CN204474472U - 一种用于处理高氯难降解废水的内循环电解装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于处理高氯难降解废水的内循环电解装置，包括进水泵、进水管、电解反应器、催化氧化反应器、出水管、回流泵和回流管，所述进水泵的输出端通过进水管连通所述电解反应器的一端，所述电解反应器的另一端通过管道连通所述催化氧化反应器的下部，所述催化氧化反应器的上部设有所述出水管，所述催化氧化反应器的下部还通过管道连接所述回流泵的输入端，所述回流泵的输出端通过回流管连通所述进水管。废水依次经过电解和催化氧化，提高了废水处理效率，部分经处理后的液体在回流泵的作用下回流到电解反应器中，实现氯离子的部分回收利用，降低电解装置的电耗及次氯酸钠催化氧化的药剂消耗，降低装置的运行成本、投资及占地。

Description

一种用于处理高氯难降解废水的内循环电解装置

技术领域

本实用新型涉及废水净化设备技术领域，尤其涉及一种用于处理高氯难降解废水的内循环电解装置。

背景技术

对于高盐、难降解废水的处理是近几年国内外学者研究的一个热点，常用的化学氧化主要是高级氧化工艺，高级氧化技术在处理废水方面有生物法和物理法等无法比拟的优势，具有效率高、处理彻底等优点。但是大多数的高级氧化技术存在设备投资高、操作复杂、运行费用高等缺点，如湿式氧化工艺需要在高温高压条件下运行，设备投资和运行成本都很高；臭氧氧化工艺中臭氧发生器稳定性要求高且运行成本很高；芬顿氧化工艺操作复杂且消耗大量的化学试剂，而且会产生大量的化学污泥。

废水中的有机物复杂多样，其抗氧化能力强弱不同，单独采用某一种化学处理的工艺难以达到预期的目标。目前很多环保公司通常采用多种物化处理的工艺与生化处理工艺相结合的多种工艺组合的复合式的路线处理高盐、难降解、有毒的废水，有一定的预期效果。电解氧化是外加直流电场的作用下，利用电极表面与有机物进行电子迁移对有机物进行直接降解或利用电极产生的氧化性物质如羟基自由基(·OH)、活态氧(O)、次氯酸等对有机物进行间接降解。

目前含高氯离子、难降解高浓度有机物的废水没有很好的处理工艺技术，部分石油化工的企业将这股水参杂在其它的易生化、好降解的废水中一同进行处理，部分选择了多种物化工艺技术+生化工艺技术的组合工艺进行处理，但都存在废水处理难以达标的问题，同时也存在设备投资高、操作维护复杂、运行费用很高及占地较大的问题。并且不管选择何种电解装置，若废水中的盐度很低，都需要在废水中投加一定量的盐，提高废水的电导率，才能满足电解的要求，药剂的消耗造成电解装置运行成本的上升。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能有效降低药剂使用量，降低成本的用于处理高氯难降解废水的内循环电解装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于处理高氯难降解废水的内循环电解装置，包括进水泵、进水管、电解反应器、催化氧化反应器、出水管、回流泵和回流管，所述进水泵的输出端通过进水管连通所述电解反应器的一端，所述电解反应器的另一端通过管道连通所述催化氧化反应器的一端，所述催化氧化反应器的上部设有所述出水管，所述催化氧化反应器的下部还通过管道连接连接所述回流泵的输入端，所述回流泵的输出端通过回流管连通所述进水管。

本实用新型的有益效果是：含高氯的废水通过进水泵进入电解反应器内，由于废水本身含有大量的氯离子，在电解氧化过程中产生的NaOCl、HOCl、OCl-和O₃及具有强氧化能力的OH-，通过直接和间接的反应，去除废水中的CODCr、NH3+、CN-等污染成分，电解出来的含有大量的NaOCl、HOCl、OCl-、Cl₂和O₃等物质的液体通过管道进入到催化氧化反应器中，在催化氧化器中NaOCl与废水中的有机物进一步发生反应生成氯离子，一部分经催化氧化后的液体在回流泵的作用下回流到电解反应器中，实现氯离子的部分回收利用，提高了电解催化氧化工艺进水中的电导率，可以降低电解催化氧化槽的电压，降低电耗，从而降低电解装置的电耗及次氯酸钠催化氧化的药剂消耗，降低装置的运行成本、投资及占地等。

废水中氨氮可以高效去除，去除率可以达到95％以上，其反应机理如下：

废水中氰可以高效去除，其反应机理如下：

1、通过电解的直接氧化

CN^-+2OH^-→CNO^-+HO+2e^-

CNO^-+OH^-→2CO₂↑+N₂↑+2HO₂+6e^-

CNO^-+HO^-→NH₄ ⁺+CO₃ ^2-

2NH₄ ⁺+3Cl₂→N₂↑+6HCl

2、通过电解的间接氧化(O₃、NaOCl)

CN^-+OCN^-+2O₃+2H⁺→N₂↑+2CO₂↑+O₂↑

2NaCN+5NaOCl+H₂O→N₂↑+2CO₂↑+2NaOH+5NaCl

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述电解反应器包括电解箱和整流器，所述电解箱内设有阳极电解片和阴极电解片，所述整流器的正极输出端通过电线连接所述阳极电解片，所述整流器的负极输出端通过电线连接所述阴极电解片。

进一步，所述阳极电解片为钛金属片，所述阴极电解片为不锈钢。

进一步，所述阳极电解片和所述阴极电解片均竖直设置在所述电解箱内，且相互平行的间隔排列。

采用上述进一步方案的有益效果是：由于钛基电极具有较高的氧化电位，采用钛为阳极电解片具有更高的氧化能力。

进一步，所述催化氧化反应器包括催化箱以及设在所述催化箱内的催化剂。

进一步，所述回流管上安装有回流计量泵。

采用上述进一步方案的有益效果是：在回流管上安装回流计量可以通过调节计量泵来实现对回流量的控制。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、进水泵，2、进水管，3、电解反应器，3-1、电解箱，3-2、整流器，3-3、阳极电解片，3-4、阴极电解片，4、催化氧化反应器，4-1、催化箱，4-2、催化剂，5、出水管，6、回流泵，7、回流管，8、回流计量泵。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型包括进水泵1、进水管2、电解反应器3、催化氧化反应器4、出水管5、回流泵6和回流管7，所述进水泵1的输出端通过进水管2连通所述电解反应器3的一端，所述电解反应器3的另一端通过管道连通所述催化氧化反应器4的下部，所述催化氧化反应器4的上部设有所述出水管5，所述催化氧化反应器4的下部还通过管道连接连接所述回流泵6的输入端，所述回流泵6的输出端通过回流管7连通所述进水管2。所述电解反应器3包括电解箱3-1和整流器3-2，所述电解箱3-1内设有阳极电解片3-3和阴极电解片3-4，所述整流器3-2的正极输出端通过电线连接所述阳极电解片3-3，所述整流器3-2的负极输出端通过电线连接所述阴极电解片3-4。所述阳极电解片3-3为钛金属片，所述阴极电解片3-4为不锈钢。所述阳极电解片3-3和所述阴极电解片3-4均竖直设置在所述电解箱3-1内，且相互平行的间隔排列。所述催化氧化反应器4包括催化箱4-1以及设在所述催化箱4-1内的催化剂4-2。所述回流管7上安装有回流计量泵8。

含高氯的废水通过进水泵1进入电解反应器3内，由于废水本身含有大量的氯离子，在电解氧化过程中产生的NaOCl、HOCl、OCl-和O₃及具有强氧化能力的OH-，通过直接和间接的反应，去除废水中的CODCr、NH3+、CN-等污染成分，电解出来的含有大量的NaOCl、HOCl、OCl-、Cl₂和O₃等物质的液体通过管道进入到催化氧化反应器4中，在催化氧化器中NaOCl与废水中的有机物进一步发生反应生成氯离子，一部分经催化氧化后的液体在回流泵6的作用下回流到电解反应器3中，实现氯离子的部分回收利用，提高了电解催化氧化工艺进水中的电导率，可以降低电解催化氧化槽的电压，降低电耗，从而降低电解装置的电耗及次氯酸钠催化氧化的药剂消耗，降低装置的运行成本、投资及占地等。

本实用新型利用安装有不溶性电极(Ir/Ti)为阳极，不锈钢为阴极的电解反应槽，以氯化钠为电解质，在电解氧化过程中产生的NaOCl、HOCl、OCl^-和O₃及具有强氧化能力的OH^-，通过直接和间接的反应，去除废水中的NH₃ ⁺、CN^-等污染成分的技术。以电解催化氧化为核心的内循环电解装置形成了氯元素在工艺中的“有益内循环”，既能达到对废水的处理深度，又能有效降低废水的处理成本。废水中的氯离子经电解为次氯酸，电解出水中的次氯酸在专用催化剂4-2的作用下与废水中的有机物发生反应后变成氯离子溶解在水中，部分氯离子再回流到电解装置的进水中。将单独的电解工艺与次氯酸钠催化氧化工艺进行有机的结合和利用，从而降低电解装置的电耗及次氯酸钠催化氧化的药剂消耗，降低装置的运行成本、投资及占地等。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于处理高氯难降解废水的内循环电解装置，其特征在于，包括进水泵(1)、进水管(2)、电解反应器(3)、催化氧化反应器(4)、出水管(5)、回流泵(6)和回流管(7)，所述进水泵(1)的输出端通过进水管(2)连通所述电解反应器(3)的一端，所述电解反应器(3)的另一端通过管道连通所述催化氧化反应器(4)的下部，所述催化氧化反应器(4)的上部设有所述出水管(5)，所述催化氧化反应器(4)的下部还通过管道连接连接所述回流泵(6)的输入端，所述回流泵(6)的输出端通过回流管(7)连通所述进水管(2)。

2.根据权利要求1所述的一种用于处理高氯难降解废水的内循环电解装置，其特征在于，所述电解反应器(3)包括电解箱(3-1)和整流器(3-2)，所述电解箱(3-1)内设有阳极电解片(3-3)和阴极电解片(3-4)，所述整流器(3-2)的正极输出端通过电线连接所述阳极电解片(3-3)，所述整流器(3-2)的负极输出端通过电线连接所述阴极电解片(3-4)。

3.根据权利要求2所述的一种用于处理高氯难降解废水的内循环电解装置，其特征在于，所述阳极电解片(3-3)为钛金属片，所述阴极电解片(3-4)为不锈钢。

4.根据权利要求2或3所述的一种用于处理高氯难降解废水的内循环电解装置，其特征在于，所述阳极电解片(3-3)和所述阴极电解片(3-4)均竖直设置在所述电解箱(3-1)内，且相互平行的间隔排列。

5.根据权利要求1至3任一项所述的一种用于处理高氯难降解废水的内循环电解装置，其特征在于，所述催化氧化反应器(4)包括催化箱(4-1)以及设在所述催化箱(4-1)内的催化剂(4-2)。

6.根据权利要求1至3任一项所述的一种用于处理高氯难降解废水的内循环电解装置，其特征在于，所述回流管(7)上安装有回流计量泵(8)。