内电解工艺论文

内电解工艺论文（共5篇）

内电解工艺论文 篇1

宁波某精细化工厂排放的染料废水具有组成复杂, 有机物种类多、浓度高、含盐度高、色度深、毒性大的特点[1], 并且企业为间歇生产, 水质、水量波动大。厂内现有处理装置采用“中和—Fenton试剂氧化—混凝沉淀—活性污泥法”的工艺路线, 投药量大, 出水难以达到化工园区污水处理厂纳污要求 (COD≤1000mg/L) 。结合现有构筑物的平面布局及工艺特点, 对现有工艺进行改造升级, 拟在调节池后端新增一套内电解装置, 达到提高废水的可生化性和降低加药量的目的, 本文对内电解装置处理该染料废水进行了中试研究。

1 试验

1.1 中试材料

废水:取自现有处理装置的调节池, 水质见下表1。

铁屑:取自机械加工厂, 放入装置前先将其除油, 酸洗。

1.2 中试流程

催化内电解法以单质金属铁为阳极, 在阴极金属的催化下构成原电池, 通过电化学作用, 还原水中难降解有机物, 提高其可生化性, 同时形成铁离子还产生混凝作用, 强化了后续好氧处理过程中活性污泥的沉降性能和生物膜的挂膜性能。

中试时, 来自于调节池的废水贮存于废水箱, 通过计量泵提升至内电解反应装置, 该装置装填有一定比例的铁刨花和铜网, 控制一定的运行参数, 测量装置出水COD情况。

1.3 主要分析方法

COD:标准重铬酸钾法

p H:p HS-2C精密酸度计

2 结果与讨论

中试试验的主要影响因素为p H, 停留时间HRT, 回流比。因为厂内生产废水具有极强的酸性, 为了降低中和药剂投加量和设备腐蚀程度, 首先必须控制好废水的酸碱度;其次, 停留时间决定了新增设备的规模及造价, 直接影响改造工程量, 因此也是关键因素之一;最后回流比增加流体的湍流程度, 有利于各类反应的进行, 提高出水效果。

2.1 进水p H的确定

在停留时间为3h, 回流比100%的情况下, p H在1.5~6.5之间变化, 试验结果见图1。

从图1中可以看出, p H值越大, COD去除率越小, 这是由于p H值变小, 阳极反应生成大量的Fe2+进入废水, 进而氧化成Fe3+, 形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂。阴极反应产生大量新生态的[H]和[O], 在偏酸性的条件下, 这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应, 使有机大分子发生断链降解, 从而消除了有机物尤其是印染废水的色度, 提高了废水的可生化度, 且阴极反应消耗了大量的H+生成了大量的OH-, 这使得废水的p H值也有所提高。考虑到出水p H对后续生化阶段的影响等因素, 内电解反应p H值宜控制在4~5之间。

2.2 停留时间的确定

通过改变计量泵的流量量来控制内电解装置的停留时间, 分析装置进出水的COD值变化情况。图2为停留时间与COD去除率的关系。

由图2可以看出, 随停留时间的增加, 反应的深入, COD及色度的去除率都随之增大。COD去除率增幅变缓, 后期还有下降的趋势, 亚铁离子析出过多导致出水COD测定值升高。考虑工程改造费用, 内电解停留时间宜为4h。

2.3 回流比的确定

选择试验条件为, 进水p H值为4.2, 停留时间为4h, 装置COD去除率随不同回流比的变化见图3.

从图中可以看出, 内回流增加溶液湍流程度, 有利于增加介质的接触程度, 防止填料钝化有很好的效果, 随着回流比的增大, COD去除率增加, 但当回流比r为100%时, 去除率增加不多, 动力消耗增大, 因此, 回流比r宜为100%。

2.4 内电解和芬顿试剂的耦合作用

内电解催化还原预处理过程中, Fe直接发生氧化还原反应, 被氧化成Fe2+, 与加入溶液的双氧水形成芬顿试剂, 进一步氧化难降解的有机物[2]。经过内电解预处理后的废水一方面降低了亚铁离子的加入量, 另一方面也减少了双氧水的投加量。

进一步优化试验的结果表明, 内电解催化装置出水再添加少许芬顿氧化, 最适的反应条件为p H为4左右、投加氧化剂H2O2的浓度范围为2~3‰、Fe SO4的投加浓度范围为0.5~1‰、芬顿试剂氧化的最适时间为3h。

3 结论

(1) 根据现场染料废水的结构和性质, 内电解法处理该类废水的工艺控制参数宜为p H在4~5, HRT=4h, r=100%, 在此条件下, COD去除率可达53.5%, 能有效去除色度, 降低后续生化负荷后, 节省药剂量和稀释水量, 出水可达到化工园区污水厂的纳污要求。

(2) 调节池需要有足够的容积, 适应间歇生产带来的水质水量波动, 减少对后续工艺设备的冲击, 保证系统运行稳定。

(3) 内电解反应装置出水投加双氧水形成芬顿试剂, 可强化处理效果, 具体工艺参数有待于进一步深入研究。

(4) 改造工艺技术上可行, 改造土建工程量小, 易于与原处理系统有机结合, 运行灵活。

参考文献

[1]陈婵维等.染料废水处理技术进展[J].环境保护与循环经济, 2010, 3.

[2]林红岩等.芬顿试剂在废水处理中的应用[J].化工科技市场, 2009, 10.

内电解工艺论文 篇2

摘要：在确定内电解-Fenton 氧化工艺的基础上,对该工艺在含硝基苯、苯胺类化工废水处理中的应用方法进行了说明,并通过小试和中试取得设计参数,根据水质特点设计了内电解和Fenton反应器的构造.作 者：石晓东 尹福成 SHI Xiao-dong YIN Fu-cheng 作者单位：石晓东,SHI Xiao-dong(察哈尔右翼前旗水务局,内蒙古察哈尔右翼前旗,012200)

尹福成,YIN Fu-cheng(河北万圣环保科技集团有限公司,河北沧州,061000)

高锑铅电解工艺实践 篇3

1 高锑铅电解精炼对指标的影响

1.1 铅电解精炼可认为是如下的电池系统

在电极上的主要反应为 (如表1) :

阳极上:Pb-2e=Pb2+ (氧化反应, 铅进入电解液) 。

阴极上:Pb2++2e=Pb (还原反应, 铅离子在电极上析出) 。

电解精炼的过程就是利用阳极中不同元素的溶解或在阴极析出难易程度的差异来提纯金属, 在实际的铅电解生产过程中, 铅阳极中所含杂质的行为比较复杂, 一类杂质如Zn、Fe、Cd、Co、Ni等电极电位较铅负的金属能与铅一道溶解进入电解液, 但在正常情况下铅会优先析出, 杂质则难以在阴极上放电析出;另一类杂质Sb、Bi、As、Cu、Ag、Au等电极电位较铅正的金属很少进入电解液而残留在阳极泥中;还有一类电位与铅相近的金属Sn能与铅一道从阳极溶解并在阴极析出, 影响析出铅的质量, 需要在后续工序中进一步除去。

1.2 集中处理高锑物料所生产的粗铅质量状况如下 (如表2)

针对这批高锑粗铅的质量状况, 我们认为在实际的电解生产过程中, 可能对生产造成的影响有以下几种。

(1) 对析出铅质量的影响: (1) 溶液中铅离子浓度的太低时会影响析出铅的结晶质量, 并且生成海绵状的阴极沉积物而导致析出铅质量的降低, 同时又增加了杂质元素在阴极上的析出几率。 (2) 由于粗铅中的杂质含量比较高, 会大幅度增加阳极泥的产量, 部分阳极泥掉入电解液后会使电解液污染而变得浑浊, 造成析出铅结晶不好质量变坏。过量的杂质进入阳极铅后, 将严重影响着阳极泥的物理性质, 另一方面还会降低析出铅质量。

(2) 对电效、对电耗的影响: (1) 根据工厂实践, 降低槽电压对减少电能消耗, 提高电流效率, 保证析出铅的质量都~是十分重要的, 而降低槽电压必须要降低电解系统的电阻, 系统的电阻由导体电阻、接触点的电阻、电解液电阻、泥层与浓差极化电阻组成。含杂较高的阳极铅在电解过程中产生大量的阳极泥, 势必造成泥层与极化的电阻加大, 显著增加电能消耗。 (2) 高锑铅电解精炼中, 电流密度的选择既要考虑阳极溶解过程的正常进行, 也应考虑阴极过程的正常运行, 如果按照正常铅电解时所采用的高电流密度, 不仅会造成较正电性杂质金属从阳极上的溶解, 并在阴极上析, 严重时会引起阴极结晶恶化, 短路增多, 电效也随之降低。

(3) 对锑直收率的影响:工业实践证明当电解液中的Sb>0.2g/L, 阴极含锑随电解液中的锑量增加而成正比地增加。这样一方面给析出铅质量造成影响, 还影响了锑的回收。

2 高锑铅电解精炼过程控制:

在初步火法精炼装锅时, 我们对该批粗铅进行了选择性搭配, 考虑到部分粗铅含锑>5%, 最高的粗铅含锑达到了8.63%为使阳极铅含锑控制在合理水平, 我们有针对性的将含锑较低的粗铅与锑高的粗铅搭配进行调锑作业, 并通过计算搭入残极铅, 使生产出来的阳极板含锑控制在5%以下水平。同时, 在火法精炼过程中, 还进行了除杂作业, 一部分杂质进入到锑铜浮渣中得到了有效脱除。

为确保电解作业的顺利进行, 稳定析出铅的质量, 我们选择了低电流密度作业电解工艺条件控制如下:电流密度150A/m2, 电流强度5000A, 电解液成份H+80~1 0 0 g/L, ΣH+1 4 5~1 6 0 g/L, P b 2+1 1 5~140g/L, 电解液温度40℃~45℃。在实际生产中, 我们有意提高了电解液中游离硅氟酸的浓度, 同时对电解液中的铅离子浓度进行了适时监控, 随着电解作业的进行Pb2+浓度贫化趋势逐渐加大, 通过合理补加黄丹粉, 使Pb2+浓度基本处于受控状态, 电解槽压也稳定在0.4V~0.5V的水平。

减少高锑粗铅生产过程阳极泥产率过大对电解液的污染, 一方面我们加大了电解液循环流量的控制, 加强对电解液的过滤处理, 除去其中的悬浮污染物和部分胶质;同时缩短了掏槽的周期, 将沉积在槽底的阳极泥及时清理出系统。

3 高锑铅生产指标情况

经过一个月的生产实践, 共处理高锑粗铅600t, 生产过程基本保持了稳定, 主要技术指标达到了正常水平。因此, 只要加强槽面管理, 提高电调操作技能, 高锑铅的电解电流效率能稳定在90%以上。从生产情况来看, 阳极泥产出率达到了5.45%, 残极上阳极泥板结严重, 洗刷比较困难。阳极泥含锑随着粗铅含锑的增加而升高, 但达到65%左右不再显著变化, 阳极泥含锑与粗铅锑含量不存在线形关系。阳极泥含铅控制在≤15%, 意味着锑阳极泥含铅比正常粗铅生产时的阳极泥含铅 (≤17%) 还要低。

4 结语

本次高锑粗铅中含锑量为27.4t, 电解生产锑的金属回收率为97.5%, 但锑直收率只有63.34%, 生产过程中损失了0.671t, 撇开计量、取样、化验偏差因素外, 主要损失原因有二处: (1) 由于阳极泥洗涤系统为新建设施, 搅拌桶、甩干机、残极槽等工艺设施都会不同程度粘附阳极泥, 再加上电解生产时间不长, 锑总量投入不多, 造成机械损失比重偏大; (2) 停槽时阳极铅含锑是生产期间最高的几天, 残极板洗刷相当困难大部分残极板没有洗刷干净, 表面仍粘附着阳极泥, 导致槽存残极铅夹带的阳极泥无法计量, 只有列为损失。但通过加强工艺操作, 如尽量降低锑铜浮渣机械夹带的金属铅, 降低阳极浮渣率, 将残极板洗刷干净避免阳极泥进入阳极锅等技术措施, 锑直收率可以达到70%左右。

参考文献

内电解工艺论文 篇4

化工废水因含有难降解和对生物有抑制性的物质而较难处理,为此以某工业区的化工废水为研究对象,考察了催化铁内电解/悬浮填料生物膜法的`处理效果,并同现有工艺进行比较.结果表明,催化铁内电解可提高废水的可生化性,整个工艺对COD、BOD5、NH3-N、色度等的去除效果较现有工艺有明显改善.

作 者：刘剑 马鲁铭 赖世华 作者单位：刘剑,马鲁铭(同济大学,城市污染控制国家工程研究中心,上海,92)

赖世华(华东理工大学,资源与环境工程学院,上海,37)

内电解工艺论文 篇5

1对象与方法

1.1对象

2010年1月至2011年4月我院产后大出血,输注红细胞悬液≥10U和同时输注血浆1000m L以上产妇共32例。年龄24 ~ 41岁,平均31.8岁。平均失血量5730m L,平均输注红细胞15.5U,血小板1.25人份、冷沉淀16U、血浆2056.67m L。血液成分来源 :广西南宁市中心血站采供,血液制品均在有效期内。经同型盐水配血及微柱凝胶法或聚凝胺法配血相合后输注,输注过程无不良反应。

1.2方法

抽取患者输血前、输血中(取多次检测均值)与输血后 ( 停止输血24h内 ) 的静脉血标本,以奥林帕斯贝克曼Au2700全自动生化分析仪进行分析,电极间接法检测电解质,允许误差2.5%。

1.3统计学处理

PEMS 3.1软件包两样品均数及两样本率两两比较,P < 0.05为差异有统计学意义。

2结果

输血前17例为低钙血症,输血中25例发生低钙血症,输血后26例发生低钙血症,输血中血钾平均值低于输血前,差异有统计学意义。其余电解质比较差异无统计学意义,输血前后血清电解质浓度比较见表1。与输血前比较输血中、输血后血清钾浓度(mmol/L)上升病例和下降病例见表2。32例产妇输血中6例正常血钾产妇发生低钾血症,32例产妇中共22例发生血钾下降。6例血钾上升,1例原血钾偏高产妇(5.6mmol/L)输血后血钾为6.3mmol/L,明显高于正常参考值。输血后11例血钾下降,18例血钾上升。

* 与输血前比较 P>0.05。

3讨论

大量输血是抢救产后大出血休克患者不可缺少的手段,但大量输血后可能导致严重的输血不良反应,如低体温、循环系统超负荷、凝血功能障碍、电解质紊乱和酸中毒等并发症。本文主要讨论产后大出血大量输血后对电解质的影响。电解质的功能主要是维持体液渗透压和酸碱平衡 ;维持红细胞静息电位,参与动作电位形成 ;参与新陈代谢和生理功能活动。电解质代谢紊乱,可使全身各器官系统特别是心血管系统、神经系统的生理功能和机体物质代谢发生障碍,严重时可导致死亡[11]。

3.1血钾变化

高钾血症与低钾血症,均为钾代谢紊乱,血清钾浓度高于5.5mmol/L称为高钾血症(hyperkalemia),低于3.5mmol/L称为低钾血症(hypokalemia)[12]。传统认为,短期大量输注库存血可导致血清钾浓度升高,本组输血中、输血后分别有18.75%(6/32)、34.38%(11/32)病例血清钾浓度较输血前高,但上升幅度低,差异无统计学意义。引起血钾升高主要原因[13,14]是由于细胞内钾离子浓度是细胞外的30倍,红细胞制品在经过采集、制备、保存、运输过程中会造成一定数量的红细胞破坏,红细胞内钾离子转移到血液中。另库血在(4±2)℃保存期间,血浆钾离子浓度及酸性产物随保存时间延长而增加。潘晓红等[15,16,17]认为大量输血后发生高钾血症与大量输血无相关性。本组病例输血中、输血后血清钾浓度整体上均较输血前低,以输血中时浓度最低,P<0.05,有统计学意义。本组病例输血中有68.75%(22/32)病例血钾浓度下降、输血后有56.25%(18/32)病例血钾较输血前降低,由此可见大量输血后病人血钾下降较多见。低钾血症或血钾降低与下列因素有关 :(1)血液稀释 :大量输血多同时输入大量液体,血浆使血液明显稀释,因此虽然输入大量高钾库血,一经稀释仍可低于正常值 ;(2) 钾的内转移 :机体的代谢能力很强,当库存血输入体内,血液温度升高,K+Na+ 泵激活,丢失钾的红细胞重新吸钾排钠,血浆中钾离子大量移入红细胞内,因而血钾降低 ;(3) 枸橼酸钠在肝脏代谢 :由于库存血中含有大量抗凝剂枸橼酸盐,其输入人体后在代谢中产生碳酸氢钠,使血液p H值升高,引起代谢性碱中毒,钾离子一方面进入红细胞内以换取氢离子,一方面代替氢离子经肾脏排出,血钾降低 ;(4) 应激性激素的分泌 :机体严重创伤、出血及手术均可导致机体的应激发生反应增强,肾上腺素分泌增多,同时肾素 - 血管紧张素 - 醛固酮系统被激活,醛固酮分泌增加,使肾保钠排钾作用增强,钾随尿液大量排出,本组病例中剖宫产21例、5例次全子宫切除术、2例全宫切除术 ;另发生低血钾可能与病人输血前存在低镁血症有关 :本文输血后6例由正常血钾变为低钾血症的产妇,有5例输血前为低镁血症(浓度< 0.67mmol/L)。低镁血症可干扰甲状旁腺的效应,导致低钙血症,亦引起低钾血症[11]。镁缺失常常引起低钾血症,髓袢升支的钾重吸收有赖于肾小管上皮细胞中的Na+-K+-ATR酶,而这种酶又需Mg2+的激活,缺镁时,可能因为细胞内Mg2+缺失而使此酶失活,因而该处钾重吸收发生障碍而致失钾。

3.2血钙变化

本研究53.13%(17/32)产妇在输血前血钙低于正常参考值(2.03-2.45 mmol/L),即低血钙,输血后有81.25%(26/32)低血钙。本组病例,输血中、输血后,血清钙浓度较输血前下降,但下降幅度不明显,P﹥0.05,可发现低血钙病人有增多趋势,与输血前相比,P < 0.05。这可能是病人在输血前血钙就普遍偏低,输入体内的枸橼酸很快进入三羧酸循环代谢,最终产生碳酸氢钠,加上病人出血性休克,肝脏缺血缺氧,功能进一步降低,输入库血过多引起三羧酸循环超负荷,多余的枸橼酸根离子在体内积存与血中游离钙结合,形成“可溶性络合物”,使血钙降低,另本组病例输血中、输血后血清钾浓度普遍较输血前低,也有相当比例(37.5%)病人有输血前就是低血镁,这也是引起血钙降低的原因。

3.3血镁的改变

本组病例妊高症21例,发生率相对高,妊高症常使血钙血镁降低[18],本组产妇输血前就有37.5%(12/32)血镁低于正常参考值(0.67-1.04mmol/L),输血后有34.38%(11/32)。但经统计学分析本组病例血镁输血前、输血后改变不明显,因此大量输血对血镁影响不大。