CN102442717A

CN102442717A - 电催化氧化法处理水中藻类的方法及装置

Info

Publication number: CN102442717A
Application number: CN2011103043151A
Authority: CN
Inventors: 罗逸; 罗烈明
Original assignee: FUJIAN FANGMING ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: Fujian Fangming Environmental Technology Co., Ltd.
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2031-09-30
Also published as: CN102442717B

Abstract

本发明公开了一种电催化氧化法处理水中藻类的方法及装置，该方法包括：步骤10，设置在水中的阴阳极接通电源，使阴阳极发生电催化氧化，其中：阴阳极之间的微观电击直接杀死水中藻类袍子，阳极表面产生羟基自由基·OH、O₂，阴极表面产生H₂、H₂O₂；步骤20，H₂气泡粘附水体中的藻类并浮出水面并与气泡一起形成泡状藻泥；步骤30，清理泡状藻泥。它具有如下优点：阴极产生大量氢气，因氢气气泡极小且量大，起到极佳的气漂作用，能将水体中的藻类粘附并浮出水面并与气泡一起形成泡状藻泥，使细小藻类变得较为容易清理；阳阴极之间的微观电击，直接杀死水中藻类袍子，使处理过水体藻类不再繁殖；处于藻类的方法高效、低成本、友好环境。

Description

电催化氧化法处理水中藻类的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种电催化氧化法处理水中藻类的方法及装置。

背景技术

水中藻类的处理是水处理技术中的难题，水中藻类能造成如下问题：1、水中因藻类的生长而使水体处于缺氧状态，因缺氧而使水生动物死亡；2、因藻类的死亡而致使水中有机物含量上升，水体底层因缺氧、厌氧菌大量繁殖并分解水中有机物，从而导致水体发臭，严重影响了水体水质；3、因水体富营养化而滋生的藻类(主要是蓝藻)，蓝藻死亡所产生的毒素还会残留在水体中，很难处理，会导致流域水质的恶劣影响，威胁下游饮水安全，所以处理水体中藻类是水处理的重要环节。

传统的水体藻类处理方法，是以打捞为主的，这种方法可以采用人工和机械作业，以过滤方式将水体中的藻类滤出，然后再行处理滤出的藻类。此法存在有三大缺点：一是细小的藻类很难过滤；二是无论采用人工还是采用机械作业，效率都低下；三是治标不治本，水体的富营养化使藻类(蓝藻)不断滋生，层出不穷，只能是在极短时间内去除藻类，而未能从根本上解决蓝藻难题。

发明内容

本发明提供了电催化氧化法处理水中藻类的方法及装置，其克服了背景技术中藻类处理所存在的不足。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之一是：

电催化氧化法处理水中藻类的方法，它包括：

步骤10，设置在水中的阴阳极接通电源，使阴阳极发生电催化氧化，其中：阴阳极之间的微观电击直接杀死水中藻类袍子，阳极表面产生羟基自由基.OH、O₂，阴极表面产生H₂、H₂O₂；

步骤20，H₂气泡粘附水体中的藻类并浮出水面并与气泡一起形成泡状藻泥；

步骤30，清理泡状藻泥。

一较佳实施例之中：所述步骤20中，羟基自由基.OH、H₂O₂具有强氧化性，强氧化性对水中的有机物进行强氧化反应并将其降解为CO₂和H₂O；O₂部分溶解于水体中，使水体中呈富氧态，使厌氧菌死亡，使水生动物植物生长，降低水中的有机物和氨氮、磷。

一较佳实施例之中：它还包括：

步骤0，过滤水中的粗颗粒杂物。

一较佳实施例之中：它还包括：

步骤30，将泡状藻泥送至藻泥处理装置，处理藻泥。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之二是：

电催化氧化法处理水中藻类的装置，它包括：

一电催化氧化器，它包括腔体、插入腔体的阴阳极和电源，所述电源电接阴阳极，阴阳极接通电源发生电催化氧化，阴阳极之间的微观电击直接杀死水中藻类袍子，阳极表面产生羟基自由基.OH、O₂，阴极表面产生H₂、H₂O₂；及

一藻泥排出管道，它一端接通腔体；

其中：H₂气泡粘附水体中的藻类并浮出水面并与气泡一起形成泡状藻泥，电催化氧化产生的气体推排泡状藻泥使藻泥通过藻泥排出管道排出。

一较佳实施例之中：它还包括：

一吸水泵，它将水抽送至腔体。

一较佳实施例之中：它包括一开口朝上的腔壁和一盖接在腔壁的上盖，所述腔壁内形成腔体，所述腔壁设一进水口和一出水口，所述上盖设一排出口，所述藻泥排出管道一端接通排出口。

一较佳实施例之中：所述阴阳极都装接在上盖，且具有伸出上盖的导电排，所述电源电接导电排。

一较佳实施例之中：所述阴极采用钛板或钛网制作；所述阳极采用DSA电极。

一较佳实施例之中：所述阴阳极的电极间隙为0.5-3毫米；所述阴阳极的电极宽度为15-35毫米。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1、阴极产生大量氢气，因氢气气泡极小且量大，起到极佳的气漂作用，能将水体中的藻类粘附并浮出水面并与气泡一起形成泡状藻泥，使细小藻类变得较为容易清理；阳阴极之间的微观电击，直接杀死水中藻类袍子，使处理过水体藻类不再繁殖；处于藻类的方法高效、低成本、友好环境。

2、羟基自由基.OH具有强氧化性，强氧化性对水中的有机物等有害物进行强氧化反应，并将其降解为CO₂和H₂O；H₂O₂也是较强的氧化性，也参与了水中有机物的氧化作用；O₂部分溶解于水体中，相当于给水中增氧，使水体中呈富氧态，使水体中厌氧菌因富氧而死亡，使水体不易发臭，而水生动物植物也因富氧而生长，从而进一步降低水中的有机物和氨氮、磷等有害物。

3、电催化氧化产生的气体推排泡状藻泥使藻泥通过藻泥排出管道排出，处理方便，成本低；

4、阴极采用钛板或钛网制作，阳极采用DSA电极，电催化氧化效果好；

5、阴阳极的电极间隙为0.5-3毫米，阴阳极的电极宽度为15-35毫米，电催化氧化效果，能耗低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1绘示了一较佳实施例的电催化氧化法处理水中藻类的装置的示意图。

具体实施方式

电催化氧化法处理水中藻类的方法，它包括：

步骤0，过滤水中的粗颗粒杂物，避免粗颗粒杂物堵塞电催化氧化器；

步骤20，H₂气泡粘附水体中的藻类并浮出水面并与气泡一起形成泡状藻泥；羟基自由基.OH、H₂O₂具有强氧化性，强氧化性对水中的有机物进行强氧化反应并将其降解为CO₂和H₂O；O₂部分溶解于水体中，使水体中呈富氧态，使厌氧菌死亡，使水生动物植物生长，降低水中的有机物和氨氮、磷；

步骤30，电催化氧化产生的气体(O₂CO₂H₂等)推排泡状藻泥使藻泥自动送至藻泥处理装置清理泡状藻泥。

本方法中，通过在电极间联接上直流电源后，电极的水中发生催化氧化反应，在阳极(+极)表面产生氧化性极强的羟基自由基.OH、O₂，在阴极(-极)表面产生H₂、H₂O₂，在阳极阴极的同时作用下产生了以下五种反应：

一是阳极表面羟基自由基(.OH)的强氧化性，强氧化性对水中的有机物等有害物进行强氧化反应，而将其降解为CO₂和H₂O。

二是阳极产生的氧气，部分溶解于水体中，相当于给水中增氧，使水体中呈富氧态，水体中厌氧菌因富氧而死亡，使水体不易发臭，而水生动物植物也因富氧而生长，从而进一步降低水中的有机物和氨氮、磷等有害物。

三是阴极表面产生的少量H₂O₂(过氧化氢)也是较强的氧化性，也参与了水中有机物的氧化作用。

四是阴极产生大量氢气，因其气泡极小且量大，起到了极佳的气漂作用，将水体中的蓝藻粘附并浮出水面并与气泡一起形成泡状藻泥，使细小藻类变得较为容易清理。

五是阳极阴极间的微观电击作用，直接杀死水中藻类袍子，使处理过水体藻类不再繁殖。

经过以上五种作用，含藻类水体经过电催化氧化处理后，水体可自然澄清；水体臭味(由腐坏物产生的H₂S(硫化氢)气体和因厌氧菌滋生而分解有机物而发生的腐味气体)消失；对水生动植物生长更加有利。

请查阅图1，电催化氧化法处理水中藻类的装置，它包括一电催化氧化器10、一藻泥排出管道20、一藻泥处理装置30和一吸水泵40。

所述电催化氧化器10，它包括一开口朝上的腔壁11和一密封盖接在腔壁11的上盖12。所述腔壁12内形成腔体13，所述腔体13用以盛装含藻类的水(预处理的水)。而且，所述腔壁12设一接通腔体13的进水口14和一接通腔体13的出水口15，所述上盖12设一排出口16。最好，所述进水口14和出水口15分设腔体13之二侧，所述进水口14位于中下部，所述出水口15位于中上部，低于排出口16，高于进水口14。本实施例之中，所述腔壁11包括一外壳和一装设在外壳内的内胆，最好，所述外壳由钢或其它金属或金属合金制成，所述内胆由耐腐蚀塑料制成。

所述电催化氧化器10，还包括插入腔体13的阴极17和阳极18、电源19和控制器。本实施例之中，所述阴阳极17、18都装接在上盖12，且具有伸出上盖12的导电排，所述电源19通过控制器接通导电排。本实施例之中，所述电源19提供交流电，所述控制器用于将交流电变成直流电，用于通断控制；或者，所述电源19提供直流电，所述控制器用于控制通断。

根据需要，还可在上盖12设开口，开口可用观察和冲洗电极组，通入空气。根据需要，腔壁11底部开有可以排除冲洗电极组产生的污物的口，并设有阀门。

所述吸水泵40，它一端设粗滤网50，另一端接通腔体13的进水口14以将水抽送至腔体13内。所述出水管道60一端接通腔体13的出水口15。所述藻泥排出管道20一端接通腔体13的排出口16，所述藻泥处理装置30接通藻泥排出管道20另一端。

本实施例之中，所述电源19通过控制器连接阴阳极17、18，阴阳极17、18接通电源发生电催化氧化：阴阳极17、18之间的微观电击直接杀死水中藻类袍子；阳极18表面产生羟基自由基.OH、O₂，阴极17表面产生H₂、H₂O₂；羟基自由基.OH、H₂O₂具有强氧化性，强氧化性对水中的有机物进行强氧化反应并将其降解为CO₂和H₂O；O₂部分溶解于水体中，使水体中呈富氧态，使厌氧菌死亡，使水生动物植物生长，降低水中的有机物和氨氮、磷；H₂气泡粘附水体中的藻类并浮出水面并与气泡一起形成泡状藻泥；电催化氧化产生的气体推排泡状藻泥使藻泥通过藻泥排出管道20被送至藻泥处理装置30。

最好：所述阴极17采用钛板或钛网制作，当并不以此为限，根据需要也可采用不锈钢或镍制作但其耐用性较差；所述阳极18采用DSA电极(钛基氧化物涂层电极---钛基且外涂钌、铱、

锡、钽、铬、锑或锰氧化物的电极，或者，钛基掺锑二氧化锑陶瓷电极；或者，人造掺硼金刚石膜电极)；采用上述电极，催化氧化效果好，去藻效果好。

最好，所述阴阳极17、18电极间隙S，0.5毫米＜S≤3毫米，则催化氧化效果好、还能防堵塞，最佳实例取0.75毫米、1.0毫米、1.5毫米和2.0毫米。最好，所述电极形状选板状或网状，选网状催化氧化效果更佳。所述电极规格尺寸长度不限(根据反应器横向宽度设置，最好尺寸略小可放入为准)，最好，宽度小于等于200毫米大于5毫米，最佳实施例取宽度10毫米、15毫米、20毫米、25毫米、30毫米、40毫米或50毫米。采用这种特殊宽度是为了防止电极在较短时间内被藻类堵死，而且在冲洗恢复电极间隙时能节省水量和冲洗时间，即这些适当的宽度，才能保证装置在一定时间内可以不用清洗，以节约水和人力成本，既要使电极间隙尽量小以降低电极间电压电耗，又要设计电极最佳宽度以避免藻类堵塞电极组，本实施例最佳宽度为15-35毫米之间。

本实施例之中，所述多个阴极可组成电极组，多个阳极可组成电极组。根据需要，可设多个催化反应器。

所述藻泥处理装置例如：一、包括一容器31和一藻泥固液分离装置，所述分离装置例如采用过滤装置或离心装置；或者，二、藻泥压缩装置。

另一较佳实施例之中，它与上一较佳实施例不同之处在于：所述电催化氧化法处理水中藻类的装置，它包括一电催化氧化器10和一吸水泵40。电催化氧化器10产生的泡状藻泥，直接排入水体中，较长时间后沉入水底，增加水体底部的污泥量，如果不影响水体的场合可用此例。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims

1.电催化氧化法处理水中藻类的方法，其特征在于：它包括：

步骤30，清理泡状藻泥。

2.根据权利要求1所述的电催化氧化法处理水中藻类的方法，其特征在于：所述步骤20中，羟基自由基.OH、H₂O₂具有强氧化性，强氧化性对水中的有机物进行强氧化反应并将其降解为CO₂和H₂O；O₂部分溶解于水体中，使水体中呈富氧态，使厌氧菌死亡，使水生动物植物生长，降低水中的有机物和氨氮、磷。

3.根据权利要求1或2所述的电催化氧化法处理水中藻类的方法，其特征在于：它还包括：

步骤0，过滤水中的粗颗粒杂物。

4.根据权利要求1或2所述的电催化氧化法处理水中藻类的方法，其特征在于：它还包括：

步骤30，将泡状藻泥送至藻泥处理装置，处理藻泥。

5.电催化氧化法处理水中藻类的装置，其特征在于：它包括：

一藻泥排出管道，它一端接通腔体；

6.根据清理要求5所述的电催化氧化法处理水中藻类的装置，其特征在于：它还包括：

一吸水泵，它将水抽送至腔体。

7.根据清理要求5所述的电催化氧化法处理水中藻类的装置，其特征在于：它包括一开口朝上的腔壁和一盖接在腔壁的上盖，所述腔壁内形成腔体，所述腔壁设一进水口和一出水口，所述上盖设一排出口，所述藻泥排出管道一端接通排出口。

8.根据清理要求7所述的电催化氧化法处理水中藻类的装置，其特征在于：所述阴阳极都装接在上盖，且具有伸出上盖的导电排，所述电源电接导电排。

9.根据清理要求5所述的电催化氧化法处理水中藻类的装置，其特征在于：所述阴极采用钛板或钛网制作；所述阳极采用DSA电极。

10.根据清理要求5所述的电催化氧化法处理水中藻类的装置，其特征在于：所述阴阳极的电极间隙为0.5-3毫米；所述阴阳极的电极宽度为15-35毫米。