CN103708583B - 一种电解氧化废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于环保水处理技术领域，尤其涉及含有难以降解的有机物废水处理技术，包括电解氧化主电极发生器系统、等离子体废气导出处理系统和内循环辅助增效系统，所述电解氧化主电极包括废水进水端盖、废水出水端盖、中心悬置棒状阴极和圆筒型阳极，所述等离子体废气导出处理系统包括废气导出口和脉冲高压等离子体发生器，所述内循环辅助增效系统包括内循环管路和循环泵系统。本发明可以充分利用水中的盐类，通过电解的方式产生强氧化性的自由基氧化水中一切有机物，从而可达成彻底高效处理各种有机废水的目的。

Description

一种电解氧化废水处理系统

技术领域

本发明属于环保水处理技术领域，尤其涉及含有难以降解的有机物废水处理技术。

背景技术

传统工艺在对电子行业尤其电路板生产加工企业所产生的高有机废水进行处理时，必须先酸化，再通过生物降解的方式去除。因原水可生化性差，含有的高浓度有机物很难通过生物降解的方式去除。并且原水中的金属会抑制生物菌的自我生长繁殖，所以去除效果非常差。而且传统的工艺流程长，操作繁杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够处理含有高TDS、极高的COD值、及含生物法难以降解的含盐有机物废水的电解氧化废水处理系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电解氧化废水处理系统，包括电解氧化主电极发生器系统、等离子体废气导出处理系统和内循环辅助增效系统；所述电解氧化主电极发生器系统包括废水进水端盖、废水出水端盖、中心悬置棒状阴极和圆筒型阳极，所述中心悬置棒状阴极通过密封镶嵌在圆筒型阳极两端的废水进水端盖和废水出水端盖上来加以固定和支撑；所述等离子体废气导出处理系统包括废气导出口和脉冲高压等离子体发生器，所述废气导出口开设于呈水平放置的阳极筒的上部，所述脉冲高压等离子体发生器的发生器电极与所述废气导出口相互连接；所述内循环辅助增效系统包括内循环管路和循环泵系统，所述内循环管路和循环泵系统通过在电解氧化废水处理系统的进水口和出水口之间建立一个辅助连接通道、并通过采用循环泵实现废水的内部循环处理，所述棒状阴极为石墨狼牙棒状阴极。

作为上述方案的进一步优化，所述废水进水端盖和废水出水端盖为绝缘材料。

作为上述方案的进一步优化，所述圆筒型阳极为钛或惰性材料。

在本发明一种新型电解氧化废水处理系统中，通过脉冲电流对废水中的溶剂及溶质进行电解产生强氧化性的基团，利用直接氧化和间接氧化的作用，从而可以去除含有高浓度的盐类和有机物混合的废水。

本发明采用的技术原理：

电极氧化机理分为两个部分，即直接氧化和间接氧化。直接氧化作用是指溶液中羟基基团的氧化作用，它是由水通过电化学作用产生的，该基团具有很强的氧化活性，对作用物几乎无选择性。直接氧化的电极反应如下：

2H₂O→2·OH+2H⁺+2e^-

有机物+·OH→CO₂+H₂O

2NH₃+6·OH→N₂↑+6H₂O

2·OH→H₂O+1/2O₂

水中含有高浓度的氯离子时，氯离子在阳极放出电子，形成氯气，进一步在溶液中形成次氯酸根，溶液中的氯气/次氯酸根的氧化作用能有效去除废水中的有机物及氨氮。

这种氧化作用即为间接氧化，反应如下：

阳极：4OH^-→2H₂O+O₂+4e^-

2Cl^-→Cl₂+2e^-

溶液中：Cl₂+H₂O→ClO^-+H⁺+Cl^-

有机物+ClO^-→CO₂+H₂O

以上两种机理的组合作用能够破坏废水中几乎所有的有机杂质成分，从而达到高效清除的目的。

本发明一种电解氧化废水处理系统的有益效果主要表现为：充分利用水中的盐类，通过电解的方式产生强氧化性的自由基氧化水中一切有机物。

附图说明

图1为本发明一种电解氧化废水处理系统的立体结构示意图。

图2为本发明一种电解氧化废水处理系统的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：

如图1-2所示，作为本发明一种电解氧化废水处理系统的最佳实施方式，其主要由三个子功能系统组成，即由电解氧化主电极发生器系统、等离子体废气导出处理系统和内循环辅助增效系统组成。各系统的功能及基本构造阐述如下：

1.电解氧化主电极发生器系统：

此部分属于本发明的核心组成部分，其基本功能是将流经电极作用区域内的有机废水，通过电极加电作用而激发出的电化学反应，从而使废水中的有机成分因受到强氧化作用而彻底离化降解，从而达到有效去除的目的。

此部分装置主要由如下几个部分组成：废水进、出水端盖，中心悬置棒状阴极1和圆筒型阳极2组成。其中，中心悬置棒状阴极1是通过密封镶嵌在圆筒型阳极两端的废水进水端盖和出水端盖上来加以固定和支撑的，同时为了确保阴阳极之间的绝缘要求，废水进、出水端盖的材料须选用合适的绝缘材料制成；阴阳极材料的选择是导电性好和耐各种污染腐蚀的材料为宜，在此发明实施例中我们选择采用石墨狼牙棒作为阴极；而阳极则选择钛或惰性阳极材料。

如此，通过这样的装置构造，在通水后对装置的阴阳极之间加上合适的直流偏压，即可对含盐有机废水进行初步的处理操作了。但是在实际环保处理应用中仅仅如此还不够，这是因为在电解氧化有机废水时，因剧烈的电化学反应会产生大量的有害气体成分，而这些气体成分必须要从装置内部引出，并经过无害化处理后才能排除到大气中。

2.等离子体废气导出处理系统：

此装置系统是为了导出和处理上述主电极发生器系统内所产生的反应废气成分，从而使这些废气能够达到达标排放的目的。

此部分装置主要由如下两个部分组成：由废气导出口和脉冲高压等离子体发生器组成。废气导出口的制作方法是在呈水平放置的“电解氧化主电极发生器”的阳极筒上部开出一个合适大小的窗口，之后采用耐腐蚀性的绝缘材料将此开口的四边密合围成一个合适高度的方框体，这样废气导出口就制作完成了。接下来进行脉冲高压等离子体发生器电极的制作，对此电极的制作主要有两方面的要求：其一是电极板的尺寸要与废气导出口的内部开口尺寸相同；其二是电极板上要制作出密排的栅格孔。电极位置的摆放是，接地极3沉放在废气导出口水平面以下约1-3cm的深度，高压极4要密合嵌入在废气导出口的边框内，并且与接地极3的表面平面距离控制在所用电源能够点火放电的最大电极间距以内。电极材料的选择最好是导电性好且能够耐受氧化及各种腐蚀的材料，在此发明装置中我们选用不锈钢板作为接地极3材料；选用石墨纤维刷作为高压极4材料。

3.内循环辅助增效系统

此系统的增加是为了最大化整个装置系统的处理效率和处理效果，同时通过增加在线监测反馈控制机制，可以最大化提高系统的安全运行系数和系统的操控灵活性。

此部分装置主要由如下两个部分组成：内循环管路和循环泵系统，以及在线监测反馈控制系统两部分组成。其中内循环管路和循环泵系统是通过在主装置系统的进水口和出水口之间建立一个辅助连接通道，通过采用循环泵实现废水的内部循环处理，从而大大提高了系统的处理效率和处理效果；而在线监测反馈控制系统则是通过在主处理腔室内设置不同类型的传感器，对处理室内的各项关键水质指标进行在线检测，并将这些监测结果信息实时反馈给自动控制系统，从而实现整个处理系统的自动控制和监测。

上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (3)

1.一种电解氧化废水处理系统，其特征在于，包括电解氧化主电极发生器系统、等离子体废气导出处理系统和内循环辅助增效系统；所述电解氧化主电极发生器系统包括废水进水端盖、废水出水端盖、中心悬置棒状阴极和圆筒型阳极，所述中心悬置棒状阴极通过密封镶嵌在圆筒型阳极两端的废水进水端盖和废水出水端盖上来加以固定和支撑；所述等离子体废气导出处理系统包括废气导出口和脉冲高压等离子体发生器，所述废气导出口开设于呈水平放置的阳极筒的上部，所述脉冲高压等离子体发生器的发生器电极与所述废气导出口相互连接；所述内循环辅助增效系统包括内循环管路和循环泵系统，所述内循环管路和循环泵系统通过在电解氧化废水处理系统的进水口和出水口之间建立一个辅助连接通道、并通过采用循环泵实现废水的内部循环处理，所述棒状阴极为石墨狼牙棒状阴极。

2.根据权利要求1所述的一种电解氧化废水处理系统，其特征在于，所述废水进水端盖和废水出水端盖为绝缘材料。

3.根据权利要求1所述的一种电解氧化废水处理系统，其特征在于，所述圆筒型阳极为钛或惰性材料。