CN206266286U - 强化微电解废水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种强化微电解废水处理装置，包括电解槽，该电解槽内设有用于对废水进行电化学处理的阴极和阳极、以及用于对废水进行微电解处理的填料，该填料位于阴极和阳极形成的电场中，且填料与阴极、阳极之间通过穿孔板分隔开。本实用新型通过在填料与阴极、阳极之间设置穿孔板将填料与阴阳极隔开，使得填料与阴阳极不接触的同时保证填料在阴阳极形成的电场内，有效避免微电解反应过程中填料与电极之间出现短路，保证三维电解体系的持续有效运行，从而有效提高整个处理装置的处理效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种废水处理装置，特别涉及一种强化微电解废水处理装置。
背景技术
随着经济的发展，各行各业出现了大量的人造有机物，这类物质多为难生物降解且有毒有害物质，这些物质随着污水的排放进入水体，严重污染了水环境。如印染废水、制药废水、电镀废水、焦化废水及其它有机合成化学工业废水，这类废水中的污染物主要有重金属、多环芳烃、硝基化合物、氯苯类和芳烃等有毒有害或难生物降解有机物。
电催化氧化技术因氧化能力强而备受关注。该技术是在电催化氧化过程中产生氧化性很强的羟基自由基来降解有机物，在难生化有机废水的处理方面应用前景良好。该方法占地面积小，易操作，但是效率低，影响因素多。微电解技术是目前处理难生物降解有机废水的一种理想工艺，它是在不通电的情况下，利用填充在废水中的微电解材料自身产生电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。
上述两种方法各有优缺点，已有相关研究将上述两种方法结合来处理有机废水，如在电解槽中放入微电解填料，但是，填料密集堆放直接与阴阳两极板接触，很容易出现短路，从而严重影响降解过程的顺利进行；而且，传统的微电解材料通常采用铁炭填料，使用过程中很容易钝化板结，需要频繁更换微电解材料，工作量大、成本高、且处理所需时间长，严重影响废水的处理效果和效率。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型针对现有技术中存在的问题，提供一种强化微电解废水处理装置，利用该装置处理有机废水，能够有效降解各类有机物，大大提高废水的可生化性。
技术方案：本实用新型的强化微电解废水处理装置，包括电解槽，该电解槽内设有用于对废水进行电化学处理的阴极和阳极、以及用于对废水进行微电解处理的填料，该填料位于阴极和阳极形成的微电场内，且填料与阴极、阳极之间通过穿孔板分隔开。
具体的，穿孔板为有机玻璃板，该有机玻璃板上均匀分布有多个通孔，且该通孔的孔径小于填料的粒径。
优选的，填料为规整化Fe/Al/C微电解填料。
进一步的，Fe/Al/C微电解填料中，Fe、Al、C的质量比为3：1：1。
更进一步的，Fe/Al/C微电解填料为颗粒状，粒径为10-20mm。
上述阴极为铁丝网，阳极为镀钌钛网。
具体的，电解槽为立方体有机玻璃槽。
较优的，阴极与阳极之间的间距为有机玻璃槽边长的3/5～4/5。
本实用新型通过将填料设置在阴极和阳极构成的外加宏观电场中，使得反应系统类似于三维电解体系，通过结合三维电极技术和微电解技术多种作用对难生物降解有机废水进行预处理，使得大分子有机物开环或断链，高效氧化降解废水中的有机物，大大提高了废水的可生化性，对后续的生化处理系统有显著的强化作用，从而提高出水水质。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点在于：(1)本实用新型通过在填料与阴极、阳极之间设置穿孔板将填料与阴阳极隔开，使得填料与阴阳极不接触的同时保证填料在阴阳极形成的电场内，有效避免微电解反应过程中填料与电极之间出现短路，保证三维电解体系的持续有效运行，从而有效提高整个处理装置的处理效率；(2)本实用新型采用自制的规整化Fe/Al/C多元微电解填料为微电解反应填料，该填料为多孔性金属合金架构，多元微电解体系催化氧化效率高，能有效的降解有机废水；(3)本实用新型采用镀钌钛网作为阳极、铁丝网作为阴极，催化氧化性能显著增强；(4)外加宏观电场的增加，使得反应系统类似于三维电解体系，宏观阴极上生成H2O2形成具有强氧化性的自由基[OH]，可高效地氧化降解废水中的各类有机物；而且，外加宏观电场为微电场，运行过程中能耗低，反应速度快，反应60min时电耗EC仅为9.8kWh/KgCOD，瞬时效率ICE可达340.5％。
附图说明
图1为本实用新型的强化微电解废水处理装置的结构示意图；
图2为本实用新型的穿孔板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。
如图1，本实用新型的强化微电解废水处理装置，包括电解槽1，电解槽1内设有阴极2和阳极3，该阴极2和阳极3可与外部直流电源8连接，形成电场，对废水进行电化学催化氧化处理；电解槽1内还设有填料4，通过填料4对废水进行微电解处理；填料4位于阴极2和阳极3形成的电场内，使得反应系统类似于三维电解体系，可大大提高废水的可生化性，提高出水水质。
该电解槽1可为立方体有机玻璃槽，阴极2与阳极3之间具有一定的间距，该间距可为有机玻璃槽边长的3/5～4/5，使两电极构成的宏观电场的电解效率最高。
为避免微电解过程中填料4与电极(阴极2和阳极3)接触出现短路，在填料4与阴极2、阳极3之间设置穿孔板5，穿孔板5一方面起到隔板的作用、将填料4与阴极2和阳极3分隔开，使填料4与电极不直接接触，另一方面穿孔设置可保证填料4位于阴极2与阳极3形成的电场内，通过设置穿孔板5，可保证三维电解体系的持续有效运行，从而提高整个处理装置的处理效率；如图2，该穿孔板5可为有机玻璃板，板上设有多个通孔6，且该通孔6的孔径小于填料4的粒径，避免填料4穿过通孔6与阴极2或阳极3接触；可将穿孔板5与电解槽1的内壁固定，形成一定尺寸的电极卡槽7，将阴极2、阳极3置于该电极卡槽7内。
阴极2可采用铁丝网，阳极3可采用镀钌钛网，钛网上镀过渡金属钌可有效提高催化氧化性能。
填料4优选规整化的Fe/Al/C微电解填料，规整化的填料运行过程中不易堵塞，减少了反冲洗次数，且易于反冲洗，具有较好的抗板结和钝化的性能，大大提高了填料的利用率，节约填料成本；而且，该填料为多孔性金属合金架构，不会像传统微电解填料那样由于铁屑和活性炭是物理混合易出现阴阳极分离，因此能保证“原电池”效应的持续高效，同时，该多元微电解填料可以构成铁铝双金属催化体系、铁碳微电解和铝碳微电解体系，显著提高了微电解反应对难降解有机污染物的降解效率和效果，能较好的改善废水的可生化性。
Fe/Al/C微电解填料中，Fe、Al、C的质量比优选为3：1：1，该原料配比的Fe/Al/C微电解填料的催化氧化性能最强。
Fe/Al/C微电解填料优选为颗粒状，如通过造粒成型制成陶粒状；颗粒状的填料堆积在反应器中，孔隙率高，可防板结和堵塞；一般情况下填料粒径越小反应效率越高，但是填料消耗越快，考虑反应效率和使用寿命优选填料粒径为10-20mm。
实施例1处理炼油废水
采用本实用新型的装置处理炼油废水一级气浮池出水，电解槽1为立方体有机玻璃槽(12.5*12.5*12.5cm)，有效容积约为2.0L，电解槽1中采用镀钌钛网作为阳极，铁丝网作为阴极，阳极与阴极之间的极间距为8cm，且电解槽内装填Fe/Al/C微电解填料，填料粒径为20mm，且填料中Fe、Al、C的质量比为3：1：1。
待处理的炼油废水水样中COD为340～430mg/L，BOD5为76～95mg/L。将炼油废水经由入水口9进入电解槽内，处理后的废水经出水口10流出，取出水口10处的废水水样进行测定。
试验参数：初始pH值为3，外加电场电压10V，电解质浓度0.06mol/L，反应时间60min。
试验结果：普通微电解与本实施例的三维强化微电解对比研究发现，经过本实用新型的强化微电解废水处理装置处理后COD去除率为55.9％，比普通微电解的42.7％提高了13.2％；NH3-N去除率达到了64.3％，比普通微电解的52.0％提高了12.3％；除油率达到了86.3％，比普通微电解75.4％提高了10.9％；B/C为0.448，比原水提高了102.7％，比普通微电解出水提高了7.7％。
实施例2处理农药生产废水
采用本实用新型的装置处理农药生产废水，电解槽1为立方体有机玻璃槽(12.5*12.5*12.5cm)，有效容积约为2.0L，电解槽1中采用镀钌钛网作为阳极，铁丝网作为阴极，阳极与阴极之间的极间距为8cm，且电解槽内装填Fe/Al/C微电解填料，填料粒径为10mm，且填料中Fe、Al、C的质量比为3：1：1。
待处理的废水水样初始COD值为2026-2215mg/L。
试验参数：初始pH为3，外加电场电压15V，辅助电解质浓度0.03mol/L，反应时间60min。
试验结果：普通微电解与本实施例的三维强化微电解对比研究发现，经过本实用新型的强化微电解废水处理装置处理后COD去除率为67.6％，比普通微电解58.5％提高了9.1％。
Claims (8)
1.一种强化微电解废水处理装置，其特征在于，包括电解槽(1)，该电解槽(1)内设有用于对废水进行电化学处理的阴极(2)和阳极(3)、以及用于对废水进行微电解处理的填料(4)，该填料(4)位于所述阴极(2)和阳极(3)形成的电场中，且所述填料(4)与阴极(2)、阳极(3)之间通过穿孔板(5)分隔开。
2.根据权利要求1所述的强化微电解废水处理装置，其特征在于，所述穿孔板(5)为有机玻璃板，该有机玻璃板上均匀分布有多个通孔(6)，且该通孔(6)的孔径小于填料(4)的粒径。
3.根据权利要求1所述的强化微电解废水处理装置，其特征在于，所述填料(4)为规整化Fe/Al/C微电解填料。
4.根据权利要求3所述的强化微电解废水处理装置，其特征在于，所述Fe/Al/C微电解填料中，Fe、Al、C的质量比为3：1：1。
5.根据权利要求3所述的强化微电解废水处理装置，其特征在于，所述Fe/Al/C微电解填料为颗粒状，粒径为10-20mm。
6.根据权利要求1所述的强化微电解废水处理装置，其特征在于，所述阴极(2)为铁丝网，阳极(3)为镀钌钛网。
7.根据权利要求1所述的强化微电解废水处理装置，其特征在于，所述电解槽(1)为立方体有机玻璃槽。
8.根据权利要求7所述的强化微电解废水处理装置，其特征在于，所述阴极(2)与阳极(3)之间的间距为有机玻璃槽边长的3/5～4/5。
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| CN118851368A (zh) * | 2024-08-29 | 2024-10-29 | 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 | 一种利用电场辅助微电解脱毒预处理高得率制浆废水的方法 |
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