398 3265 2839 221 7 159 4 828 48 0 NH3-N去除率 ％ 3.9 16.4 34. 8 53. 1 75. 6 98. 6 100 水合肼，mg/L 15.9 7 0.16 0 水合肼去除 率，％ 99.0 100 .0