CN103936106B - 一种电化学同步脱氮除磷装置及城市污水处理方法 - Google Patents
一种电化学同步脱氮除磷装置及城市污水处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103936106B CN103936106B CN201410069088.2A CN201410069088A CN103936106B CN 103936106 B CN103936106 B CN 103936106B CN 201410069088 A CN201410069088 A CN 201410069088A CN 103936106 B CN103936106 B CN 103936106B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sewage
- electrode
- electrolyzer
- treatment
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000010865 sewage Substances 0.000 title claims abstract description 164
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 title claims abstract description 22
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 50
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 title abstract description 50
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 title abstract description 50
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 38
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 title abstract description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 67
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims description 33
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 10
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 claims description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 6
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 claims description 3
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 claims description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims 3
- YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N [N].[P] Chemical compound [N].[P] YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims 2
- 230000008676 import Effects 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims 1
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 20
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 15
- MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 14
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 14
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 15
- 238000009297 electrocoagulation Methods 0.000 description 8
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 8
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 8
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 7
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 6
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 5
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 4
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- JVMRPSJZNHXORP-UHFFFAOYSA-N ON=O.ON=O.ON=O.N Chemical compound ON=O.ON=O.ON=O.N JVMRPSJZNHXORP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- CKMXBZGNNVIXHC-UHFFFAOYSA-L ammonium magnesium phosphate hexahydrate Chemical compound [NH4+].O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O CKMXBZGNNVIXHC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- -1 iron ions Chemical class 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000003895 organic fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910052567 struvite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
本发明公开了一种电化学同步脱氮除磷装置及城市污水处理方法，属于污水处理技术领域。将电化学水处理技术中所常用的形稳电极、铁电极、铝电极、镁电极与铜修饰不锈钢电极组合，可在同一电解池内进行城市污水的脱氮除磷处理，装置结构简单，操作方便，效率高，出水指标稳定，可实现规模化、自动化污水处理。本发明城市污水处理方法工艺简单，操作方便，节省人力、物力，能耗低，污水污染指标去除率高，城市污水指标化学需氧量、硝酸盐氮、氨氮、总磷的去除率分别可达到92%以上。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体是一种电化学同步脱氮除磷装置及城市污水处理方法。
背景技术
目前，传统的污水处理工艺能有效地处理污水中的有机物，对氮、磷等营养性物质的处理效果较差。大量的氮、磷被排出，从而造成水体的富营养化。目前得到应用的污水脱氮除磷技术以生物法和化学沉淀法为主，但是这些技术在实际运行过程中也存在一些缺点，如会产生大量难以处置的污泥、生物处理过程的稳定性较差，常规的反硝化过程需要添加碳源，运行管理较麻烦等问题。如何研究一种城市污水同步脱氮除磷处理工艺，使其工艺简单，处理效果好，同时能耗与运行费用较低，使用寿命较长，维修方便，是目前急需解决的技术难题。
电化学是一种有效的污水处理方法。关于电化学用在污水脱氮除磷的研究中也有相关报道。通常所说的电化学脱氮技术是指利用电化学氧化去除水中的氨氮和电化学还原去除污水中的硝酸盐、亚硝酸盐等无机氮。通常水中的磷以无机态形式存在为主，采用电絮凝技术除磷时，其原理是利用铁、铝等阳极材料在电解时产生的金属阳离子或其水合物与水中的磷酸盐形成沉淀去除污水中的磷。
单独采用化学脱氮或者除磷研究较多，但是结合电化学脱氮与电絮凝除磷技术同时用于污水脱氮除磷的研究目前较少。Ikematsu等人开展了利用PtIr/Fe/PtIr电极同时对源分离尿液进行脱氮除磷的研究，在电化学氧化脱氮时将铁电极作为阳极，而在电絮凝除磷时将铁电极转换为阴极，需要频繁进行电极正负极的更换，操作麻烦，电流效率低；Feng等人将使用直流电源的铁电极电絮凝工艺和使用脉冲电源的Ti/RuO2电极电化学氧化工艺组合，利用此工艺对污水进行处理，结果发现对生活污水中的总氮、总磷、氨氮和COD的去除率几乎均达到90%。中国专利CN103130308B公开了一种电化学废水处理系统及应用其进行废水处理的方法，主要是利用电絮凝技术对废水进行处理，废水处理系统设备结构复杂，操作不方便，运行成本高。中国专利CN102718382B公开了一种电化学直接氧化污泥的处理工艺，采用了两级电化学直接氧化技术对含水率99.6％的污泥进行氧化分解处理，使剩余污泥减量达到95％以上，可广泛用于城市生活污水处理厂、城市综合污水处理厂、城市化工污水处理厂的污泥处理与处置。中国专利CN102010091B公开了一种污水深度处理方法，将污水通过三段不同电极组成的电解池，通过调整电流密度、停留时间形成三段可选择性污水处理工艺，通过对城市污水的深度处理，污水指标化学需氧量、硝酸盐氮、氨氮、总磷的去除率分别达到了79.96%、92.41%、83.93%和95.83%，但工艺复杂，操作不方便，并且污水指标去除率不是很理想。上述工艺将电絮凝与电氧化水处理技术分开，电絮凝过程中产生的絮体需进行及时沉淀处理，否则会影响电氧化的处理效率；同时整体工艺流程较长，电流效率较低。
因此，将电絮凝与电氧化水处理技术有机结合，在同一电解池中实现城市污水的同步脱氮除磷是本领域技术人员的长期追求。
发明内容
本发明所解决的技术问题是针对城市污水中脱氮除磷的技术需求，克服现有电化学方法脱氮除磷技术在城市污水处理中存在的不足，提供一种处理效果好、能耗与运行费用较低、工艺简单、操作方便的城市污水电化学同步脱氮除磷装置及污水处理方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的技术原理如图1所示：将电化学水处理技术中所常用的形稳电极、铁电极、铝电极、镁电极与铜修饰不锈钢电极组合，在同一电解池中进行城市污水的脱氮除磷处理。利用形稳阳极电氧化产生活性氯，活性氯可以将水中的氨氮有效去除；同时利用铁电极电感应产生铁离子，水解产生铁氧化物，有效去除水中的磷类污染物；利用用镁电极，电解产生的镁离子，与氨氮生成鸟粪石类，有效去除氨氮类污染物；利用阴极的铜修饰的不锈钢电极可将硝酸盐或亚硝酸盐氮还原为氮气。
本发明首要目的是提供一种城市污水电化学同步脱氮除磷装置。
所述装置如图2所示，包括电解池1、直流电源10和污水箱9；
所述电解池1设置锥形底2，便于絮凝和氧化沉淀收集；所述锥形底2底部与三通阀3焊接，所述三通阀3分别与排污管4和出水管5活动连接；
所述锥形底2以上的电解池1侧壁设置进水口，所述进水口与进水管6固定焊接，所述进水管6上设置流量计7，所述流量计7与污水泵8出口通过进水管6活动连接，所述污水泵8进口通过水管与污水箱9出水口阀门21活动连接；
所述锥形底2一侧设置曝气装置，所述曝气装置由密闭漏斗18和曝气管17组成，所述密闭漏斗18和曝气管17固定焊接，所述密闭漏斗18的底面和侧面均匀设置圆形曝气孔19，所述曝气孔19直径为1-3mm，优选地为2mm，所述曝气管17上设置止回阀20；
所述电解池1上部水平固定设置电极固定架16，所述电极固定架16自左向右依次设置铜修饰不锈钢电极12、铁电极13、铝电极14、形稳电极11、铁电极13、镁电极15和铜修饰不锈钢电极12，上述电极与电极固定架16活动连接，上述电极间的距离为10-30mm，优选20mm,其中形稳电极11与直流电源10的正极连接，铜修饰不锈钢电极12与直流电源10的负极相连接，铁电极13、铝电极14、镁电极15作为感应电极不与直流电源的正负极相连接，通过电化学感应的方法产生铁、铝、镁离子，然后水解生成铁、铝和镁的氧化物，将废水中的磷混凝沉淀去除。
所述铜修饰不锈钢电极采用电沉积的方法制备，其中，铜和不锈钢的质量比为：1:10-100；
本发明另一目的是利用上述装置，提供一种城市污水电化学同步脱氮除磷的方法，包括如下步骤：
1）开启污水箱出水口阀门，启动污水泵，将待处理污水泵入电解池，污水量为电解池总容量的75%，进水完毕关闭污水泵和污水箱出口阀门；
所述污水pH值为5-8；
所述污水中氯离子浓度≤10g/L；
所述污水中氨氮质量浓度≤2000mg/L；
所述污水中磷质量浓度≤200mg/L；
2）开启直流电源，调节电流密度为0.5-80mA/cm2，进行电化学处理10-30min，同时向曝气装置通入压缩空气，曝气量为1.0-1.2L空气/min.L污水，如果处理时间达到15min以上，每15min倒换电极一次；
优选地，电流密度为15-35mA/cm2；
3）电化学处理完毕关闭直流电源和压缩空气，将电解池锥形底三通阀开启至排污管，氮磷沉淀物通过排污管进行收集，进一步固液分离，处理水达标排放，固体自然风干用作有机肥料；
4）锥形底氮磷沉淀物排放完毕后,将电解池锥形底三通阀开启至出水管，收集经处理的污水，进一步固液分离，处理水可达标排放，固体自然风干用作有机肥料。
经上述方法处理，城市污水指标化学需氧量、硝酸盐氮、氨氮、总磷的去除率分别可达到92%以上。
有益效果：
1.本发明城市污水电化学同步脱氮除磷装置将电化学水处理技术中所常用的形稳电极、铁电极、铝电极、镁电极与铜修饰不锈钢电极组合，可在同一电解池内进行城市污水的脱氮除磷处理，装置结构简单，操作方便，效率高，出水指标稳定，可实现规模化、自动化污水处理。
2.本发明城市污水电化学同步脱氮除磷装置设置的锥形底和排污管易于电絮凝和电氧化产生的絮状物沉淀、排放，缩短了处理水静置、澄清时间，提高了后续固液分离效率。
3.本发明城市污水电化学同步脱氮除磷装置设置的曝气装置缓冲作用强，进气稳定、分布均匀，空气扰动作用大，增加了溶氧量，提高了对金属阳离子的氧化效果，有利于脱氮除磷，同时使污水溶液电导率增加，电解过程所需电耗低，提高了电流效率，并能缓解电极表面钝化。
4.本发明城市污水处理方法工艺简单，操作方便，节省人力、物力，能耗低，污水污染指标去除率高，可达到92%以上。
附图说明
图1是本发明技术原理图
图2是本发明城市污水电化学同步脱氮除磷装置
图中：1-电解池，2-锥形底，3-三通阀，4-排污管，5-出水管，6-进水管，7-流量计8-污水泵，9-污水箱，10-直流电源，11-形稳电极，12-铜修饰不锈钢电极，13-铁电极14-铝电极，15-镁电极，16-电极固定架，17-曝气管，18-密闭漏斗，19-曝气孔，20-止回阀21-阀门
具体实施方式
下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。
实施例1一种城市污水电化学同步脱氮除磷装置
所述装置如图2所示，电解池1设置锥形底2，便于絮凝和氧化沉淀收集；所述锥形底2底部与三通阀3焊接，所述三通阀3分别与排污管4和出水管5活动连接；
所述锥形底2以上的电解池1侧壁设置进水口，所述进水口与进水管6固定焊接，所述进水管6上设置流量计7，所述流量计7与污水泵8出口通过进水管6活动连接，所述污水泵8进口通过水管与污水箱9出水口阀门21活动连接；
所述锥形底2一侧设置曝气装置，所述曝气装置由密闭漏斗18和曝气管17组成，所述密闭漏斗18和曝气管17固定焊接，所述密闭漏斗18的底面和侧面均匀设置圆形曝气孔19，所述曝气孔19直径为2mm，所述曝气管17上设置止回阀20；
所述电解池1上部水平固定设置电极固定架16，所述电极固定架16自左向右依次设置铜修饰不锈钢电极12、铁电极13、铝电极14、形稳电极11、铁电极13、镁电极15和铜修饰不锈钢电极12，上述电极与电极固定架16活动连接，上述电极间的距离为20mm,其中形稳电极11与直流电源10的正极连接，铜修饰不锈钢电极12与直流电源10的负极相连接，铁电极13、铝电极14、镁电极15作为感应电极不与直流电源的正负极相连接，通过电化学感应的方法产生铁、铝、镁离子，然后水解生成铁、铝和镁的氧化物，将废水中的磷混凝沉淀去除。
利用实施例1城市污水电化学同步脱氮除磷装置，采用本发明城市污水电化学同步脱氮除磷方法对某一污水处理厂的膜生物反应器（MBR）出水进行处理，处理过程及效果如下（实施例2；实施例3；实施例4；实施例5；实施例6；实施例7）：污水水质情况如表1
表1
| pH值 | 7.1 | 氯离子(mg/L) | 66.8 |
| 化学需氧量(mg/L) | 92.5 | 硝酸盐氮(mg/L) | 17.6 |
| 氨氮(mg/L) | 12.8 | 总磷(mg/L) | 8.4 |
实施例2
开启污水箱出水口阀门，启动污水泵，将待处理污水泵入电解池，污水量为电解池总容量的75%，进水完毕关闭污水泵和污水箱出口阀；开启直流电源，调节电流密度为25mA/cm2，进行电化学处理15min，此时，倒换电极处理5min，整个过程向曝气装置通入压缩空气，曝气量为1.0L空气/min.L污水；接着关闭直流电源和压缩空气，将电解池锥形底三通阀开启至排污管，收集氮磷沉淀物；然后将电解池锥形底三通阀开启至出水管，收集经处理的污水，进一步固液分离，处理水可达标排放。
经上述方法处理，处理水污染指标如表2
表2
注：电极钝化程度由轻到重依次为：轻微、正常、较正常、严重四种情况。
以上结果表明：采用本发明装置和污水处理方法，对膜生物反应器（MBR）出水进行处理，可有效去除污水污染指标，化学需氧量、硝酸盐氮、氨氮、总磷等进水指标的去除率达到95%以上，效果显著，可实现处理水达标排放。
实施例3
开启污水箱出水口阀门，启动污水泵，将待处理污水泵入电解池，污水量为电解池总容量的75%，进水完毕关闭污水泵和污水箱出口阀；开启直流电源，调节电流密度为15mA/cm2，进行电化学处理10min，整个过程向曝气装置通入压缩空气，曝气量为1.2L空气/min.L污水；接着关闭直流电源和压缩空气，将电解池锥形底三通阀开启至排污管，收集氮磷沉淀物；然后将电解池锥形底三通阀开启至出水管，收集经处理的污水，进一步固液分离，处理水可达标排放。
经上述方法处理，处理水污染指标如表3
表3
注：电极钝化程度由轻到重依次为：轻微、正常、较正常、严重四种情况。
以上结果表明：采用本发明装置和污水处理方法，对膜生物反应器（MBR）出水进行处理，可有效去除污水污染指标，化学需氧量、硝酸盐氮、氨氮、总磷等进水指标的去除率达到94%以上，效果显著，可实现处理水达标排放。
实施例4
开启污水箱出水口阀门，启动污水泵，将待处理污水泵入电解池，污水量为电解池总容量的75%，进水完毕关闭污水泵和污水箱出口阀；开启直流电源，调节电流密度为35mA/cm2，进行电化学处理15min，此时，倒换电极处理15min，整个过程向曝气装置通入压缩空气，曝气量为1.0L空气/min.L污水；接着关闭直流电源和压缩空气，将电解池锥形底三通阀开启至排污管，收集氮磷沉淀物；然后将电解池锥形底三通阀开启至出水管，收集经处理的污水，进一步固液分离，处理水可达标排放。
经上述方法处理，处理水污染指标如表4
注：电极钝化程度由轻到重依次为：轻微、正常、较正常、严重四种情况。
以上结果表明：采用本发明装置和污水处理方法，对膜生物反应器（MBR）出水进行处理，可有效去除污水污染指标，化学需氧量、硝酸盐氮、氨氮、总磷等进水指标的去除率达到95%以上，效果显著，可实现处理水达标排放。
实施例5
开启污水箱出水口阀门，启动污水泵，将待处理污水泵入电解池，污水量为电解池总容量的75%，进水完毕关闭污水泵和污水箱出口阀；开启直流电源，调节电流密度为0.5mA/cm2，进行电化学处理10min，整个过程向曝气装置通入压缩空气，曝气量为1.0L空气/min.L污水；接着关闭直流电源和压缩空气，将电解池锥形底三通阀开启至排污管，收集氮磷沉淀物；然后将电解池锥形底三通阀开启至出水管，收集经处理的污水，进一步固液分离，处理水可达标排放。
经上述方法处理，处理水污染指标如表5
表5
注：电极钝化程度由轻到重依次为：轻微、正常、较正常、严重四种情况。
以上结果表明：采用本发明装置和污水处理方法，对膜生物反应器（MBR）出水进行处理，可有效去除污水污染指标，化学需氧量、硝酸盐氮、氨氮、总磷等进水指标的去除率达到92%以上，效果显著，可实现处理水达标排放。
实施例6
开启污水箱出水口阀门，启动污水泵，将待处理污水泵入电解池，污水量为电解池总容量的75%，进水完毕关闭污水泵和污水箱出口阀；开启直流电源，调节电流密度为50mA/cm2，进行电化学处理15min，此时，倒换电极处理5min,整个过程向曝气装置通入压缩空气，曝气量为1.2L空气/min.L污水；接着关闭直流电源和压缩空气，将电解池锥形底三通阀开启至排污管，收集氮磷沉淀物；然后将电解池锥形底三通阀开启至出水管，收集经处理的污水，进一步固液分离，处理水可达标排放。
经上述方法处理，处理水污染指标如表6
表6
注：电极钝化程度由轻到重依次为：轻微、正常、较正常、严重四种情况。
以上结果表明：采用本发明装置和污水处理方法，对膜生物反应器（MBR）出水进行处理，可有效去除污水污染指标，化学需氧量、硝酸盐氮、氨氮、总磷等进水指标的去除率达到93%以上，效果显著，可实现处理水达标排放。
实施例7
开启污水箱出水口阀门，启动污水泵，将待处理污水泵入电解池，污水量为电解池总容量的75%，进水完毕关闭污水泵和污水箱出口阀；开启直流电源，调节电流密度为80mA/cm2，进行电化学处理10min，整个过程向曝气装置通入压缩空气，曝气量为1.0L空气/min.L污水；接着关闭直流电源和压缩空气，将电解池锥形底三通阀开启至排污管，收集氮磷沉淀物；然后将电解池锥形底三通阀开启至出水管，收集经处理的污水，进一步固液分离，处理水可达标排放。
经上述方法处理，处理水污染指标如表7
表7
注：电极钝化程度由轻到重依次为：轻微、正常、较正常、严重四种情况。
以上结果表明：采用本发明装置和污水处理方法，对膜生物反应器（MBR）出水进行处理，可有效去除污水污染指标，化学需氧量、硝酸盐氮、氨氮、总磷等进水指标的去除率达到92%以上，效果显著，可实现处理水达标排放。
实施例2-7的污水处理效果同样表明：同样采用本发明城市污水电化学同步脱氮除磷装置情况下，本发明污水处理方法可促进污水指标去除率的提高，其中优选方案（实施例2-4）比普通方案（实施例5-7）平均提高2-3%。
实施例8
仅单独以形稳电极和铜修饰不锈钢电极分别作为阳极和阴极，不采用本发明电化学水处理装置，采用实施例2污水处理工艺对膜生物反应器（MBR）出水进行处理，形成对比例2，
污水污染指标化学需氧量、硝酸盐氮、氨氮、总磷等进水指标的去除率如表8
表8
| 项目 | 实施例2（%） | 对比例2（%） | 降低（%） |
| 化学需氧量 | 96 | 81 | 15 |
| 硝酸盐氮 | 98 | 84 | 14 |
| 氨氮 | 97 | 82 | 15 |
| 总磷 | 100 | 90 | 10 |
以上结果表明：本发明城市污水电化学同步脱氮除磷装置对城市污水处理效果的优劣起着重要作用，同样工艺条件下，对同一水质的污水，化学需氧量、硝酸盐氮、氨氮、总磷等污染指标的去除率可提高10-15%。
实施例9
采用实施例2的污水处理装置和工艺，对某一严重污染的城市污水进行处理，处理结果如表9
表9
以上结果表明：当城市污水严重污染时，采用本发明污水处理装置和处理方法进行污水处理，化学需氧量、硝酸盐氮、氨氮、总磷等进水指标的去除率达到92%以上，效果显著，仍可实现处理水达标排放。
Claims (10)
1.一种城市污水电化学同步脱氮除磷装置，包括电解池(1)、直流电源(10)和污水箱(9)，其特征在于，所述电解池(1)上部水平固定设置电极固定架(16)，所述电极固定架(16)自左向右依次设置铜修饰不锈钢电极(12)、铁电极(13)、铝电极(14)、形稳电极(11)、铁电极(13)、镁电极(15)和铜修饰不锈钢电极(12)，上述电极与电极固定架(16)活动连接，上述电极间的距离为10-30mm，其中形稳电极(11)与直流电源(10)的正极连接，铜修饰不锈钢电极(12)与直流电源(10)的负极相连接，铁电极(13)、铝电极(14)、镁电极(15)作为感应电极不与直流电源的正负极相连接；
所述电解池(1)设置锥形底(2)，便于絮凝和氧化沉淀收集；所述锥形底(2)底部与三通阀(3)焊接，所述三通阀(3)分别与排污管(4)和出水管(5)活动连接；
所述锥形底(2)以上的电解池(1)侧壁设置进水口，所述进水口与进水管(6)固定焊接，所述进水管(6)上设置流量计(7)，所述流量计(7)与污水泵(8)出口通过进水管(6)活动连接，所述污水泵(8)进口通过水管与污水箱(9)出水口阀门(21)活动连接。
2.如权利要求1所述的城市污水电化学同步脱氮除磷装置，其特征在于，所述锥形底(2)一侧设置曝气装置，所述曝气装置由密闭漏斗(18)和曝气管(17)组成，所述密闭漏斗(18)和曝气管(17)固定焊接，所述密闭漏斗(18)的底面和侧面均匀设置圆形曝气孔(19)，所述曝气管(17)上设置止回阀(20)。
3.如权利要求2所述的城市污水电化学同步脱氮除磷装置，其特征在于，所述曝气孔(19)直径为1-3mm。
4.如权利要求3所述的城市污水电化学同步脱氮除磷装置，其特征在于，所述曝气孔(19)直径为2mm。
5.如权利要求1所述的城市污水电化学同步脱氮除磷装置，其特征在于，所述电极间的距离为20mm。
6.如权利要求1所述的城市污水电化学同步脱氮除磷装置，其特征在于，所述铜修饰不锈钢电极(12)采用电沉积的方法制备，所述铜和不锈钢的质量比为：1:10-100。
7.一种利用权利要求1所述的城市污水电化学同步脱氮除磷装置处理城市污水的方法，其特征在于，包括如下步骤：开启污水箱出水口阀门，启动污水泵，将待处理污水泵入电解池，污水量为电解池总容量的75％，进水完毕关闭污水泵和污水箱出口阀；开启直流电源，调节电流密度为0.5-80mA/cm2，进行电化学处理10-30min，同时向曝气装置通入压缩空气，曝气量为1.0-1.2L空气/min.L污水，处理时间达到15min以上时，每15min倒换电极一次；接着关闭直流电源和压缩空气，将电解池锥形底三通阀开启至排污管，收集氮磷沉淀物；然后将电解池锥形底三通阀开启至出水管，收集经处理的污水，进一步固液分离后处理水可达标排放。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述电流密度为15-35mA/cm2。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述电流密度为25mA/cm2。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：开启污水箱出水口阀门，启动污水泵，将待处理污水泵入电解池，污水量为电解池总容量的75％，进水完毕关闭污水泵和污水箱出口阀；开启直流电源，调节电流密度为25mA/cm2，进行电化学处理15min，此时，倒换电极处理5min，整个过程向曝气装置通入压缩空气，曝气量为1.0L空气/min.L污水；接着关闭直流电源和压缩空气，将电解池锥形底三通阀开启至排污管，收集氮磷沉淀物；然后将电解池锥形底三通阀开启至出水管，收集经处理的污水，进一步固液分离后处理水可达标排放。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410069088.2A CN103936106B (zh) | 2014-02-27 | 2014-02-27 | 一种电化学同步脱氮除磷装置及城市污水处理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410069088.2A CN103936106B (zh) | 2014-02-27 | 2014-02-27 | 一种电化学同步脱氮除磷装置及城市污水处理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103936106A CN103936106A (zh) | 2014-07-23 |
| CN103936106B true CN103936106B (zh) | 2015-05-20 |
Family
ID=51184031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410069088.2A Expired - Fee Related CN103936106B (zh) | 2014-02-27 | 2014-02-27 | 一种电化学同步脱氮除磷装置及城市污水处理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103936106B (zh) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104928706B (zh) * | 2015-06-30 | 2017-07-21 | 福建师范大学 | 一种基于海水电池技术将养殖废水中氮磷转化成磷酸铵镁的装置 |
| CN105084633A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-11-25 | 长江水利委员会长江科学院 | 富营养化水体原位电磁耦合絮凝沉淀装置 |
| CN105626510B (zh) * | 2016-03-17 | 2017-11-17 | 中国市政工程华北设计研究总院有限公司 | 密度变换气动容积式污水提升泵 |
| CN105668717B (zh) * | 2016-04-12 | 2019-01-01 | 景德镇陶瓷大学 | 一种磷酸铵镁-电氧化一体化集成装置及其同步脱氮除磷方法 |
| CN105776684B (zh) * | 2016-05-16 | 2019-01-11 | 黄名钟 | 一种城镇污水处理及资源化循环利用的方法 |
| CN107055889A (zh) * | 2017-07-03 | 2017-08-18 | 辽宁科技学院 | 一种海水养殖废水高效电解脱氮除磷装置和方法 |
| CN107459106B (zh) * | 2017-09-22 | 2020-05-29 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种电化学-膜分离水处理装置及其处理方法和用途 |
| CN108558116B (zh) * | 2018-06-26 | 2023-09-22 | 南京林业大学 | 一种电絮凝、磁絮凝及多级氧化一体化的污水处理系统及方法 |
| CN113493239A (zh) * | 2021-08-23 | 2021-10-12 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种电化学处理装置、海水淡化系统和方法 |
| CN118420057B (zh) * | 2024-04-17 | 2025-03-07 | 东莞理工学院 | 一种电化学阴阳极同步去除氮磷并回收鸟粪石的方法 |
| CN118561380A (zh) * | 2024-07-31 | 2024-08-30 | 浙江大学 | 一种同步去除废水碳氮磷的装置和方法 |
| CN120589972A (zh) * | 2025-06-09 | 2025-09-05 | 广州大学 | 一种可同步回收碳氮磷氢的高浓度悬浮态有机废水处理装置及方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3949015B2 (ja) * | 2002-07-10 | 2007-07-25 | 三洋電機株式会社 | 電解式汚水処理装置及びこれを用いた汚水処理施設 |
| CN1257844C (zh) * | 2003-09-09 | 2006-05-31 | 大连理工大学 | 一种多相多元催化电解氧化污水处理方法与装置 |
| CN101058447A (zh) * | 2006-04-17 | 2007-10-24 | 中国科学院生态环境研究中心 | 兼具絮凝与消毒效能的水处理药剂的电化学制备反应器 |
| CN101549896A (zh) * | 2009-05-07 | 2009-10-07 | 上海交通大学 | 一体化电解脱氮除磷废水处理方法 |
| CN201817307U (zh) * | 2010-09-26 | 2011-05-04 | 上海交通大学 | 一体化脱氮除磷电解装置 |
-
2014
- 2014-02-27 CN CN201410069088.2A patent/CN103936106B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103936106A (zh) | 2014-07-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103936106B (zh) | 一种电化学同步脱氮除磷装置及城市污水处理方法 | |
| CN100494101C (zh) | 一种光电磁集成的废水高级氧化方法及其装置 | |
| CN101269863B (zh) | 电絮凝膜生物反应器去除污水中磷和有机物的装置及方法 | |
| CN104787859B (zh) | 一种采用多极板折流电絮凝技术处理含磷废水的方法及装置 | |
| CN101264946B (zh) | 可净化废水的铁碳管构件及一体化磁电氧化生物滤池和应用系统 | |
| CN203498212U (zh) | 多维电极电絮凝联用浸没式超滤集成小型净水装置 | |
| CN207645869U (zh) | 一种医药废水电化学处理装置 | |
| CN101781001A (zh) | 一种两段式电解法处理废水的方法及其装置 | |
| CN203319806U (zh) | 一种处理生活污水的电解除磷装置 | |
| CN101549896A (zh) | 一体化电解脱氮除磷废水处理方法 | |
| CN102502946A (zh) | 一种利用三维电极-生物膜工艺处理化工废水的方法 | |
| CN111333235A (zh) | 一种垃圾渗滤液处理系统和工艺 | |
| CN115557556A (zh) | 一种面向初期雨水和城市溢流污染的电絮凝耦合臭氧催化氧化快速净化水处理技术 | |
| CN201817307U (zh) | 一体化脱氮除磷电解装置 | |
| CN104773909B (zh) | 微生物电解池与厌氧/好氧结合处理印染废水的装置及工艺 | |
| CN202849205U (zh) | 新型电化学改良两段式活性污泥法的一体化装置 | |
| CN204779245U (zh) | 一种用于处理家具废水的微生物电解池－芬顿联合处理装置 | |
| CN207904098U (zh) | 结合电Fenton技术与人工湿地的有机废水处理系统 | |
| CN204918095U (zh) | 一种流化态电催化内电解装置 | |
| CN116282407B (zh) | 一种太阳能驱动污水电化学集成处理设备及污水处理方法 | |
| CN203781882U (zh) | 一种用于垃圾渗滤液氧化絮凝复合床装置 | |
| CN207210194U (zh) | 一种农村分散式生活污水深度处理专用小型装备 | |
| CN206255960U (zh) | 一种城市生活污水处理系统 | |
| CN203529983U (zh) | 一种废水处理系统 | |
| CN108675549A (zh) | 一种基于光伏驱动的污水处理系统及处理方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150520 Termination date: 20160227 |