CN109626708A

CN109626708A - 用于废水处理的电催化氧化系统

Info

Publication number: CN109626708A
Application number: CN201811343600.2A
Authority: CN
Inventors: 程子渊; 程良文
Original assignee: Hubei Huiyi Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Hubei Huiyi Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2018-11-13
Filing date: 2018-11-13
Publication date: 2019-04-16

Abstract

本发明公开了一种用于废水处理的电催化氧化系统，包括预处理池、进水泵、电催化氧化池、稳定过滤池、混合反应池以及生物降解体池，其中稳定过滤池顶部、电催化氧化池底部以及生物过滤池中均设置有曝气管，且电催化氧化池顶部还设置反冲水水管用于冲洗电极。通过曝气可以使溶液充分搅拌，从而减少了浓差极化，减轻了极板的腐蚀程度，节省了费用，且给电催化提供了大量的氧气，使难降解的有机物能够更彻底的得到分解，更大程度上的增大了可生化性。且反冲洗管反冲器对电催化氧化器的极板进行清洗除污，减少蚀损，延长使用寿命并提高处理效率，由此达到降低能耗和投资成本的作用。

Description

用于废水处理的电催化氧化系统

技术领域

本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种电催化氧化含聚废水的系统及方法。

背景技术

电催化氧化技术作为一种高级氧化处理技术，尤其高盐难降解污水，它通过在电极表面产生强氧化基团，如·OH、·ClO、·ClO₂等，可使水相中难降解污染物彻底矿化，实现污染物的快速有效去除。因此，将电催化氧化技术用于高盐难降解废水处理具有很大技术优势，但同时存在一些问题，主要表现在以下几个方面：1污染物氧化去除不彻底，尤其对于一些大分子难降解有机物，通过开环、断链后，变为结构更为稳定的小分子物质，但难以将其彻底矿化为二氧化碳和水；2随着废水中有机污染物浓度降低，电解效率显著下降，能耗增大，处理成本大大增加；3含聚废水中常含有大量氯代有机物，经高级氧化处理后，结构更加稳定，并且部分有机物具有一定毒性，不利于生物降解作用；4当污水中氮、磷超标时，单纯电催化氧化工艺难以满足处理技术要求；5设备工作后极板吸污累积增多，蚀损严重，固影响设备寿命、效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是解决上述现有技术的不足，提供一种用于废水处理的电催化氧化系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于废水处理的电催化氧化系统，包括预处理池、进水泵、电催化氧化池、稳定过滤池、混合反应池以及生物降解体池；所述预处理池对废水进行初步处理；所述电催化氧化池主要由阳极组、阴极组和电催化助剂构成，阳极组和阴极组均由数组高效改性电极交替串联而成，电催化氧化池底部设置有进水口，且进口通过水泵连接预处理池，电催化氧化池末端设置有折流混合通道，折流混合通道由两个折流板构成，电催化氧化池的出水经过折流混合通道流入稳定过滤池，混合反应池经流程泵与生物降解体池入口相连，使得混合反应池出水由流程泵提升至生物降解体池中；稳定过滤池上部通过出水口与混合反应池相连；其中稳定过滤池顶部、电催化氧化池底部以及生物过滤池中均设置有曝气管，且电催化氧化池顶部还设置反冲水水管用于冲洗电极。

进一步的，所述的电催化助剂以γ-Al₂O₃为载体，表面负载二氧化钛、二氧化锰、硫化镉中的一种或多种物质，具有蜂窝多孔结构；阳极由钛基体、亚氧化钛中间层及铈-二氧化铅层组成。

进一步的，稳定过滤池中装填有多组零价铁床层，零价铁床层单组装填高度约为20cm，总装填高度约为稳定过滤池高度的1/4～1/2，每组之间由钛丝网隔开，底部由承托层支撑；零价铁床层由零价铁颗粒、铁片或铁屑通过碱化、酸洗填装而成，具有催化还原活性，粒径大小约为1～2cm。

进一步的，所述生物氧化装置包括壳体，壳体为双锥连体结构，壳体底部为两个连体的污泥斗，所述壳体上端设置至少一个污水入口，每个所述污泥斗侧面均设置至少一个处理水出口，壳体内部中间位置横向固定设置一分隔板，所述分隔板将壳体分隔成一级填料氧化池和二级填料氧化池，一级填料氧化池和二级填料氧化池侧面均设置振动器)，并在所述分隔板中心位置设有污水二次入口，所述一级填料氧化池、二级填料氧化池两者底部中心位置分别向上、向下设置第一布气管和第二布气管。

进一步的，在电催化氧化池的上方设置有清除刮板、电机以及传动链条，电机通过传动链条带动清除刮板往复运动，还设置一个用于将所述泡沫清除装置清除的泡沫收集的收集槽。

从上述技术方案可以看出本发明具有以下优点：通过曝气可以使溶液充分搅拌，从而减少了浓差极化，减轻了极板的腐蚀程度，节省了费用，且给电催化提供了大量的氧气，可以通过电场作用形成更多的羟基自由基，使难降解的有机物能够更彻底的得到分解，更大程度上的增大了可生化性。且反冲洗管反冲器对电催化氧化器的极板进行清洗除污，减少蚀损，延长使用寿命并提高处理效率，由此达到降低能耗和投资成本的作用；通过电催化氧化系统外加直流电源，使极板表面催化产生大量强氧化基团，如·OH、·ClO、·ClO₂等，通过开环、断链作用可实现一部分易降解物质彻底矿化为二氧化碳和水，使含聚废水中难降解物质转变为可生化小分子物质，提高废水可生化性；通过强氧化作用，使废水中含氮、含磷类物质充分释放，便于后续生化工艺处理；通过零价铁床层催化还原作用，可显著进一步降低废水毒性和氧化还原电位，为生物降解体系提供良好的水环境，并且显著提高了系统抗冲击能力，保证系统稳定运行；通过生物降解体系高效生物降解菌深度降解，废水中小分子物质得到进一步去除，提高了出水水质，并且通过生物脱氮除磷过程，进一步提高出水指标。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中生物氧化装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做具体说明。

如图1所示，本发明的用于废水处理的电催化氧化系统，包括预处理池1、进水泵、电催化氧化池2、稳定过滤池3、混合反应池4以及生物降解体池5；所述预处理池1对废水进行初步处理；电催化氧化池则用来对水中的聚合物进行氧化降解，其主要由阳极组、阴极组和电催化助剂22构成，阳极组和阴极组均由数组高效改性电极交替串联而成，电催化氧化池底部设置有进水口，且进口通过水泵连接预处理池，电催化氧化池末端设置有折流混合通道24，折流混合通道24由两个折流板23构成，折流板间距在0.05m～0.30m之间，电催化氧化池的出水经过折流混合通道流入稳定过滤池3，混合反应池4经流程泵与生物降解体池入口相连，使得混合反应池出水由流程泵提升至生物降解体池5中；稳定过滤池3上部通过出水口与混合反应池相连；其中稳定过滤池顶部、电催化氧化池底部以及生物过滤池中均设置有曝气管 21，且电催化氧化池顶部还设置反冲水水管25用于冲洗电极，

本发明通过曝气可以使溶液充分搅拌，从而减少了浓差极化，减轻了极板的腐蚀程度，节省了费用，且给电催化提供了大量的氧气，可以通过电场作用形成更多的羟基自由基，使难降解的有机物能够更彻底的得到分解，更大程度上的增大了可生化性。且反冲洗管反冲器对电催化氧化器的极板进行清洗除污，减少蚀损，延长使用寿命并提高处理效率，由此达到降低能耗和投资成本的作用。

所述的电催化助剂以γ-Al₂O₃为载体，表面负载二氧化钛、二氧化锰、硫化镉中的一种或多种物质，具有蜂窝多孔结构；阳极由钛基体、亚氧化钛中间层及铈-二氧化铅层组成。采用钛基体表面喷涂亚氧化钛中间层的结构，使钛基体与亚氧化钛之间匹配适宜，使得中间层与基体之间呈现相互渗透、相互咬和状态，这样在一定程度上减缓了因氧原子渗入对基体所产生的钝化过程，同时明显增强了中间层与基体之间的结合力，电催化效果好，极电极不易发生钝化作用，不影响电极催化作用，不影响除污装置的使用寿命。阳极通过氧化作用使有机污染物和部分无机污染物转化为无害物质，阴极通过还原作用去除水中的硝酸根离子和重金属离子。

稳定过滤池3中装填有数组零价铁床层31，零价铁床层31单组装填高度约为20cm，总装填高度约为稳定过滤池5高度的1/4～1/2，每组之间由钛丝网32隔开，底部由承托层33支撑；零价铁床层31由零价铁颗粒、铁片或铁屑通过碱化、酸洗填装而成，具有催化还原活性，粒径大小约为1～2cm。稳定过滤池上部设置有进气口，风机通过风管与进气口相连，将稳定过滤池产生尾气由顶部排出。

所述生物氧化装置如图2所示，包括壳体51，壳体为双锥连体结构，壳体底部为两个连体的污泥斗52，所述壳体上端设置至少一个污水入口510，每个所述污泥斗侧面均设置至少一个处理水出口54，壳体内部中间位置横向固定设置一分隔板55，所述分隔板53将壳体分隔成一级填料氧化池和二级填料氧化池，一级填料氧化池和二级填料氧化池侧面均设置振动器56，并在所述分隔板中心位置设有污水二次入口57，所述一级填料氧化池、二级填料氧化池两者底部中心位置分别向上、向下设置第一布气管58和第二布气管59。所述污水二次入口处设置推拉开关，所述推拉开关由梯形密封盖、一级推拉杆53组成，所述推拉杆53一端延伸至所述壳体外部。

双锥连体结构的底部设置两个污泥斗，该双锥连体结构能够实现一池两用的目的，上端实现生物氧化，下端实现静置沉淀，减少建造场地及成本，提高污水处理效率；其次，将现有的以及填料体该进成二级填料体，并且二级填料体采用不同的填料，通过两种不同的填料逐级对污水进行处理，而且起到互补作用，将处理的微生物范围扩大，提高处理效果；再次，在一级填料氧化池和二级填料氧化池的底部中心位置向上和向下设置第一布气管和第二布气管，通过从中心位置向两级填料氧化池内通入空气，能够保证两级填料氧化池内较均匀的曝气，防止存在侧壁处理死角；此外，在填料框的侧面一体设置振动器，通过振动器可实现自动脱膜处理，而且振动器的振幅均匀，能够将填料层的生物膜较彻底振动脱落，避免了填料层因脱膜不彻底而造成的堵塞现象，自动化脱膜还节省了劳动力，而且为了保证填料框长时间稳定工作，本发明还在填料框的上端和下端均设置缓冲器，通过缓冲器可以缓解振动器振动过程对填料框可能产生的损坏，延长其使用寿命。

此外，在电催化氧化池的上方设置有清除刮板23、电机以及传动链条27，电机通过传动链条带动清除刮板往复运动，还设置一个用于将所述泡沫清除装置清除的泡沫收集的收集槽。保持极板洁净。

含聚污水首先进入预处理池进行水质水量调节，而后由进水泵提升至电催化氧化池，由电源控制系统为电催化氧化系统3提供直流电源，电源控制系统输出电流为0～150A，电压为0～40V，具体根据废水水质、水量可调，在高效改性电极催化氧化作用下，通过开环、断链，使大分子难降解物质降解为小分子物质，含聚废水在电催化氧化系统3内水力停留20～ 30min，而后其出水由折流混合区流入稳定过滤池，在零价铁床层催化还原作用下，显著降低废水毒性和氧化还原电位，含聚废水在稳定过滤池中水力停留5～15min，稳定过滤池出水由出水口进入混合反应池，混合反应池出水由流程泵提升至生物降解体系并水力停留8～12h，通过高效生物降解菌生物降解作用，实现含聚废水深度处理并达标排放；风机提供压缩空气，一部分通过曝气盘为生化降解体系提供曝气；另一部分由进气口进入稳定过滤池并将其产生尾气由顶部排出。

Claims

1.一种用于废水处理的电催化氧化系统，其特征在于：包括预处理池、进水泵、电催化氧化池、稳定过滤池、混合反应池以及生物降解体池；所述预处理池对废水进行初步处理；所述电催化氧化池主要由阳极组、阴极组和电催化助剂构成，阳极组和阴极组均由数组高效改性电极交替串联而成，电催化氧化池底部设置有进水口，且进口通过水泵连接预处理池，电催化氧化池末端设置有折流混合通道，折流混合通道由两个折流板构成，电催化氧化池的出水经过折流混合通道流入稳定过滤池，混合反应池经流程泵与生物降解体池入口相连，使得混合反应池出水由流程泵提升至生物降解体池中；稳定过滤池上部通过出水口与混合反应池相连；其中稳定过滤池顶部、电催化氧化池底部以及生物过滤池中均设置有曝气管，且电催化氧化池顶部还设置反冲水水管用于冲洗电极。

2.根据权利要求1所述的用于废水处理的电催化氧化装置，其特征在于：所述的电催化助剂以γ-Al₂O₃为载体，表面负载二氧化钛、二氧化锰、硫化镉中的一种或多种物质，具有蜂窝多孔结构；阳极由钛基体、亚氧化钛中间层及铈-二氧化铅层组成。

3.根据权利要求1所述的用于废水处理的电催化氧化装置，其特征在于：稳定过滤池中装填有多组零价铁床层，零价铁床层单组装填高度约为20cm，总装填高度约为稳定过滤池高度的1/4～1/2，每组之间由钛丝网隔开，底部由承托层支撑；零价铁床层由零价铁颗粒、铁片或铁屑通过碱化、酸洗填装而成，具有催化还原活性，粒径大小约为1～2cm。

4.根据权利要求1所述的用于废水处理的电催化氧化装置，其特征在于：所述生物氧化装置包括壳体，壳体为双锥连体结构，壳体底部为两个连体的污泥斗，所述壳体上端设置至少一个污水入口，每个所述污泥斗侧面均设置至少一个处理水出口，壳体内部中间位置横向固定设置一分隔板，所述分隔板将壳体分隔成一级填料氧化池和二级填料氧化池，一级填料氧化池和二级填料氧化池侧面均设置振动器)，并在所述分隔板中心位置设有污水二次入口，所述一级填料氧化池、二级填料氧化池两者底部中心位置分别向上、向下设置第一布气管和第二布气管。

5.根据权利要求1所述的用于废水处理的电催化氧化装置，其特征在于：在电催化氧化池的上方设置有清除刮板、电机以及传动链条，电机通过传动链条带动清除刮板往复运动，还设置一个用于将所述泡沫清除装置清除的泡沫收集的收集槽。