本发明专利技术涉及环境污水处理领域，特别涉及一种利用辉光放电协同处理含有As(III)、Cr(VI)废水的方法及其装置。将等离子体技术应用于含有As(III)、Cr(VI)废水的处理体系，利用辉光放电体系协同、高效地将As(III)、Cr(VI)转化为毒性更小的As(V)、Cr(III)，相对于处理含有其中一种有害物质的废水效果来说，本发明专利技术同时处理含有As(III)、Cr(VI)两种物质的废水的效果更好，不需任何化学试剂。而且所需设备简单，操作方便，成本也较低，便于推广使用。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及环境污水处理领域，特别涉及一种利用辉光放电协同处理含有As(III)、Cr(VI)废水的方法及其装置。将等离子体技术应用于含有As(III)、Cr(VI)废水的处理体系，利用辉光放电体系协同、高效地将As(III)、Cr(VI)转化为毒性更小的As(V)、Cr(III)，相对于处理含有其中一种有害物质的废水效果来说，本专利技术同时处理含有As(III)、Cr(VI)两种物质的废水的效果更好，不需任何化学试剂。而且所需设备简单，操作方便，成本也较低，便于推广使用。【专利说明】利用辉光放电协同处理含有As (I I I)、Cr (VI)废水的方法及其装置
本专利技术涉及环境污水处理领域，特别涉及一种利用辉光放电协同处理含有As (III)、Cr (VI)废水的方法及其装置。
技术介绍
随着工业技术的迅速发展，废水中含有的有害物质种类繁多，除了传统的有机污染物外，还含有大量的有毒无机离子，比如Cr (VI)、As (III)。砷化物在采矿、冶炼、玻璃制造、农药和木材防腐剂等生产领域得到广泛应用的同时，致使相当数量的砷化合物进入环境，并通过化学过程和生物转化效应以不同形态存在于水体、土壤、植物、动物、海洋生物和人体内，并且在各砷化物之间形成循环。不同形态和价态的砷，理化性质不同，毒性也各异，如亚砷酸的毒性是砷酸的2.5-60倍，有机砷化合物又比无机砷化合物的毒性大。砷不是人体的必需元素 ，砷中毒也可分为急性和慢性两种。急性砷中毒多因食用被砷污染的食物、饮水或误服含砷农药造成。慢性砷中毒多为环境污染和自然界的砷释放，比急性砷中毒普遍。长期摄入低剂量砷，经过十几年甚至几十年的体内蓄积才发病。砷中毒主要表现为神经损伤，产生末梢神经炎症等。美国环保局(USEPA)宣布，从2006年开始饮用水中法定允许的砷的最高浓度将从0.05mg/L降低到0.01mg/L。我国饮用水标准GB5749-85中规定砷的最高允许浓度是0.05mg/L,2006年卫生部政法司在《生活饮用水卫生标准》(报批稿)中规定水质中砷的限值为0.01mg/Lo对于含砷废水中砷的处理方法主要有化学法、物化法和微生物法。混凝法是水体除砷较常用的一种方法，该方法主要是利用混凝剂强大的吸附作用吸附砷，然后通过过滤或用滤膜除去水中的砷。实验结果表明，铁盐对砷的去除效率明显高于铝盐。铁盐是最经济、最有效的沉淀剂。同样，吸附法是一种简单易行的废水处理技术，具有高效、简便和选择性好等优点，特别是对低浓度、污染性强，其它方法难以有效处理的含砷废水具有独特的应用价值。但是As(III)不但毒性大，而且在生态环境中移动性强，难以被固定。而As(V)的毒性相对较小，并且易被吸附，得以高效去除。在混凝法和吸附除砷的实验以及实际应用过程中，人们发现对As(V)的去除效果明显高于As(III)。所以，在除砷过程中常对所处理的废水进行预氧化，即把As (III)先氧化成As (V)，然后再进行去除。常用的氧化剂主要有漂白粉、双氧水、氯气、臭氧和二氧化锰等。但该方法需要投加大量的沉淀剂，产生大量的含砷废渣也会造成二次污染，因此使该方法的应用受到限制。铬是环境中常见的重金属之一，天然水体中很少含有铬，水体和土壤的重金属铬污染主要来自采矿、电镀、冶金、染料、制革、木材防护等生产过程含铬废水和废渣的随意排放。铬化合物在环境中主要有Cr (III)和Cr(VI)两种存在形式，若受到环境中温度、pH值、有机物等因素的影响，水体中的Cr(III)和Cr (VI)可以相互转化，其中Cr (VI)的生物毒性比Cr (III)毒性高100倍，是国际公认的3种致癌金属物之一，水中Cr (VI)含量大于0.5mg/L将危害人体健康。Cr(VI)在土壤和水溶液中容易迁移，它可通过大气、饮水、食物或接触侵入人体，引起皮肤糜烂、呼吸道感染、肝功能损伤甚至肺癌。目前，国内外治理铬污染的方法较多，主要有化学处理法、离子交换法、电解法、吸附处理法、液膜分离法、生物化学法、超临界处理法、离子浮选法几种。但是这些方法效率较慢或者需要添加大量的化学试剂，因此成本高，且易造成二次污染。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中的不足，提供一种利用辉光放电协同处理含有As (III)、Cr(VI)废水的方法及其装置。一种等离子体技术应用于含有As (III)、Cr (VI)废水的处理体系，利用辉光放电体系协同、高效地将As (III)、Cr (VI)转化为毒性更小的As (V)、Cr (III)，相对于处理含有一种有害物质的废水效果来说，本专利技术同时处理含有As (III)、Cr (VI)的废水的效果更好。本专利技术的技术方案是: 一种利用辉光放电协同处理含有As (III)、Cr (VI)废水的方法:包括以下步骤: (I)将待处理的含有Cr(VI)、As (III)废水溶液调节pH值和电导率值导入到电极辉光放电水处理装置； (2 )在大气氛围或者 惰性气体下进行辉光放电，接通直流电源进行放电处理；放电处理后溶液中Cr(VI)还原、As (III)氧化，实现对有毒离子的处理。在以上方案的基础上，所述步骤(1)中将含有Cr(VI)、As (III)废水溶液pH值调节为2-7，电导率调整到4-7 mS/cm。所述的步骤(1)中对于pH的调节，可根据两种有害离子的浓度大小、处理要求选择不同的pH，pH值越小越有利于Cr (VI)的处理，pH值越大越有利于As (III)的处理。在以上方案的基础上，所述的步骤(2)中放电处理过程中进行搅拌，搅拌速率为2-3转/s，放电处理时间为10-20分钟。在以上方案的基础上，所述步骤(2)中的直流电源的电压为480-1000V，电流为80_500mAo本专利技术还公开了一种上述方法中采用的电极辉光放电水处理装置，包括碳棒阴极、不锈钢针状阳极、玻璃反应器、玻璃管，所述碳棒阴极和玻璃管分别设置在所述的玻璃反应器上盖上；所述玻璃反应器外围设置冷肼夹层，所述冷肼夹层上设置冷却入水口和冷却出水口 ；所述玻璃管的底部用石英砂芯密封，所述不锈钢针状阳极置于所述的玻璃管内。在以上方案的基础上，所述的不锈钢针状阳极的数量为1-6根。在以上方案的基础上，所述的玻璃反应器内设置搅拌磁子。接触辉光放电电解过程中，等离子体的产生如下:高压直流电源加到玻璃反应器的两极，发生电解，在电极间产生较高电流。由于焦耳热的作用，不锈钢针状阳极周围的溶剂迅速汽化，电阻迅速增加，由于此时电解液的电阻并未发生明显的变化，所以电压几乎全部加在不锈钢针状阳极周围的气体之上。由于不锈钢针状阳极的曲率半径非常小，从而产生辉光放电等离子体。本专利技术的有益效果是: (I)辉光放电电解等离子体属非平衡等离子体，是一种新型的产生等离子体的电化学方法。辉光放电电解最显著的特征是非法拉第性，放电过程中可以产生大量的羟基自由基和过氧化氢等物质，同时产生宽波长的紫外光。其中水合电子、氢原子以及过氧化氢等还原性物质可有效的将Cr (VI)转化为Cr (III)，而生成的羟基自由基可有效的将As (III)氧化为As(V)。在辉光放电过程中，铬离子转化的过程产物可将过氧化氢转化为羟基自由基，可促进As(III)的氧化。此外，由于As(III)的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用辉光放电协同处理含有As(III)、Cr(VI)废水的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将待处理的含有Cr(VI)、As (III)废水溶液调节pH值和电导率值导入到电极辉光放电水处理装置；（2）在大气氛围或者惰性气体下进行辉光放电，接通直流电源进行放电处理；放电处理后溶液中Cr(VI)还原、As(III)氧化，实现对有毒离子的处理。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑经堂，江波，胡平，谭明慧，吴明铂，吴文婷，薛庆忠，郭建波，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37
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