CN104016532A - 一种重污染河水电解脱氮除磷系统及方法 - Google Patents

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成小英
杨浩飞
虞家桢
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Abstract

本发明公开了一种重污染河水电解脱氮除磷系统，其包括供水装置、电解槽和沉淀池，其中，所述电解槽包括相连通的第一脱氮处理室、除磷处理室和第二脱氮处理室，所述供水装置与第一脱氮处理室相连通，所述第二脱氮处理室与沉淀池相连通，各个处理室的底部设置有搅拌装置，且所述各个处理室内通过电极固定板设置有阴、阳极，所述阴、阳极电连接直流稳压电源。上述重污染河水电解脱氮除磷系统采用电解法处理技术，与生物技术等常规技术相比，电解法具有占地小、投资少、维护管理方便、处理效果好、水力停留时间短等优势。通过电解法脱氮除磷一体化技术，可以克服脱氮或除磷单一处理的不足，而且去除效果稳定，pH不会产生明显的变化，符合地表水标准。

Description

一种重污染河水电解脱氮除磷系统及方法
技术领域
本发明属于重污染河水治理改善技术，尤其涉及一种重污染河水电解脱氮除磷系统及方法。
背景技术
河流与城市的经济和社会发展具有密不可分的关系。全世界有一半以上的城市或依河而筑，或因河闻名。河流不光可以为城市提供水源、交通运输等基本功能，还可以保护城市环境，提供旅游、休闲、娱乐之地，同时，在城市调节气候方面发挥重要作用。可以说，是河流孕育了城市，是河流给人类带来巨大的精神财富和物质财富根据。
2013年《中国环境状况公报》显示，我国地表水污染依然较重。全国七大水系大部分属于轻度污染。其中轻度污染有松花江、淮河，中度污染有黄河、辽河，重度污染有海河，只有长江、珠江总体水质较好。在国家监控的204条河流和409个断面中，I至III类所占比例为59.9％、IV至V类所占比例为23.7％和劣V类占16.4％。26个湖泊(水库)中监测报告显示，富营养化状态达到42.3％，由此可知地表水富营养化问题依然突出。
针对城市内河中重污染河流，国内外进行了大量的研究，大都采用常规技术来改善和提高水质，如底泥疏浚、水生植被恢复等，而且现有的重污染河水脱氮或除磷均采用单一处理方式，存在成本高、处理效果差、受环境影响较大等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种重污染河水电解脱氮除磷系统，其具有占地少、成本低和处理效果好的特点，以解决现有技术中重污染河水治理改善中存在的问题。
本发明的另一目的在于提供一种重污染河水电解脱氮除磷方法，其采用脱氮除磷一体化的方式，具有成本低、处理效果好和去除效果稳定的特点，以解决现有技术中重污染河水治理改善中存在的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种重污染河水电解脱氮除磷系统，其包括供水装置、电解槽和沉淀池，其中，所述电解槽包括相连通的第一脱氮处理室、除磷处理室和第二脱氮处理室，所述供水装置与第一脱氮处理室相连通，所述第二脱氮处理室与沉淀池相连通，各个处理室的底部设置有搅拌装置，且所述各个处理室内通过电极固定板设置有阴、阳极，所述阴、阳极电连接直流稳压电源。
特别地，所述第一、二脱氮处理室内的阳极为钛氧化物涂层电极，阴极为石墨，所述除磷处理室内的阳极为铁电极，阴极为石墨。
特别地，所述搅拌装置为设置于电解槽下方的磁力搅拌器，配合磁力搅拌器于各个处理室的底部设置有磁力搅拌子。
特别地，所述电解槽由上、下隔板分割成相连通的第一脱氮处理室、除磷处理室和第二脱氮处理室，且所述电解槽的顶部和底部对应设置有卡槽，所述上隔板的一端卡于电解槽顶部的卡槽内，另一端与电解槽的底部留有间隙，所述下隔板的一端卡于电解槽底部的卡槽内，另一端与电解槽的顶部留有间隙。
特别地，所述供水装置包括进水池和蠕动泵，所述蠕动泵通过管路与所述第一脱氮处理室的底部相连通，所述沉淀池通过管路与第二脱氮处理室的顶部相连通。
特别地，所述电解槽采用有机玻璃制成。
一种重污染河水电解脱氮除磷方法，其包括以下步骤：
1)将重污染河水通过蠕动泵送入第一脱氮处理室进行电解脱氮处理，此过程中通过搅拌装置搅拌；
2)经第一脱氮处理室处理后的河水流入与第一脱氮处理室相连通的除磷处理室进行电解除磷处理，此过程中通过搅拌装置搅拌；
3)经除磷处理室处理后的河水流入与除磷处理室相连通的第二脱氮处理室再次进行电解脱氮处理，此过程中通过搅拌装置搅拌；
4)经第二脱氮处理室处理后的河水流入沉淀池进行沉淀。
特别地，所述搅拌装置采用磁力搅拌器。
特别地，所述沉淀池内河水的沉淀时间为3～5小时。
本发明的有益效果为，与现有技术相比所述重污染河水电解脱氮除磷系统将脱氮和除磷两个过程整合到同一个装置中，达到脱氮除磷一体化；同时利用电化学过程中产生的物质将氮磷去除，具有占地小、成本低、处理效果好、受环境影响小。所述重污染河水电解脱氮除磷方法采用电解处理，而且先将重污染河水进行脱氮处理，该过程中pH值下降，有利于除磷过程；然后进行除磷，除磷过程pH值上升，有利于氮的去除，最后进行再次脱氮处理，具有无二次污染、安全可靠、去除效果稳定，pH值不会产生明显的变化，符合地表水标准，对城市地表水体污染现状的改善有重要的意义。
附图说明
图1是本发明具体实施方式1提供的重污染河水电解脱氮除磷系统的结构示意图。
图中：
1、进水池；2、蠕动泵；3、电解槽；4、沉淀池；5、上隔板；6、下隔板；7、第一脱氮处理室；8、除磷处理室；9、第二脱氮处理室；10、磁力搅拌器；11、磁力搅拌子；12、电极固定板；13、直流稳压电源；14、电极。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
请参阅图1所示，图1是本发明具体实施方式1提供的重污染河水电解脱氮除磷系统的结构示意图。
本实施例中，一种重污染河水电解脱氮除磷系统包括进水池1、蠕动泵2、电解槽3和沉淀池4，所述电解槽3由有机玻璃制成，尺寸为370mm×120mm×120mm，且所述电解槽3由上隔板5和下隔板6分割成相连通的第一脱氮处理室7、除磷处理室8和第二脱氮处理室9，且所述电解槽3的顶部和底部对应设置有卡槽，所述上隔板5的一端卡于电解槽3顶部的卡槽内，另一端与电解槽3的底部留有间隙，所述下隔板6的一端卡于电解槽3底部的卡槽内，另一端与电解槽3的顶部留有间隙。
所述蠕动泵2通过管路与第一脱氮处理室7的底部相连通，所述沉淀池4通过管路与第二脱氮处理室9的顶部相连通，所述电解槽3下方的磁力搅拌器10，配合磁力搅拌器10于各个处理室的底部设置有磁力搅拌子11。
所述各个处理室内通过电极固定板12设置有电极14，所述电极14电连接直流稳压电源13，所述第一脱氮处理室7和第二脱氮处理室9内的阳极为钛氧化物涂层电极，阴极为石墨，所述除磷处理室8内的阳极为铁电极，阴极为石墨。
所述重污染河水电解脱氮除磷系统的处理方法为：
1)将重污染河水通过蠕动泵2送入第一脱氮处理室7进行电解脱氮处理，此过程中通过磁力搅拌子11对河水搅拌，且该过程中pH值下降，有利于除磷过程；
2)经第一脱氮处理室7处理后的河水流入除磷处理室8进行电解除磷处理，此过程中通过磁力搅拌子11对河水搅拌，该过程pH值上升，有利于氮的去除；
3)经除磷处理室8处理后的河水流入第二脱氮处理室9再次进行电解脱氮处理，此过程中通过磁力搅拌子11对河水搅拌；
4)经第二脱氮处理室9处理后的河水流入沉淀池4沉淀3个小时即可。
以某城市重污染河道作为研究对象，进行电解脱氮除磷。在未进行水体修复前，测定河流水体中总氮、总磷分别为23.86mg/L、1.76mg/L，此类水体水质处于劣V类标准。经过电解脱氮除磷技术处理后，水质报告显示：总氮、总磷、高锰酸盐的含量分别为1.79mg/L、0.10mg/L。即经过该方法处理后，河道水体明显得到水质改善。
以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述事例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种重污染河水电解脱氮除磷系统，其包括供水装置、电解槽和沉淀池，其特征在于，所述电解槽包括相连通的第一脱氮处理室、除磷处理室和第二脱氮处理室，所述供水装置与第一脱氮处理室相连通，所述第二脱氮处理室与沉淀池相连通，各个处理室的底部设置有搅拌装置，且所述各个处理室内通过电极固定板设置有阴、阳极，所述阴、阳极电连接直流稳压电源。
2.根据权利要求1所述的重污染河水电解脱氮除磷系统，其特征在于，所述第一、二脱氮处理室内的阳极为钛氧化物涂层电极，阴极为石墨，所述除磷处理室内的阳极为铁电极，阴极为石墨。
3.根据权利要求1或2所述的重污染河水电解脱氮除磷系统，其特征在于，所述搅拌装置为设置于电解槽下方的磁力搅拌器，配合磁力搅拌器于各个处理室的底部设置有磁力搅拌子。
4.根据权利要求3所述的重污染河水电解脱氮除磷系统，其特征在于，所述电解槽由上、下隔板分割成相连通的第一脱氮处理室、除磷处理室和第二脱氮处理室，且所述电解槽的顶部和底部对应设置有卡槽，所述上隔板的一端卡于电解槽顶部的卡槽内，另一端与电解槽的底部留有间隙，所述下隔板的一端卡于电解槽底部的卡槽内，另一端与电解槽的顶部留有间隙。
5.根据权利要求3所述的重污染河水电解脱氮除磷系统，其特征在于，所述供水装置包括进水池和蠕动泵，所述蠕动泵通过管路与所述第一脱氮处理室的底部相连通，所述沉淀池通过管路与第二脱氮处理室的顶部相连通。
6.根据权利要求1所述的重污染河水电解脱氮除磷系统，其特征在于，所述电解槽采用有机玻璃制成。
7.一种重污染河水电解脱氮除磷方法，其特征在于：其包括以下步骤：
1)将重污染河水通过蠕动泵送入第一脱氮处理室进行电解脱氮处理，此过程中通过搅拌装置搅拌；
2)经第一脱氮处理室处理后的河水流入与第一脱氮处理室相连通的除磷处理室进行电解除磷处理，此过程中通过搅拌装置搅拌；
3)经除磷处理室处理后的河水流入与除磷处理室相连通的第二脱氮处理室再次进行电解脱氮处理，此过程中通过搅拌装置搅拌；
4)经第二脱氮处理室处理后的河水流入沉淀池进行沉淀。
8.根据权利要求7所述的重污染河水电解脱氮除磷方法，其特征在于，所述搅拌装置采用磁力搅拌器。
9.根据权利要求7所述的重污染河水电解脱氮除磷方法，其特征在于，所述沉淀池内河水的沉淀时间为3～5小时。
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