CN209065489U - 一种用于处理氨氮废水的三维电催化氧化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于处理氨氮废水的三维电催化氧化装置，包括调节槽、电解槽、蓄水槽、监控控制台和空气压缩机，所述调节槽和电解槽的底部通过管道连接，管道上安装有液泵和转子流量计，所述电解槽内安装有极板、曝气隔板和粒子电极，极板通过阴/阳极固定装置安装在电解槽内，极板阴阳交替摆排，所述粒子电极填放在极板间，所述极板电性连接脉冲电源；所述曝气隔板安装在电解槽内对应曝气管的正上方位置处，曝气管与空气压缩机连接；所述蓄水槽设置在电解槽的一侧位置处，所述蓄水槽的底部连接有排污管，能有效的对废水中的氨氮进行处理，其投入成本较低，后期维修费用低，具有很高的经济适用性；同时不会造成二次污染。

Description

一种用于处理氨氮废水的三维电催化氧化装置

技术领域

本实用新型涉及一种污水处理装置，具体是一种用于处理氨氮废水的三维电催化氧化装置。

背景技术

废水中的氨氮，即以铵离子(NH₄ ⁺)和游离氨(NH₃)的形式存在于水中的氮元素。其来源广泛，如垃圾渗透液、生活污水、钢铁业，炼油化工，化肥、皮革和饲料产业等。废水中的氨氮危害巨大，原因是其高的好氧导致水的富营养化而造成水体黑臭，毒害水生物，如果误食水产品或误饮被污染的水会危及生命安全，原因是氨氮在水体中经过硝化作用会产生亚硝酸盐和硝酸盐，长期饮用这类水会诱发高铁血红蛋白症；当水中的亚硝酸盐氮含量过高时，能够与蛋白质结合形成一种强致癌物质—亚硝胺。

现有处理氨氮废水的技术如：生物法、吹脱法、化学沉淀法、折点氯化法、膜分离法、离子交换法和电化学法等。

生物法是利用各种微生物的协同作用，通过氨化、硝化、反硝化等一系列反应使废水中的氨氮最终转化为氮气排放从而去除氨氮的方法。生物法工艺简单，但常用来处理含有机物较多但氨氮浓度相对较低的废水，在处理高浓度废水或者具有生物毒性的废水时的效果很差。

吹脱法是利用碱性条件下水中氨氮主要以游离氨存在的特性，向水体中通入气体使气液之间充分接触，水中的游离氨穿过气液界面向气相转移，从而达到脱除水中氨氮的目的，通入的气体常用空气和蒸汽，常见设备为吹脱塔。吹脱法有利于氨氮的吸收可以加工成化工产品，不足在于当氨氮低于一定浓度时，不能起到理想效果。

化学沉淀法是通过向水中加入化学药剂，使氨氮转化为沉淀物质，比较成熟的一种技术为MAP法，即磷酸铵镁法。化学沉淀法操作简单，但容易造成二次污染。

折点氯化法是将氯气通入氨氮废水中，利用次氯酸将氨氮转化为氮气排放，从而去除氨氮。在通氯过程中，水体中氨氮的浓度随着氯气通入量增加而降低，将氨氮浓度降为0 的一点称为折点，此时水体中的游离氯离子的含量也最低。折点氯化法处理效果稳定，不受水温影响，适用于较低浓度氨氮废水的处理，常作为深度处理方法与其他氨氮废水处理方法联用，但液氯储存和使用的要求较高，同时产生的副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染。

膜分离法是利用特定膜的透过性能对溶液中的某种成分进行选择性分离，可在室温、无相变的条件下进行，主要包括电渗析、反渗透、超滤及渗析等工艺。膜分离法处理氨氮废水效率高、耗能少、处理结果稳定，但在处理过程中膜易被污染，使系统处理压力过高，出现渗漏等问题。

离子交换法是利用固相对水中的氨氮进行吸附并释放出等价离子的原理进行氨氮脱除，常用的固相有沸石、树脂、活性炭等。离子交换法工艺简单、操作方便、占地面积小，但在处理过程中，需对原水进行预处理，并对吸附相进行解吸再生，产生的再生液也必须进行处理，否则会造成二次污染。

电化学氧化法利用电能使游离氨转化为氮气排放，有直接氧化和间接氧化两种方式。传统的电化学法虽然有操作简单、不会造成二次污染和处理效果显著等优点，但能耗大，处理费用较高。

过量的氨氮对废水的处理及回用造成了严重影响，寻求经济高效的去除氨氮方法对人类生活及生产具有重大意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于处理氨氮废水的三维电催化氧化装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于处理氨氮废水的三维电催化氧化装置，包括调节槽、电解槽、蓄水槽、监控控制台和空气压缩机，所述调节槽和电解槽的底部通过管道连接，管道上安装有液泵和转子流量计，所述电解槽内安装有极板、曝气隔板和粒子电极，极板通过阴/阳极固定装置安装在电解槽内，极板阴阳交替摆排，所述粒子电极填放在极板间，所述极板电性连接脉冲电源；所述曝气隔板安装在电解槽内对应曝气管的正上方位置处，曝气管与空气压缩机连接；所述蓄水槽设置在电解槽的一侧位置处，所述蓄水槽的底部连接有排污管。

作为本实用新型进一步的方案：所述极板中阳极为镀钌、铱或钽氧化物的钛钢板；阴极为钛钢板。

作为本实用新型再进一步的方案：所述阴/阳极固定装置包括铜排、螺母、螺丝和垫片，阴极和阳极通过螺母、螺丝和垫片固定在铜排上开设的孔道处，阴极和阳极分别固定在两个不同的铜排上。

作为本实用新型再进一步的方案：所述蓄水槽通过管道与调节槽连接，管道上同样安装有液泵和转子流量计，所述监控控制台电性连接液泵、转子流量计、脉冲电源和空气压缩机。

作为本实用新型再进一步的方案：所述调节槽内还安装有电导率仪、pH计和氧化还原电位计，电导率仪、pH计和氧化还原电位计均与监控控制台电性连接。

作为本实用新型再进一步的方案：所述调节槽、电解槽、蓄水槽、以及连接上述槽的管道均采用耐酸碱的PVC材质制成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：(1)设备结构简单、可快速提高氨氮废水的处理效率；(2)投入成本较低，后期维修费用低，具有很高的经济适用性；(3) 不会造成二次污染；(4)对高浓度和低浓度的氨氮废水均有很好的处理效果，低浓度氨氮废水处理时间很短；(5)使用稳定性好、实用性强。

附图说明

图1为一种用于处理氨氮废水的三维电催化氧化装置的结构示意图。

图2为一种用于处理氨氮废水的三维电催化氧化装置中电解槽的俯视图。

图中：1为调节槽；2为电导率仪；3为pH计；4为氧化还原电位计；5为液泵；6为转子流量计；7为电解槽；8为阴/阳极固定装置；9为极板；10为脉冲电源；11为蓄水槽；12为监控控制台；13为曝气隔板；14为粒子电极；15为排污管；16为空气压缩机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参阅图1～2，本实用新型实施例中，一种用于处理氨氮废水的三维电催化氧化装置，包括调节槽1、电解槽7、蓄水槽11、监控控制台12和空气压缩机15，所述调节槽1和电解槽7的底部通过管道连接，管道上安装有液泵5和转子流量计6，调节槽1内经过pH 调节、电导率调节的废水可以在液泵5的作用下输入至电解槽7内，所述电解槽7内安装有极板9、曝气隔板13和粒子电极14，极板9通过阴/阳极固定装置8安装在电解槽7内，对于极板9来说，本实施例中选用镀钌、铱、钽氧化物的钛钢板做为阳极，选用钛钢板做为阴极，不仅对污染物有更好的降解，对比传统的石墨电极还有更长的使用寿命，极板9 的板厚为2mm，极板9的长宽配合电解槽7的大小，极板9间距为6cm，极板9采用阴阳交替摆排的方式，所述粒子电极14采用自制的碳包覆陶瓷壳/核型三维粒子电极，粒子电极14填放在各个极板9间，填放高度与极板9同高，所述极板9电性连接脉冲电源10，脉冲电源10的电压范围可在0-30V之间进行调节，选用脉冲电源10能相比直流电源更好的对有机物进行降解；所述曝气隔板13安装在电解槽7内对应曝气管的正上方位置处，曝气管与空气压缩机16连接；所述蓄水槽11设置在电解槽7的一侧位置处，电解槽7内经过处理的废水可以溢流至蓄水槽11内进行存放，为了减少堵塞的情况发生，所述蓄水槽11的底部连接有排污管15。

具体的，阴/阳极固定装置8包括铜排、螺母、螺丝和垫片等，阴极和阳极通过螺母、螺丝和垫片固定在铜排上开设的孔道处，阴极和阳极分别固定在两个不同的铜排上。

当然，蓄水槽11通过管道与调节槽1连接，管道上同样安装有液泵5和转子流量计6，另外，为了便于控制上述各个部件，所述监控控制台12电性连接液泵5、转子流量计6、脉冲电源10和空气压缩机16。

实施例2

请参阅图1～2，为了便于对调节槽1的废水的pH和电导率的调节情况进行监控，所述调节槽1内还安装有电导率仪2、pH计3和氧化还原电位计4，其中，电导率仪2和pH 计3用于检测废水的pH和电导率，而氧化还原电位计4则是用于了解水体的电化学特征，分析水体的性质，电导率仪2、pH计3和氧化还原电位计4均与监控控制台12电性连接，便于工作人员对调节槽1内的废水的理化参数进行监控。

同时，为了保证整体结构的使用寿命，调节槽1、电解槽7、蓄水槽11、以及连接上述槽的管道均采用耐酸碱的PVC材质制成，上述部件均为自制，采用塑料焊接。

本实用新型装置的工作过程如下：在调节槽内调节废水的pH值和电导率，调节pH和电导率选择盐酸和氢氧化钠，使用氯化钠调节废水的电导率，通过底部的液泵将废水输入至电解槽内，在电解槽内通过三维电催化氧化处理，同时通过空气压缩机向电解槽内进行曝气，废水再通过溢流的方式进入蓄水槽，再通过液泵，从蓄水槽的底部输入至调节槽，进行循环处理，可处理高低浓度的氨氮废水，几乎可以彻底去除废水中的氨氮，经本人实验，当pH＝9，电导率为5ms/cm，电压为15V时的处理效果佳，其中电导率的调节为1‰的氯化钠可提高1ms/cm的电导率。

需要特别说明的是，本技术方案中，通过在电解槽7内设计的极板9、曝气隔板13、粒子电极14和脉冲电源10等，能有效的对废水中的氨氮进行处理，其投入成本较低，后期维修费用低，具有很高的经济适用性；同时不会造成二次污染，并且对高浓度和低浓度的氨氮废水均有很好的处理效果，低浓度氨氮废水处理时间很短；使用稳定性好、实用性强。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种用于处理氨氮废水的三维电催化氧化装置，包括调节槽(1)、电解槽(7)、蓄水槽(11)、监控控制台(12)和空气压缩机(15)，其特征在于，所述调节槽(1)和电解槽(7)的底部通过管道连接，管道上安装有液泵(5)和转子流量计(6)，所述电解槽(7)内安装有极板(9)、曝气隔板(13)和粒子电极(14)，极板(9)通过阴/阳极固定装置(8)安装在电解槽(7)内，极板(9)阴阳交替摆排，所述粒子电极(14)填放在极板(9)间，所述极板(9)电性连接脉冲电源(10)；所述曝气隔板(13)安装在电解槽(7)内对应曝气管的正上方位置处，曝气管与空气压缩机(16)连接；所述蓄水槽(11)设置在电解槽(7)的一侧位置处，所述蓄水槽(11)的底部连接有排污管(15)。

2.根据权利要求1所述的一种用于处理氨氮废水的三维电催化氧化装置，其特征在于，所述极板(9)中阳极为镀钌、铱或钽氧化物的钛钢板；阴极为钛钢板。

3.根据权利要求1所述的一种用于处理氨氮废水的三维电催化氧化装置，其特征在于，所述阴/阳极固定装置(8)包括铜排、螺母、螺丝和垫片，阴极和阳极通过螺母、螺丝和垫片固定在铜排上开设的孔道处，阴极和阳极分别固定在两个不同的铜排上。

4.根据权利要求1或3所述的一种用于处理氨氮废水的三维电催化氧化装置，其特征在于，所述蓄水槽(11)通过管道与调节槽(1)连接，管道上同样安装有液泵(5)和转子流量计(6)，所述监控控制台(12)电性连接液泵(5)、转子流量计(6)、脉冲电源(10)和空气压缩机(16)。

5.根据权利要求4所述的一种用于处理氨氮废水的三维电催化氧化装置，其特征在于，所述调节槽(1)内还安装有电导率仪(2)、pH计(3)和氧化还原电位计(4)，电导率仪(2)、pH计(3)和氧化还原电位计(4)均与监控控制台(12)电性连接。

6.根据权利要求1或2或3或5所述的一种用于处理氨氮废水的三维电催化氧化装置，其特征在于，所述调节槽(1)、电解槽(7)、蓄水槽(11)、以及连接上述槽的管道均采用耐酸碱的PVC材质制成。