專利名稱：一種金剛石膜電極處理氟樂靈農藥廢水的方法
技術領域：
本發明涉及一種技術方法和設備，其是利用金剛石膜電極的寬電位窗口和極強的抗腐蝕性等特點，來電解處理氟樂靈農藥生產中產生的高鹽高COD廢水。屬于環保技術和電化學領域。
背景技術：
氟樂靈是一種硝胺類除草劑，化學名稱為“4-三氟甲基-2，6- 二硝基-N，N- 二正丙基苯胺”，能防治禾本科雜草和許多一年生闊葉雜草，具有高效、低毒、低殘留、殺草譜廣的特點。氟樂靈生產主要以氯甲苯為原料，通過氯化、氟化、硝化、胺化四道工序合成產品。 產品合成過程中產生的廢水有硝化中和水、硝化水洗水、胺化反應水、胺化中和水和胺化水洗水等幾種工藝廢水，同時還包括真空泵和尾氣吸收塔兩種輔助設備產生的廢水。各種廢水混合后COD約為5000mg/L，Cl_含量為35000mg/L，同時還含有較高濃度的硝酸鹽、硫酸鹽及一定含量難降解有機化合物如4-氯-3，5- 二硝基三氟甲苯(簡稱“二硝”)。
氟樂靈廢水B/C值很低，需經物化預處理后才能進生化系統處理。傳統方法是將廢水進入調節池中調成酸性，再打入鐵炭床，利用Fe和C同時浸入含鹽溶液中時形成無數的微電池系統(Fe和C間存在1. 2V的電極電位差),將苯環化合物、長碳鏈有機物部分微電解，提高廢水的可生化性。鐵炭床的出水再加入雙氧水，形成Fenton反應，反應結束后加入石灰乳去除氟離子和鐵離子，上清液入氣提池除氨，沉淀作固廢處理。除氨后的廢水調成PH 中性后進入厭氧消化池。在厭氧微生物作用下，大部分高分子有機物降解為小分子有機物， 同時在好氧條件下，反硝化菌把硝酸鹽、亞硝酸鹽轉化為氮氣，達到生物脫氮的目的。厭氧處理后的廢水進入接觸氧化池，由附著在彈性填料上的好氧微生物對有機物進一步降解。 水中的硝化菌再將氨轉化為亞硝酸鹽、硝酸鹽。最后廢水進入沉淀池，部分沉淀池污泥回流進生化物系統，剩余污泥壓濾后作固廢處理。
與傳統方法相比，電化學氧化法具有明顯的優勢，如
I)處理工序簡單。僅需將廢水在電解反應器內循環處理即可；
2)不產生固廢。傳統方法會產生較多的固廢，如調酸時形成的酸泥、Fenton反應后加石灰乳形成的鐵鹽沉淀、生化系統產生的剩余污泥等，甚至工藝本身也產生固廢，如失效的鐵炭殘渣；而電化學氧化法則完全無固廢產生；
3)無須添加其它試劑。傳統方法為了達到工藝處理要求，或調節pH，或加入雙氧水，或加入石灰乳，大大提高了處理成本。
金剛石膜電極具有很寬的電位窗口(電位窗口超過3V)，對有機物具有強氧化能力)。同時該電極具有在苛性介質溶液中強的抗腐蝕性、良好的電化學穩定性等特點。有機污染物在金剛石膜電極表面的降解有兩種途徑一是直接氧化，二是有機污染物被電極表面產生的羥基自由基(· 0H)間接氧化。此過程不需加入化學試劑、不需繁復的配套設施、 不會產生二次污染。同時金剛石膜電極表面具有非常好的“自凈”能力通常在電化學處理污染物的實際工藝中，陽極上的電極電位遠遠超過其析氧電位。因此， 金剛石膜電極一旦被鈍化，即刻會自動更新表面并活化，在電化學氧化過程中保持穩定的處理效果。
經檢索，尚未見將金剛石膜電極用于氟樂靈廢水的處理。發明內容
本發明的目的在于提供一種金剛石膜電極處理氟樂靈農藥廢水的方法，該方法中電極采用熱絲化學氣相沉積(HFCVD)法，以甲烷為碳源，以氫氣為蝕刻氣體，以三氧化二硼為硼源，在金屬鉭基體上沉積硼摻雜金剛石膜制成金剛石膜電極，從而使該方法能夠有效處理氟樂靈廢水。
為解決上述技術問題，本發明提供了如下技術方案一種金剛石膜電極處理氟樂靈農藥廢水的方法，首先是將高濃度氟樂靈廢水通過具有金剛石膜電極的電解槽；然后在一定流速下施加電壓；最后在一定電壓下持續處理廢水一段時間。
本發明具體是按照以下順序的操作步驟完成金剛石膜電極處理氟樂靈農藥廢水的方法的
步驟一，將一定量的氟樂靈廢水倒入收集容器；
步驟二，開啟自吸泵，調節進出水閥門，使氟樂靈廢水以一定流量通過電解槽；
步驟三，調節電解槽電壓，并穩定在一定電壓下持續處理氟樂靈廢水一段時間。
作為本發明所述方法的一種優選方案，其中步驟二中所述一定流量，是指氟樂靈廢水通過電解槽的流量為O. 3t/h 2t/h。
作為本發明所述方法的一種優選方案，其中步驟三中所述一定電壓，是指金剛石膜電極的電壓控制在5V 7V。
作為本發明所述方法的一種優選方案，其中步驟三中所述一段時間，是指電解處理時間控制在Ih 8h。
本發明采用熱絲化學氣相沉積(HFCVD)法，以甲烷為碳源，以氫氣為蝕刻氣體， 以三氧化二硼為硼源，在金屬鉭基體上沉積金剛石膜制成，單片金剛石膜電極大小為 5. 5X5. 5_2。陰極為大面積整體鈦板，這樣既具備耐腐蝕易裝配的特點，又能夠盡可能的減少電流在導線中的損耗和局部電阻過大引起的發熱現象。
金剛石膜電極具有極好的耐酸堿、抗腐蝕的特性，電勢窗口寬、背景電流小，各種性能大大優于傳統的玻璃碳、石墨、貴金屬及其它形式的電極。本發明使用金剛石膜電極處理氟樂靈生產中產生的高鹽高COD廢水，結果表明在一定的流速、電壓和時間范圍內，氟樂靈農藥廢水COD去除率達到95%以上，廢水中二硝則被完全去除，處理后的廢水表觀無色無臭，金剛石膜電極非常適合用來處理氟樂靈生產中產生高鹽高COD廢水。
本發明提供的金剛石膜電極處理氟樂靈農藥廢水的方法，能夠有效提高氟樂靈農藥廢水的處理效率，同時方法簡便，成本低廉，適宜普及。
圖1是本發明利用金 剛石膜電極電解槽處理氟樂靈農藥廢水的示意圖。
圖2是本發明電解槽內部結構示意圖。
具體實施方式
下面結合具體的實施例對本發明所述方法進行詳細說明。
如圖1、圖2所示，金剛石膜電極電解槽主要由大功率穩壓直流電源、耐腐自吸泵、 流量計及電極組件構成。其中電極組件為核心裝置，由金剛石膜陽極和鈦陰極構成。陽極采用熱絲化學氣相沉積(HFCVD)法，以甲烷為碳源，以氫氣為蝕刻氣體，以三氧化二硼為硼源，在金屬鉭基體上沉積金剛石膜制成，單片金剛石膜電極大小為5. 5X5. 5_2。陰極為大面積整體鈦板，這樣既具備耐腐蝕易裝配的特點，又能夠盡可能的減少電流在導線中的損耗和局部電阻過大引起的發熱現象。電解槽水平放置，陽極和陰極相互平行，垂直置于電解槽中。陽極和陰極間距為2. 5mm，共由30片陽極及6塊整板陰極構成。
將金剛石膜電極電解槽運用到處理氟樂靈農藥廢水的方法中，如圖1所示，將高濃度氟樂靈廢水置于收集容器中，開啟自吸泵使廢水通過電解槽(尺寸 LXWXH=520mmX180mmX130mm)后返回收集容器，通過槽前后的進出水閥門調節流量，調節電解槽電壓，使廢水在合適的流速和電壓下被處理。
實施例1
將25kg氟樂靈廢水倒入收集容器，開啟自吸泵，調節閥門控制通過電解槽的流量為O. 3t/h，打開穩壓直流電源，調節電壓為5V，持續處理廢水8h，結果如下
權利要求
1.一種金剛石膜電極處理氟樂靈農藥廢水的方法，其特征在于首先是將高濃度氟樂靈廢水通過具有金剛石膜電極的電解槽；然后在一定流速下施加電壓；最后在一定電壓下持續處理廢水一段時間。
2.如權利要求1所述的金剛石膜電極處理氟樂靈農藥廢水的方法，其特征在于按照以下順序的操作步驟完成金剛石膜電極處理氟樂靈農藥廢水的方法的步驟一，將一定量的氟樂靈廢水倒入收集容器；步驟二，開啟自吸泵，調節進出水閥門，使氟樂靈廢水以一定流量通過電解槽；步驟三，調節電解槽電壓，并穩定在一定電壓下持續處理氟樂靈廢水一段時間。
3.如權利要求2所述的金剛石膜電極處理氟樂靈農藥廢水的方法，其特征在于步驟二中所述一定流量，是指氟樂靈廢水通過電解槽的流量為O. 3t/h 2t/h。
4.如權利要求2所述的金剛石膜電極處理氟樂靈農藥廢水的方法，其特征在于步驟三中所述一定電壓，是指金剛石膜電極的電壓控制在5V 7V。
5.如權利要求2所述的金剛石膜電極處理氟樂靈農藥廢水的方法，其特征在于步驟三中所述一段時間，是指電解處理時間控制在Ih 8h。
全文摘要
本發明公開了一種金剛石膜電極處理氟樂靈農藥廢水的方法，首先是將高濃度氟樂靈廢水通過具有金剛石膜電極的電解槽；然后在一定流速下施加電壓；最后在一定電壓下持續處理廢水一段時間。金剛石膜電極具有極好的耐酸堿、抗腐蝕的特性，電勢窗口寬、背景電流小，各種性能大大優于傳統的玻璃碳、石墨、貴金屬及其它形式的電極。本發明使用金剛石膜電極處理氟樂靈生產中產生的高鹽高COD廢水，結果表明在一定的流速、電壓和時間范圍內，氟樂靈農藥廢水COD去除率達到95%以上，廢水中二硝則被完全去除，廢水表觀無色無臭，金剛石膜電極非常適合用來處理氟樂靈生產中產生高鹽高COD廢水。
文檔編號C02F1/461GK103058329SQ201210514000
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月4日 優先權日2012年12月4日
發明者李志凌, 殷鳳山, 王洪雷, 單永祥, 王波, 卞晨陽 申請人:江蘇豐山集團有限公司