申请日2017.12.01
公开(公告)日2018.03.09
IPC分类号C02F1/46; C02F1/461; C02F9/06; C02F101/30; C02F101/16
摘要
本发明涉及电化学废水处理技术领域，具体涉及一种高频脉冲电化学处理印染废水用极板装置、处理印染废水的装置和方法。本发明极板装置，采用两L型阳极板和两L型阴极板，交叉设置拼成十字形结构，中间填充催化剂树脂将阳极和阴极间隔开，形成独立的阳极室和阴极室，相比传统的极板平行排列的极板组件结构，减小极板消耗，提高废水处理效率。本发明装置，对印染废水进行处理时，在常温常压下进行，输入电压小，电化学反应罐内的极板在低电压小电流下工作，反应过程中极板几乎没有消耗，设备运行寿命长，耗电低、效率高，脱色达到97%左右，COD去除率达到85%。
摘要附图
权利要求书
1.一种高频脉冲电化学处理印染废水用极板装置，其特征在于，包括至少一个极板组件，所述极板组件包括筒体、筒体上盖、筒体下盖、安装在筒体内的两个L型阳极板、安装在筒体内两个L型阴极板，两L型阳极板与两L型阴极板交错设置形成十字形，相邻两极板为不同的极板，相邻极板之间填充有催化剂树脂;两L型阳极板与筒体之间分别构成第一阳极室和第二阳极室，两L型阴极板与筒体之间分别构成第一阴极室和第二阴极室;
待处理废水流入端的极板组件的第一阳极室设置有进水口，第二阴极室设置有出水口，待处理废水流入方向最末端的极板组件的第一阳极室与第二阳极室沿水流方向连通，第二阳极室与第一阴极室沿水流方向连通，第一阴极室与第二阴极室沿水流方向连通;
相邻两极板组件的第一阳极室与第一阳极室沿水流方向串联连通，第二阳极室与第二阳极室沿水流方向串联连通，第一阴极室与第一阴极室沿水流方向串联连通，第二阴极室与第二阴极室沿水流方向串联连通。
2.如权利要求1所述的高频脉冲电化学处理印染废水的装置，其特征在于，所述L型阳极板为具有贵金属涂层的阳极板，所述催化剂树脂通过压制烧结的方式填充在相邻极板之间。
3.如权利要求1～2任一项所述的高频脉冲电化学处理印染废水的装置，其特征在于，极板组件的个数至少为两个，两相邻极板组件之间填装有沸石分子筛。
4.一种高频脉冲电化学处理印染废水的装置，包括电化学反应罐，其特征在于，所述电化学反应罐内设置有如权利要求1～3任一项所述的极板组件。
5.如权利要求4所述的高频脉冲电化学处理印染废水的装置，其特征在于，所述电化学反应罐内设置有如权利要求3所述的极板组件。
6.如权利要求4或5所述的高频脉冲电化学处理印染废水的装置，其特征在于，还包括高频脉冲电源、pH调节池、斜管沉淀池、污泥池和动态膜过滤器;所述电化学反应罐内的极板组件与高频脉冲电源电连接;电化学反应罐的下端设置有反应罐进水口，反应罐进水口的下端设置有曝气管路进口，电化学反应罐的上端设置有反应罐出水口，反应罐出水口的上端设置有溢沫口;斜管沉淀池的下方设置有沉淀池进水口，斜管沉淀池内由下而上依次具有缓冲区、斜管沉淀区和清水区，清水区的侧壁上设置有沉淀池出水口，沉淀池出水口的上方设置有沉淀池溢沫口;电化学反应罐的进水口与pH调节池连通，电化学反应罐的出水口与斜管沉淀池进水口连通，斜管沉淀池出水口与动态膜过滤器连通;所述电化学反应罐和斜管沉淀池的底部均设置有与污泥池连通的污泥出口。
7.如权利要求6所述的高频脉冲电化学处理印染废水的装置，其特征在于，所述电化学反应罐的个数为至少两个，串联设置在pH调节池与斜管沉淀池之间。
8.如权利要求6所述的高频脉冲电化学处理印染废水的装置，其特征在于，反应罐进水口与pH调节池之间的连通管路上、沉淀池出水口与动态膜过滤器连通管路上、电化学反应罐与污泥池的连通管路上、斜管沉淀池与污泥池的连通管路上均设置有泵。
9.一种采用如权利要求6所述的高频脉冲电化学处理印染废水的装置处理印染废水的方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
1)调节pH调节池中的待处理废水的pH=6～10;
2)然后将调节pH后的待处理废水泵入电化学反应罐，接通高频脉冲电源，待处理废水首先流入极板组件的第一阳极室，再进入第二阳极室，完成第一次反应，然后依次流入第一阴极室、第二阴极室，完成第二次反应，由极板组件的出水口流出进入电化学反应罐内，接通曝气装置，待处理废水经过极板组件之间设置的沸石分子筛完成第三次反应;
3)将电化学反应罐处理后的废水泵入斜管沉淀池，电化学反应罐下方的沉淀物排入污泥池，斜管沉淀池沉淀处理后的澄清液泵入动态膜过滤器进行过滤处理后排放，斜管沉淀池沉淀处理后的沉淀物排入污泥池，即完成。
10.如权利要求9所述的印染废水的处理方法，其特征在于，步骤2)中电化学反应罐的极板组件的阳极和阴极两端电压为6V、板间电流密度为0.028Acm2。
说明书
一种高频脉冲电化学处理印染废水用极板装置、处理印染废水的装置和方法
技术领域
本发明涉及电化学废水处理技术领域，具体涉及一种高频脉冲电化学处理印染废水用极板装置、处理印染废水的装置和方法。
背景技术
传统的电絮凝、电化学处理印染废水技术中，虽然处理的肥水COD、色度都能下降，但是这些传统的工艺方法中使用到的电化学反应罐的结构是将多块极板平行排列在槽体中，通过布水管、集水管来控制水流，令需处理的水流自下而上流经两块极板间的区域，在此过程中发生前述的各种电化学反应，以达到处理的目的。在实际使用过程中极板比较容易消耗，比如设计的间距20mm的两块极板，运行3个月后，由于极板消耗变薄，间距可能会变成25mm，这样会使得处理效果下降，实际运行中为了保证反应器的处理效果，解决办法是加大两端电压，但这样一方面很难精确控制，另一方面势必增加运行费用，并且，随着极板进一步消耗，越来越薄，到最后只能更换，造成设备运行成本的升高。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的之一是提供一种高频脉冲电化学处理印染废水用极板装置，降低电化学降解废水中污染物的极板消耗。
本发明的目的之二在于提供一种高频脉冲电化学处理印染废水的装置，克服传统电化学反应罐装置中极板易造成极板消耗、污染和腐蚀问题，提高能量利用效率，降低成本，避免二次污染。
本发明的目的之三在于提供一种高频脉冲电化学处理印染废水的方法。
为了实现以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种高频脉冲电化学处理印染废水用极板装置，包括至少一个极板组件，所述极板组件包括筒体、筒体上盖、筒体下盖、安装在筒体内的两个L型阳极板、安装在筒体内两个L型阴极板，两L型阳极板与两L型阴极板交错设置形成十字形，相邻两极板为不同的极板，相邻极板之间填充有催化剂树脂;两L型阳极板与筒体之间分别构成第一阳极室和第二阳极室，两L型阴极板与筒体之间分别构成第一阴极室和第二阴极室;
待处理废水流入端的极板组件的第一阳极室设置有进水口，第二阴极室设置有出水口，待处理废水流入方向最末端的极板组件的第一阳极室与第二阳极室沿水流方向连通，第二阳极室与第一阴极室沿水流方向连通，第一阴极室与第二阴极室沿水流方向连通;
相邻两极板组件的第一阳极室与第一阳极室沿水流方向串联连通，第二阳极室与第二阳极室沿水流方向串联连通，第一阴极室与第一阴极室沿水流方向串联连通，第二阴极室与第二阴极室沿水流方向串联连通。
可选的，所述L型阳极板为具有贵金属涂层的阳极板，所述催化剂树脂通过压制烧结的方式填充在相邻极板之间。
可选的，极板组件的个数至少为两个，两相邻极板组件之间填装有沸石分子筛。经过极板组件阳极和阴极两次反应后的废水流入电化学反应罐的大罐后经过极板组件件的沸石分子筛，在曝气处理的条件下发生第三次反应，进一步去除废水的氨氮和COD。
一种高频脉冲电化学处理印染废水的装置，包括电化学反应罐，其特征在于，所述电化学反应罐内设置有上述极板组件。
可选的，所述电化学反应罐内设置有上述设置有沸石分析筛结构的极板组件。
可选的，上述装置还包括高频脉冲电源、pH调节池、斜管沉淀池、污泥池和动态膜过滤器;所述电化学反应罐内的极板组件与高频脉冲电源电连接;电化学反应罐的下端设置有反应罐进水口，反应罐进水口的下端设置有曝气管路进口，电化学反应罐的上端设置有反应罐出水口，反应罐出水口的上端设置有溢沫口;斜管沉淀池的下方设置有沉淀池进水口，斜管沉淀池内由下而上依次具有缓冲区、斜管沉淀区和清水区，清水区的侧壁上设置有沉淀池出水口，沉淀池出水口的上方设置有沉淀池溢沫口;电化学反应罐的进水口与pH调节池连通，电化学反应罐的出水口与斜管沉淀池进水口连通，斜管沉淀池出水口与动态膜过滤器连通;所述电化学反应罐和斜管沉淀池的底部均设置有与污泥池连通的污泥出口。
可选的，所述电化学反应罐的个数为至少两个，串联设置在pH调节池与斜管沉淀池之间。
可选的，反应罐进水口与pH调节池之间的连通管路上、沉淀池出水口与动态膜过滤器连通管路上、电化学反应罐与污泥池的连通管路上、斜管沉淀池与污泥池的连通管路上均设置有泵。
一种采用上述装置处理印染废水的方法，包括以下操作步骤：
1)调节pH调节池中的待处理废水的pH=6～10;
2)然后将调节pH后的待处理废水泵入电化学反应罐，接通高频脉冲电源，待处理废水首先流入极板组件的第一阳极室，再进入第二阳极室，完成第一次反应，然后依次流入第一阴极室、第二阴极室，完成第二次反应，由极板组件的出水口流出进入电化学反应罐内，接通曝气装置，待处理废水经过极板组件之间设置的沸石分子筛完成第三次反应;
3)将电化学反应罐处理后的废水泵入斜管沉淀池，电化学反应罐下方的沉淀物排入污泥池，斜管沉淀池沉淀处理后的澄清液泵入动态膜过滤器进行过滤处理后排放，斜管沉淀池沉淀处理后的沉淀物排入污泥池，即完成。
可选的，步骤2)中电化学反应罐的极板组件的阳极和阴极两端电压为6V、板间电流密度为0.028Acm2。
上述印染废水处理方法，电化学反应罐中的运行时间通常为10min，输出频率在300KHz,占空比为50%，在极板消耗少、节能前提下水处理也能达标排放，并且在整个处理过程中不添加任何药剂。
本发明高频脉冲电化学处理印染废水用极板装置，采用两L型阳极板和两L型阴极板，交叉设置拼成十字形结构，中间填充催化剂树脂将阳极和阴极间隔开，形成独立的阳极室和阴极室，相比传统的极板平行排列的极板组件结构，减小极板消耗，提高废水处理效率。
本发明印染废水处理装置的工作原理：当高频脉冲电源给电化学反应罐内的极板组件供电，输出的超高频脉冲电流将极板反应体激活，极板反应体在水中便产生强烈的电离反应，通过直接、间接反应产生羟基自由基，自由基与有机物间的聚合、取代、电子转移、断键等使废水中难降解的大分子有机物氧化降解为无毒的小分子物质，甚至直接降解成CO2和H2O,接近完全矿化;
超高频脉冲电源具有高能电子辐射力，而且是直接作用在水和极板反应体上，形成了高能电子辐射与高级氧化催化为一体超强电解能力。所以难降解废水中的苯、酚、多芳香体等物质很容易被分解氧化，而且不需添加任何物质，通过电化学发生罐出来的水经过沉淀、过滤后直接达标排放。
本发明高频脉冲电化学处理印染废水的装置，对印染废水进行处理时，在常温常压下进行，输入电压小，电化学反应罐内的极板在低电压小电流下工作，且极板组件采用两L型阳极板和两L型阴极板，交叉设置拼成十字形结构，中间填充催化剂树脂将阳极和阴极间隔开，形成独立的阳极室和阴极室，反应过程中极板几乎没有消耗，设备运行寿命长，耗电低、效率高，脱色达到97%左右，COD去除率达到85%。