一种用于去除氰化物及重金属的电极氧化工艺.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410325704.6

申请日:

2014.07.10

公开号:

CN104071874A

公开日:

2014.10.01

当前法律状态:

公开

有效性:

审中

法律详情:

公开

IPC分类号:

C02F1/467; C02F1/62; C02F1/58

主分类号:

C02F1/467

申请人:

北京达茂源膜科技有限公司

发明人:

崔加宏

地址:

102300 北京市门头沟区石龙经济开发区永安路20号3幢B1-0235室

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

一种用于去除氰化物及量金属的电极氧化工艺,该工艺组合技术属于水处理环保范畴,主要用于氰化物及重金属的去除,采用电极氧化技术,并以活性炭为催化载体,以提高氧化效率。处理后水质主要指标达到国家一级废水排放标准GB8978-1996的相关要求。该工艺发明的重点是引入了活性炭作为催化载体,成功解决氰化物与重金属形成络合物难破解的问题,破解后的重金属离子更容易与氢氧根形成化合物沉淀;破解后的游离氰根更容易被电极氧化,解决了行业难题。

权利要求书

1.  在降解去除含氰化物和重金属的废水处理工艺应用中,采用电极氧化工艺,使用活性炭作为催化载体,提高氧化去除效率。处理结果:水中氰化物被电极氧化,达到0.5mg/L的国家含氰废水排放标准。重金属离子如Cu2+低于0.5mg/L的国家重金属废水排放标准。

2.
  电极氧化原理:
电极氧化反应的步骤比较复杂,通常认为的主要反应式如下:
1)、CN-+OH-→CO32+N2↑+H2O+e
2)、Cu2+OH-→Cu(OH)2
3)、Zn2+OH-→Zn(OH)2

3.
  因为该类废水为碱性,所以,为减少运行成本,在碱性环境直接氧化,PH值≥10,在电极氧化过程中,氰根CN-被氧化成碳酸根、和氮气,从而达到降解氰根目的。

4.
  电极氧化过程中,同时会水解产生大量羟基OH-,羟基和重金属离子结合,可生产重金属沉淀,如:铜离子Cu2+和OH-反应,可生成氢氧化铜沉淀Cu(OH)2,从而达到去除重金属目的。

5.
  电极采用铂合金系列,以活性炭为催化载体,可极大提高反应效率,降低运行成本和能耗。

6.
  该工艺发明要求保护的范围:
在碱性条件下用电极氧化工艺直接处理含氰及重金属废水,重点是采用活性炭作为催化剂载体,处理后氰化物及重金属达到国家废水处理一级排放标准。重金属指:汞、镉、铬、砷、铅、银、铜、锌等。
引用国家废水处理一级排放标准GB8978-1996中的主要标准数据:
污染物最高允许排放浓度 单位:mg/L

序号污染物最高允许排放浓度1总汞0.052烷基汞不得检出3总镉0.14总铬1.55六价铬0.56总砷0.57总铅1.08总镍1.09苯并(a)芘0.0000310总铍0.00511总银0.512总α放射性1Bq/L13总β放射性10Bq/L14总氰化合物0.5150.5162.0

说明书

一种用于去除氰化物及重金属的电极氧化工艺
技术领域
该工艺组合技术属于水处理环保范畴,主要用于氰化物及重金属的去除,采用电极氧化技术,并以活性炭为催化载体,以提高氧化效率。处理后水质主要指标达到国家一级废水排放标准GB8978-1996的相关要求。
背景技术
该工艺技术采用了电极氧化技术,利用电极氧化去除废水中氰化物及重金属,电极氧化可使氰根CN-降解为碳酸根CO32-和氮气N2。利用电极水解产生的大量羟基OH-,可以使重金属离子生成沉淀。反应式如下:
CN-+OH-→CO32-+N2↑+H2O+e
Cu2-+OH-→Cu(OH)2
Zn2++OH-→Zn(OH)2
Ag++OH-→AgOH↓
引用了国家废水处理一级排放标准GB8978-1996中的主要标准数据。
污染物最高允许排放浓度 单位:mg/L

序号污染物最高允许排放浓度1总汞0.052烷基汞不得检出3总镉0.14总铬1.55六价铬0.56总砷0.57总铅1.08总镍1.09苯并(a)芘0.0000310总铍0.00511总银0.512总α放射性1Bq/L13总β放射性10Bq/L14总氰化合物0.5150.5162.0

发明内容
该新工艺的主要特点是,在电极氧化除氰及重金属过程中,引入了活性炭作为催化载体,由于各种重金属离子容易与多个氰根形成络合物,如:络氰合铜[Cu(CN)4]2-,络氰合银[Ag(CN)3]2-,如果不破解这些络合物,就不利于后续反应生成重金属的氢氧化物沉淀。加入活性炭作为催化载体,就是加速了这些重金属络合物的破解,络合氰转变成游离氰后更容易被氧化,重金属离子与络合氰根分开后更容易与OH-生成重金属的氢氧化物沉淀。
引入了活性炭作为催化载体后,反应效率极大提高,确保反应完成后水质主要指标达到标准要求。
具休实施方式
在电极氧化槽底部加入催化载体活性炭,数量为槽的有效容积的20-30%,采用24V直流电源,电流密度根据水中氰化物及重金属含量可调整。
最佳工艺参数为:废水初始pH值10、极板间距20mm、电流密度18.0mA/cm2、废水循环流速64mL/min。电解50min,氰化物质量浓度从29.84mg/L降至0.20mg/L,去除率为99.6%;重金属铜离子浓度从54mg/L降至0.35mg/L,去除率为99.7%。重金属银离子浓度从52mg/L降至0.31mg/L,去除率为99.8%。处理后废水中的总氰和重金属可达到《GB8978-1996污水综合排放标准》一级标准。

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1、10申请公布号CN104071874A43申请公布日20141001CN104071874A21申请号201410325704622申请日20140710C02F1/467200601C02F1/62200601C02F1/5820060171申请人北京达茂源膜科技有限公司地址102300北京市门头沟区石龙经济开发区永安路20号3幢B10235室72发明人崔加宏54发明名称一种用于去除氰化物及重金属的电极氧化工艺57摘要一种用于去除氰化物及量金属的电极氧化工艺,该工艺组合技术属于水处理环保范畴,主要用于氰化物及重金属的去除,采用电极氧化技术,并以活性炭为催化载体,以提高氧化效率。处理后水质主要。

2、指标达到国家一级废水排放标准GB89781996的相关要求。该工艺发明的重点是引入了活性炭作为催化载体,成功解决氰化物与重金属形成络合物难破解的问题,破解后的重金属离子更容易与氢氧根形成化合物沉淀;破解后的游离氰根更容易被电极氧化,解决了行业难题。51INTCL权利要求书2页说明书2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书2页10申请公布号CN104071874ACN104071874A1/2页21在降解去除含氰化物和重金属的废水处理工艺应用中,采用电极氧化工艺,使用活性炭作为催化载体,提高氧化去除效率。处理结果水中氰化物被电极氧化,达到05MG/L的国家含氰废水。

3、排放标准。重金属离子如CU2低于05MG/L的国家重金属废水排放标准。2电极氧化原理电极氧化反应的步骤比较复杂,通常认为的主要反应式如下1、CNOHCO32N2H2OE2、CU2OHCUOH23、ZN2OHZNOH23因为该类废水为碱性,所以,为减少运行成本,在碱性环境直接氧化,PH值10,在电极氧化过程中,氰根CN被氧化成碳酸根、和氮气,从而达到降解氰根目的。4电极氧化过程中,同时会水解产生大量羟基OH,羟基和重金属离子结合,可生产重金属沉淀,如铜离子CU2和OH反应,可生成氢氧化铜沉淀CUOH2,从而达到去除重金属目的。5电极采用铂合金系列,以活性炭为催化载体,可极大提高反应效率,降低运行。

4、成本和能耗。6该工艺发明要求保护的范围在碱性条件下用电极氧化工艺直接处理含氰及重金属废水,重点是采用活性炭作为催化剂载体,处理后氰化物及重金属达到国家废水处理一级排放标准。重金属指汞、镉、铬、砷、铅、银、铜、锌等。引用国家废水处理一级排放标准GB89781996中的主要标准数据污染物最高允许排放浓度单位MG/L序号污染物最高允许排放浓度1总汞0052烷基汞不得检出3总镉014总铬155六价铬056总砷057总铅108总镍109苯并A芘00000310总铍0005权利要求书CN104071874A2/2页311总银0512总放射性1BQ/L13总放射性10BQ/L14总氰化合物0515铜0516。

5、锌20权利要求书CN104071874A1/2页4一种用于去除氰化物及重金属的电极氧化工艺技术领域0001该工艺组合技术属于水处理环保范畴,主要用于氰化物及重金属的去除,采用电极氧化技术,并以活性炭为催化载体,以提高氧化效率。处理后水质主要指标达到国家一级废水排放标准GB89781996的相关要求。背景技术0002该工艺技术采用了电极氧化技术,利用电极氧化去除废水中氰化物及重金属,电极氧化可使氰根CN降解为碳酸根CO32和氮气N2。利用电极水解产生的大量羟基OH,可以使重金属离子生成沉淀。反应式如下0003CNOHCO32N2H2OE0004CU2OHCUOH20005ZN2OHZNOH200。

6、06AGOHAGOH0007引用了国家废水处理一级排放标准GB89781996中的主要标准数据。0008污染物最高允许排放浓度单位MG/L0009序号污染物最高允许排放浓度1总汞0052烷基汞不得检出3总镉014总铬155六价铬056总砷057总铅108总镍109苯并A芘00000310总铍000511总银05说明书CN104071874A2/2页512总放射性1BQ/L13总放射性10BQ/L14总氰化合物0515铜0516锌20发明内容0010该新工艺的主要特点是,在电极氧化除氰及重金属过程中,引入了活性炭作为催化载体,由于各种重金属离子容易与多个氰根形成络合物,如络氰合铜CUCN42,络。

7、氰合银AGCN32,如果不破解这些络合物,就不利于后续反应生成重金属的氢氧化物沉淀。加入活性炭作为催化载体,就是加速了这些重金属络合物的破解,络合氰转变成游离氰后更容易被氧化,重金属离子与络合氰根分开后更容易与OH生成重金属的氢氧化物沉淀。0011引入了活性炭作为催化载体后,反应效率极大提高,确保反应完成后水质主要指标达到标准要求。具休实施方式0012在电极氧化槽底部加入催化载体活性炭,数量为槽的有效容积的2030,采用24V直流电源,电流密度根据水中氰化物及重金属含量可调整。0013最佳工艺参数为废水初始PH值10、极板间距20MM、电流密度180MA/CM2、废水循环流速64ML/MIN。电解50MIN,氰化物质量浓度从2984MG/L降至020MG/L,去除率为996;重金属铜离子浓度从54MG/L降至035MG/L,去除率为997。重金属银离子浓度从52MG/L降至031MG/L,去除率为998。处理后废水中的总氰和重金属可达到GB89781996污水综合排放标准一级标准。说明书CN104071874A。

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