CN113461231A - 一种电催化氧化废水处理系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及废水处理技术领域，提供一种电催化氧化废水处理系统，包括箱体，所述箱体内设有进水区、污泥区、臭氧氧化区、电催化氧化区、出水区和沉渣区，所述进水区、沉渣区、电催化氧化区和出水区并排设置在箱体的上部，污泥区设置在箱体的下部，所述臭氧氧化区设于电催化氧化区和污泥区之间，所述出水区和沉渣区与电催化氧化区的顶部连通，所述电催化氧化区内设有电催化氧化组件，所述箱体外设有用于对所述臭氧氧化区进行曝气以及对所述电催化氧化组件进行气洗的臭氧供气组件，所述电催化氧化区上方设有用于将泡沫浮渣刮入到所述沉渣区的刮渣组件。因此，具有能耗低、废水处理效率高、极板使用寿命长、易维护、操作简单等优点。

Description

一种电催化氧化废水处理系统
技术领域
本申请属于废水处理技术领域，更具体地说，是涉及一种电催化氧化废水处理系统。
背景技术
电催化氧化法被认为是高级氧化技术中具有最大优势的处理方法，利用电极表面产生的羟基自由基等氧化性物质对废水中的污染物进行降解，因不需添加任何药剂、绿色环保、且降解效率高，而得到快速发展和广泛应用。
但在电催化氧化处理废水过程中，会存在以下问题：一是电催化氧化设备上端在反应过程中会有大量的泡沫浮渣产生，如果不进行处理会造成堆积和逃逸，影响周边环境；二是电催化氧化设备反应过程中所需能耗高，电流利用效率低；三是电极长时间运行表面会结垢，降低处理效率。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种电催化氧化废水处理系统，以解决现有技术中电催化氧化处理废水过程中存在泡沫浮渣难清理、电流利用效率低及电极处理效率会逐渐降低的技术问题。
为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种电催化氧化废水处理系统，包括箱体，所述箱体内设有进水区、污泥区、臭氧氧化区、电催化氧化区、出水区和沉渣区，所述进水区、所述沉渣区、所述电催化氧化区和所述出水区并排设置在所述箱体的上部，所述污泥区设置在所述箱体的下部，所述臭氧氧化区设于所述电催化氧化区和所述污泥区之间，所述出水区和所述沉渣区分别与所述电催化氧化区的顶部连通，所述电催化氧化区内设有电催化氧化组件，所述箱体外设有用于对所述臭氧氧化区进行曝气以及对所述电催化氧化组件进行气洗的臭氧供气组件，所述电催化氧化区上方设有用于将泡沫浮渣刮入到所述沉渣区的刮渣组件。
在一个实施例中，所述电催化氧化区和所述臭氧氧化区之间通过筛孔板隔开，所述电催化氧化组件包括设于所述筛孔板上方的具有多孔的钛篮，设于所述钛篮内的多维粒子颗粒，阳极板，阴极板以及分别和所述阳极板和所述阴极板电连接的电源，所述阳极板和所述阴极板之间至少设有一个所述钛篮。
在一个实施例中，所述多维粒子颗粒为活性炭颗粒、γ-Al2O3颗粒、陶瓷颗粒和铁碳颗粒中的一种。
在一个实施例中，所述箱体的侧壁设有卡槽，所述阳极板和所述阴极板分别插接于相对应的所述卡槽内，所述钛篮的顶部设有绝缘把手。
在一个实施例中，所述多维粒子颗粒的尺寸为5-20mm，所述钛篮内的所述多维粒子颗粒的填充率为10％-50％。
在一个实施例中，所述臭氧供气组件包括：臭氧发生器，与所述臭氧发生器连接的进气管、设于进气管上的第一分气管和第二分气管，所述第一分气管伸入至所述臭氧氧化区，所述第一分气管上设有多个曝气盘，所述第二分气管伸入至所述电催化氧化区并位于所述电催化氧化组件上方，所述第二分气管上间隔设有用于对所述阴极板和所述阳极板进行气洗的喷嘴。
在一个实施例中，所述进气管上设有第一阀门和第二阀门，所述第一分气管位于所述第一阀门和所述第二阀门之间的进气管上。
在一个实施例中，所述进水区和所述沉渣区通过L型隔板隔开，所述L型隔板的底部设有排渣口，所述排渣口连接有所述排渣管，所述排渣管上设有排渣控制阀。
在一个实施例中，所述刮渣组件为链条式刮板机。
在一个实施例中，所述污泥区的底部设置有围成漏斗状的多块斜板，所述斜板的最低端设有排泥口，所述排泥口连接有排泥管，所述排泥管上设有排泥控制阀。
本申请提供的电催化氧化废水处理系统的有益效果在于：通过采用电催化氧化和臭氧氧化，提高了催化氧化能力，提高了电流利用效率，通过供气组件提高了臭氧氧化能力以及对催化氧化组件进行气洗，保证催化氧化组件的氧化能力不会衰减，通过刮渣组件将泡沫浮渣自动刮入沉渣区，保证出水水质，使得本申请提供的电催化氧化废水处理系统具有能耗低、废水处理效率高、极板使用寿命长、易维护、操作简单等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的电催化氧化废水处理系统的正视平面结构示意图。
其中，图中各附图标记：
1、进水区；2、斜板；3、污泥区；4、臭氧发生器；5、第一阀门；6、曝气盘；7、臭氧氧化区；8、筛孔板；9、钛篮；10、多维粒子颗粒；11、阴阳极板；12、第二阀门；13、电催化氧化区；14、出水区；15、刮渣组件；16、沉渣区；17、排渣口；18、排渣控制阀；19、排泥口；20、排泥控制阀；21、电源；22、第一分气管；23、第二分气管；24、排渣管；25、进气管。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1所示，现对本申请实施例提供的电催化氧化废水处理系统进行说明。该电催化氧化废水处理系统，包括箱体，箱体内设有进水区1、污泥区3、臭氧氧化区7、电催化氧化区13、出水区14和沉渣区16。各区域均通过隔板隔开形成，其中废水先进入到进水区1然后留到污泥区3进行污泥沉淀，然后经污泥区3向上进入到臭氧氧化区7进行臭氧氧化，再然后向上进入到电催化氧化区13进行电氧化，净化后的污水通过自溢的方式流入到出水区14，而电催化氧化区13产生的泡沫浮渣排入到沉渣区16。
具体地，如图1所示，进水区1、沉渣区16、电催化氧化区13和出水区14并排设置在箱体的上部并通过隔板隔开，各区域的深度可以根据实际情况选择。污泥区3设置在箱体的下部，这样设置的目的是保证废水内的污泥沉淀后均落入在箱体的底部，方便将污泥排出。
如图1所示，臭氧氧化区7设于电催化氧化区13和污泥区3之间，这样进水区1内的污水经污泥区3沉淀后，污水经臭氧氧化区7进行臭氧净化后再进入到电催化氧化去进行第二次净化，保证污水的净化效果。
出水区14和沉渣区16与电催化氧化区13的顶部连通，出水区14和沉渣区16分别位于电催化氧化区13的两侧，这样可以实现电催化氧化去的净水流向出水区14，泡沫浮渣流向沉渣区16。电催化氧化区13内设有电催化氧化组件，电催化氧化组件用于实现对污水的电催化净化，箱体外设有用于对臭氧氧化区7进行曝气以及对电催化氧化组件进行气洗的臭氧供气组件，臭氧供气组件的作用是保证臭氧氧化区7的臭氧净化效果以及对电催化氧化组件进行气洗，防止污垢沉淀，保证净化能力不会衰减。电催化氧化区13上方设有用于将泡沫浮渣刮入到沉渣区16的刮渣组件15，刮渣组件15用于实现泡沫浮渣向单一方向流动，保证净水与泡沫浮渣有效分离。
在本实施例中，通过采用电催化氧化和臭氧氧化，提高了催化氧化能力，提高了电流利用效率，通过臭氧供气组件提高了臭氧氧化能力以及对催化氧化组件进行气洗，保证电催化氧化组件的氧化能力不会衰减，通过刮渣组件15将泡沫浮渣自动刮入沉渣区16，保证出水水质，使得本实施例提供的电催化氧化废水处理系统具有能耗低、废水处理效率高、极板使用寿命长、易维护、操作简单等优点。
如图1所示，在本实施例中，电催化氧化区13和臭氧氧化区7之间通过筛孔板8隔开，筛孔板8上的小孔孔径为10-30mm，筛孔板8的作用是方便气体与水通过，实现电催化氧化区13和臭氧氧化区7的连通。如图1所示，电催化氧化组件包括设于筛孔板8上方的具有多孔的钛篮9，设于钛篮9内的多维粒子颗粒10，阳极板，阴极板以及分别和阳极板和阴极板电连接的电源21，阳极板和阴极板之间至少设有一个钛篮9。钛篮9上的网孔孔径小于多维粒子颗粒10的尺寸，防止多维粒子颗粒10跑出，多维粒子颗粒10具有催化功能和导电性能，这样提高电催化氧化作用，其中阴阳极板11(指一组阴极板和阳极板)的作用是实现电催化氧化，由于该电催化氧化组件增加了钛篮9及其内的多维粒子颗粒10，使得电催化效果显著提高。
具体地，多维粒子颗粒10为活性炭颗粒、γ-Al2O3颗粒、陶瓷颗粒和铁碳颗粒中的一种。优选地，多维粒子颗粒10为γ-Al2O3颗粒，这样既可以作为电催化氧化中的多维电极粒子，又可以作为臭氧氧化催化剂，同时还可以吸附废水中的污染物。
在本实施例中，箱体的侧壁设有卡槽(图中未示出)，卡槽间隔设置有多个，阳极板和阴极板分别插接于相对应的卡槽内，这样方便阴阳极板11的更换及两者之间距离的调节。钛篮9的顶部设有绝缘把手，绝缘把手方便将钛篮9取出，方便更换钛篮9内的多维粒子颗粒10。在本实施例中，多维粒子颗粒10的尺寸为5-20mm，钛篮9内的多维粒子颗粒10的填充率为10％-50％。
在本实施例中，电源21为直流电源、交流电源或脉冲电源中的一种，优选为脉冲或直流电源。阴极板为钛板、石墨、活性炭板等中的一种，优选为钛板，阳极板为金属氧化物板、钛镀贵金属板中的一种，优选为钛镀贵金属板，阴阳板设置有至少一组。
如图1所示，臭氧供气组件包括：臭氧发生器4，与臭氧发生器4连接的进气管25、设于进气管25上的第一分气管22和第二分气管23，第一分气管22伸入至臭氧氧化区7，第一分气管22上设有多个曝气盘6，第二分气管23伸入至电催化氧化区13并位于电催化氧化组件上方，第二分气管23上间隔设有用于对阴极板和阳极板进行气洗的喷嘴。臭氧发生器4和进气管25均设置在箱体的外侧，第一分气管22和第二分气管23平行设置，第一分气管22上的曝气盘6用于对臭氧氧化区7内的污水进行曝气，以便将污水内的污染物去除，第二分气管23上的喷嘴用于对阴阳极板11进行气洗，防止污染物吸附在阴阳极板11上而影响阴阳极板11的电催化氧化能力，保证电催化氧化能力不会随着时间的推移而衰减。同时，第一分气管22曝气后的气体也可以进入到电催化氧化区13，进一步提供电催化氧化的效率。
在本实施例中，臭氧发生器4的气源为富氧、空气、液氧中的一种，优选为富氧。
在本实施例中，进气管25上设有第一阀门5和第二阀门12，第一分气管22位于第一阀门5和第二阀门12之间的进气管25上。即第一阀门5用于控制第一分气管22的通止，第二阀门12用于控制第二分气管23的通止，因此，可以根据实际情况，选择性的开启第一阀门5和第二阀门12，保证电催化氧化效率。
在本实施例中，进水区1和沉渣区16通过L型隔板隔开，L型隔板的底部设有排渣口17，排渣口17连接有排渣管24，排渣管24上设有排渣控制阀18。这样可以将泡沫浮渣排放到相对应的处理设备内进行处理。L型板的作用是可以改变进水区1内污水的流向，使得污水在箱体的底部内流动，方便污水内的固体杂物沉淀。沉渣区16的深度低于电催化氧化区13的深度。
如图1所示，在本实施例中，刮渣组件15为链条式刮板机。链条式刮板机包括链轮、链条、多个刮板及电机，电机驱动链轮转动，从而驱使链条转动，以至于刮板在电催化氧化区13的顶部移动，从而将产生的泡沫浮渣刮送至沉渣区16。沉渣区16和电催化氧化区13之间的隔板高度高于电催化氧化区13与出水区14之间的隔板高度，这样电催化氧化区13内的净水可以通过溢流的方式流入到出水区14，而电催化氧化区13内的泡沫浮渣必须通过刮板才能进入沉渣区16内，这样保证出水的方向和泡沫浮渣的排出方向具有单一性且两者方向相反。电机为调速电机，这样可以根据泡沫浮渣的量选择不同的转速。
如图1所示，在本实施例中，污泥区3的底部设置有围成漏斗状的多块斜板2，斜板2的最低端设有排泥口19，排泥口19连接有排泥管，排泥管上设有排泥控制阀20。这样设置的目的是方便自动收集污水中沉淀出来的污泥，然后排出箱体外，保证箱体内的容量。在本实施例中，各斜板2的倾斜角度为30°-60°。
在本实施例中，通过采用电催化氧化、臭氧氧化以及投加多维粒子颗粒10联用形成臭氧氧化-多维电催化氧化解决电催化氧化能耗高、电流利用效率低的问题，并且臭氧可以促进电催化氧化处理效果，同时多维粒子颗粒10具有催化剂和吸附剂的效果，提高处理效率，降低能耗，污水处理效果好。通过阴阳极板11上部设置的喷嘴和底部设置的曝气盘6用于对阴阳极板11进行清洗，并且臭氧可以对阴阳极板11表面粘附的污染物进行降解，防止阴阳极板11结垢，延长阴阳极板11的使用寿命。通过增加链条式刮渣机解决反应过程中产生的大量泡沫，同时于出水区14和电催化氧化区13之间的隔板设置三角溢流槽，保障出水水质。通过在电催化氧化区13等距设置卡槽结构，用于安装阴阳极板11，一方面便于调整阴阳极板11之间的间距，另一方面便于阴阳极板11的更换。同时设置可提式的钛篮9，内置多维电极粒子，便于多维粒子颗粒10的更换。因此，本实施例提供的电催化氧化废水处理系统具有处理能耗低、废水处理效率高、极板使用寿命长、易维护、操作简单等优点，并可应用于印染废水、制药废水、垃圾渗滤液等领域废水处理。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电催化氧化废水处理系统，其特征在于，包括箱体，所述箱体内设有进水区(1)、污泥区(3)、臭氧氧化区(7)、电催化氧化区(13)、出水区(14)和沉渣区(16)，所述进水区(1)、所述沉渣区(16)、所述电催化氧化区(13)和所述出水区(14)并排设置在所述箱体的上部，所述污泥区(3)设置在所述箱体的下部，所述臭氧氧化区(7)设于所述电催化氧化区(13)和所述污泥区(3)之间，所述出水区(14)和所述沉渣区(16)分别与所述电催化氧化区(13)的顶部连通，所述电催化氧化区(13)内设有电催化氧化组件，所述箱体外设有用于对所述臭氧氧化区(7)进行曝气以及对所述电催化氧化组件进行气洗的臭氧供气组件，所述电催化氧化区(13)上方设有用于将泡沫浮渣刮入到所述沉渣区(16)的刮渣组件(15)。
2.如权利要求1所述的电催化氧化废水处理系统，其特征在于：所述电催化氧化区(13)和所述臭氧氧化区(7)之间通过筛孔板(8)隔开，所述电催化氧化组件包括设于所述筛孔板(8)上方的具有多孔的钛篮(9)，设于所述钛篮(9)内的多维粒子电极，阳极板，阴极板以及分别和所述阳极板和所述阴极板电连接的电源(21)，所述阳极板和所述阴极板之间至少设有一个所述钛篮(9)。
3.如权利要求2所述的电催化氧化废水处理系统，其特征在于：所述多维粒子颗粒(10)为活性炭颗粒、γ-Al2O3颗粒、陶瓷颗粒和铁碳颗粒中的一种。
4.如权利要求3所述的电催化氧化废水处理系统，其特征在于：所述箱体的侧壁设有卡槽，所述阳极板和所述阴极板分别插接于相对应的所述卡槽内，所述钛篮(9)的顶部设有绝缘把手。
5.如权利要求4所述的电催化氧化废水处理系统，其特征在于：所述多维粒子颗粒(10)的尺寸为5-20mm，所述钛篮(9)内的所述多维粒子颗粒(10)的填充率为10％-50％。
6.如权利要求2所述的电催化氧化废水处理系统，其特征在于：所述臭氧供气组件包括：臭氧发生器(4)，与所述臭氧发生器(4)连接的进气管(25)、设于进气管(25)上的第一分气管(22)和第二分气管(23)，所述第一分气管(22)伸入至所述臭氧氧化区(7)，所述第一分气管(22)上设有多个曝气盘(6)，所述第二分气管(23)伸入至所述电催化氧化区(13)并位于所述电催化氧化组件上方，所述第二分气管(23)上间隔设有用于对所述阴极板和所述阳极板进行气洗的喷嘴。
7.如权利要求6所述的电催化氧化废水处理系统，其特征在于：所述进气管(25)上设有第一阀门(5)和第二阀门(12)，所述第一分气管(22)位于所述第一阀门(5)和所述第二阀门(12)之间的进气管(25)上。
8.如权利要求1-7中任一项所述的电催化氧化废水处理系统，其特征在于：所述进水区(1)和所述沉渣区(16)通过L型隔板隔开，所述L型隔板的底部设有排渣口(17)，所述排渣口(17)连接有所述排渣管(24)，所述排渣管(24)上设有排渣控制阀(18)。
9.如权利要求8所述的电催化氧化废水处理系统，其特征在于：所述刮渣组件(15)为链条式刮板机。
10.如权利要求9所述的电催化氧化废水处理系统，其特征在于：所述污泥区(3)的底部设置有围成漏斗状的多块斜板(2)，所述斜板(2)的最低端设有排泥口(19)，所述排泥口(19)连接有排泥管，所述排泥管上设有排泥控制阀(20)。
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