CN204848379U - 一种印染废水电化学处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种印染废水电化学处理装置，包括磁力搅拌器、电解槽、阳极板、阴极板、脉冲电源输出装置和变压装置，磁力搅拌器作为基础支撑体；电解槽放置在所述磁力搅拌器上，其内设置有电解液，并且通过所述磁力搅拌器搅拌所述电解液；阳极板和阴极板并排设置并且均伸入所述电解液中；脉冲电源输出装置分别与阳极板和阴极板连接，用于向阳极板和阴极板输出脉冲电压或脉冲电流；变压装置与脉冲电源输出装置连接，用于调节脉冲输出装置输出的脉冲电压或脉冲电流的大小。本处理装置采用脉冲电化学法，可以影响电极过程中液相传质、双电层的电容效应、吸附和脱附现象等，能大幅度地提高废水处理效率，减缓电极结垢钝化现象。
Description
技术领域
本实用新型属于废水处理领域，更具体地，涉及一种印染废水电化学处理装置。
背景技术
印染废水主要来源于纺织品、造纸、制革、食品、化妆品等领域，对水生生物具有毒性和致癌性。其中，印染纺织行业中主要是偶氮染料和蒽醌染料，在染料染色、固着和漂洗工艺有15％-20％的染料进入废水。染料废水具有色度高、成分复杂、COD浓度高、高毒性、可生化性差和水质水量变化大等特点，直接排放会造成严重水污染，属较难处理的工业废水。
目前，国内外目前常用的是物理化学法、生物化学法和化学氧化法。染料废水常用的物理化学处理方法主要包括吸附法、沉淀法、絮凝法和膜分离法等，其主要是通过物理化学作用实现印染废水的脱色处理。但常用的活性炭吸附法废水处理后容易引起二次污染；膜分离法受到膜价格高和处理成本较高问题、膜易堵塞和膜污染导致膜通量下降问题、膜组件工作时间短，需要经常更换，加大运行成本问题、定期清洗困难问题等限制；沉淀法、絮凝法易产生大量污泥。
生物化学法是废水中的微生物利用污染物质生长和增殖，并通过自身的新陈代谢将污染物质分解转化为小分子物质，破坏染料分子的发色基团从而使染料脱色。但微生物对营养、PH、温度等条件要求苛刻，难以适应水质波动大的废水处理，而且占地面积大，因而在实际推广中有一定难度。
化学氧化是利用氧化剂与染料发生氧化还原反应，破坏染料分子的发色基团和不饱和键，使染料废水脱色，同时可以提高废水的可生化性和降低废水COD和TOC等。目前，化学氧化法主要研究以·OH自由基、次氯酸等氧化剂快速降解污染物质的高级氧化技术，而电化学氧化技术能高效地处理各种工业废水，如苯、苯醌、酚类、氯酚类、烃类、氰化物和印染等废水。电化学氧化法中采用的电源主要有直流电源、脉冲电源和高能电子束等。传统电化学氧化方法一般采用直流电源作为供能装置，但这种方法存在电能消耗高、电极易结垢钝化和处理效率低等缺点。
实用新型内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种印染废水电化学处理装置，目的在于实现一种处理成本低、处理效果好、能减少二次污染的印染废水处理方法。
为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种印染废水电化学处理装置，其特征在于：包括磁力搅拌器、电解槽、阳极板、阴极板、脉冲电源输出装置和变压装置，其中，
所述磁力搅拌器作为基础支撑体，用于支撑所述电解槽；
所述电解槽放置在所述磁力搅拌器上，其内设置有电解液，并且通过所述磁力搅拌器搅拌和所述电解液，以加快电解槽内电解反应速度从而缩短反应时间；
所述阳极板和阴极板并排设置并且均伸入所述电解液中；
所述脉冲电源输出装置分别与所述阳极板和阴极板连接，用于向阳极板和阴极板输出脉冲电压或脉冲电流；
所述变压装置与脉冲电源输出装置连接，用于调节脉冲输出装置输出的脉冲电压或脉冲电流的大小。
优选地，所述脉冲电源输出装置输出的脉冲电压的大小为15V，占空比为0.5，频率为5kHz，脉宽为100μs。
优选地，所述脉冲电源输出装置输出的脉冲波形为正向方波。
优选地，所述脉冲电源输出装置输出脉冲电压；所述变压装置为调压器，以用于调节输入给脉冲电源输出装置的电压，进而调节脉冲电源输出装置输出的脉冲电压的大小。
总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1)本装置采用脉冲电化学法，实现了不断重复进行“供电-断电-供电”交替供电的方式，能有效地降低电能消耗；
2)本装置采用脉冲电化学法，脉冲供电-断电-供电交替进行，可以影响电极过程中液相传质、双电层的电容效应、吸附和脱附现象等，能大幅度地提高废水处理效率，减缓电极结垢钝化现象。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，一种印染废水电化学处理装置，包括磁力搅拌器4、电解槽3、阳极板1-1、阴极板1-2、脉冲电源输出装置5和变压装置6，其中，所述磁力搅拌器4作为基础支撑体，用于支撑所述电解槽3；所述电解槽3放置在所述磁力搅拌器4上，其内设置有电解液2，并且通过所述磁力搅拌器4搅拌所述电解液2，以加快电解槽3内电解反应速度从而缩短反应时间；所述阳极板1-1和阴极板1-2并排设置并且均伸入所述电解液2中；所述脉冲电源输出装置5分别与所述阳极板1-1和阴极板1-2连接，用于向阳极板1-1和阴极板1-2输出脉冲电压或脉冲电流，即将电源以脉冲电源形式输出；所述变压装置6与脉冲电源输出装置5连接，用于调节脉冲电源输出装置5输出的脉冲电压或脉冲电流的大小。
其中，阳极板1-1和阴极板1-2共同组成的二维电极体系，其以Ti/IrO2-RuO2-SnO2为阳极，以Ti为阴极，每个极板面积均为15cm2，两极板的极间距为2.0cm。
进一步，所述脉冲电源输出装置5输出的脉冲电压的大小为15V，占空比为0.5，频率为5kHz，脉宽为100μs。
进一步，所述脉冲电源输出装置5输出的脉冲波形为正向方波，以达到节能的效果。
进一步，所述脉冲电源输出装置5输出脉冲电压；所述变压装置6为调压器，以用于调节输入给脉冲电源输出装置5的电压，进而控制脉冲电源输出装置输出的脉冲电压的大小，这样通过变压装置6就能方便地进行调节脉冲电压。变压装置6安装在电源和脉冲电源输出装置5之间，可以调整加载至脉冲电源输出装置5上的电压、电流和功率，然后经脉冲电源输出装置5内部处理后，输出脉冲电压或脉冲电流到阳极板1-1和阴极板1-2。
本处理装置采用脉冲电化学法，实现了不断重复进行“供电-断电-供电”交替供电的方式，能有效地降低电能消耗；
本处理装置采用脉冲电化学法，脉冲供电-断电-供电交替进行，可以影响电极过程中液相传质、双电层的电容效应、吸附和脱附现象等，能大幅度地提高废水处理效率，减缓电极结垢钝化现象。
以下结合单一染料印染废水的降解来叙述本处理装置的工作：
本装置设定为：采用的NaCl浓度为1.5g/L作为电解液2、两极板之间的电压为15V、占空比为0.5、频率为5kHz、脉宽为100μs，针对浓度100mg/L的单一染料印染废水进行脉冲放电电化学氧化处理，可确定各单一染料印染废水降解脱水的难易程度。
以下结合采用稳定输出的直流电源和本处理装置降解活性艳蓝KN-R印染废水的能耗对比，来说明本处理装置的节能效果：
采用稳定输出的直流电源降解活性艳蓝KN-R印染废水，实验条件设定为：活性艳蓝KN-R浓度为200mg/L、NaCl浓度为1.5g/L、两极板电压为10.5V且电流为300mA。
采用本化学处理装置降解活性艳蓝KN-R印染废水，各参数设定为：活性艳蓝KN-R浓度为200mg/L、NaCl浓度为1.5g/L、两极板电压为20V、占空比为0.5。
通过电降解参数分析，在达到相同的处理效果时，电解9h。
直流电源处理效果为：COD和TOC去除率分别为58.56％和22.04％；
脉冲电源处理效果为：COD和TOC去除率分别为59.21％和22.03％。
以上可以得出，脉冲电解的能耗仅为直流电解能耗的31.43％，即脉冲电解处理相比直流电解时节能68.57％。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种印染废水电化学处理装置，其特征在于：包括磁力搅拌器(4)、电解槽(3)、阳极板(1-1)、阴极板(1-2)、脉冲电源输出装置(5)和变压装置(6)，其中，
所述磁力搅拌器(4)作为基础支撑体，用于支撑所述电解槽(3)；
所述电解槽(3)放置在所述磁力搅拌器(4)上，其内设置有电解液(2)，并且通过所述磁力搅拌器(4)搅拌所述电解液(2)，以加快电解槽(3)内电解反应速度从而缩短反应时间；
所述阳极板(1-1)和阴极板(1-2)并排设置并且均伸入所述电解液(2)中；
所述脉冲电源输出装置(5)分别与所述阳极板(1-1)和阴极板(1-2)连接，用于向阳极板(1-1)和阴极板(1-2)输出脉冲电压或脉冲电流；
所述变压装置(6)与脉冲电源输出装置(5)连接，用于调节脉冲电源输出装置(5)输出的脉冲电压或脉冲电流的大小。
2.根据权利要求1所述的一种印染废水电化学处理装置，其特征在于：所述脉冲电源输出装置(5)输出的脉冲电压的大小为15V，占空比为0.5，频率为5kHz，脉宽为100μs。
3.根据权利要求1所述的一种印染废水电化学处理装置，其特征在于：所述脉冲电源输出装置(5)输出的脉冲波形为正向方波。
4.根据权利要求1所述的一种印染废水电化学处理装置，其特征在于：所述脉冲电源输出装置(5)输出脉冲电压；所述变压装置(6)为调压器，以用于调节输入给脉冲电源输出装置(5)的电压，进而调节脉冲电源输出装置(5)输出的脉冲电压的大小。
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| CN106348399A (zh) * | 2016-09-09 | 2017-01-25 | 深圳市源禹环保科技有限公司 | 一种工业污水电解处理方法 |
| CN107792968A (zh) * | 2016-08-30 | 2018-03-13 | 江苏吉华化工有限公司 | 一种芳香型分散染料废水的降解方法 |
| CN109399765A (zh) * | 2017-08-16 | 2019-03-01 | 南京理工大学 | 利用非晶合金电化学降解偶氮染料的方法 |
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