申请日2015.08.04
公开(公告)日2015.11.18
IPC分类号C02F1/463; C02F1/465; C02F1/467
摘要
本发明涉及一种用于高氨氮废水的多室多维电凝聚装置，所述多室多维电凝聚装置包括电凝聚装置外壳、高压脉冲电源、外壳内设置有阳极板、阴极板、隔板、粒子电极、曝气区，所述外壳上还设置有辅助组件，所述阳极板、阴极板均带复合催化剂涂层，分别与高压脉冲电源的正、负极相连。所述多室多维电凝聚装置利用高压脉冲电源作为装置电源，并在阴极板和阳极板之间填充有粒子电极，不仅可以大幅度降低能耗，而且还可以增大电极比表面积，提高电流效率，同时电解过程中产生的微小气泡还可起到气浮作用，从而在总体上大大提高了装置对废水的处理效果。该装置整操作方便，集电絮凝、电催化、气浮工艺为一体，可通过多室实现连续对废水进行多级处理。
权利要求书
1.一种用于高氨氮废水的多室多维电凝聚装置，其特征在于,所述多室多维电凝聚装置包括电凝聚装置外壳、高压脉冲电源、外壳内设置有阳极板、阴极板，所述外壳上还设置有辅助组件，所述阳极板、阴极板分别通过铜导线与高压脉冲电源的正、负极相连。
2.根据权利要求1所述的用于高氨氮废水的多室多维电凝聚装置，其特征在于，所述外壳内设置有隔板，所述隔板将整个电凝聚装置分隔为多个导流室。
3.根据权利要求2所述的用于高氨氮废水的多室多维电凝聚装置，其特征在于，所述阴极板、阳极板采取多级交替布置方式，所述阴极板、阳极板之间的极板间距2～3cm。
4.根据权利要求3所述的用于高氨氮废水的多室多维电凝聚装置，其特征在于，所述阴极板为带复合催化剂涂层的铁板,所述阳极板为带复合催化剂涂层的石墨板，所述涂层均为含钛的复合金属氧化物，主要成分为TiO2、SnO2、MnO2，其质量比例为2:1:1。
5.根据权利要求3或4所述的用于高氨氮废水的多室多维电凝聚装置，其特征在于，所述阴极板、阳极板之间装填粒子电极，粒子电极的装填密度为10%，粒径为2～5mm。
6.根据权利要求5所述的用于高氨氮废水的多室多维电凝聚装置，其特征在于，所述粒子电极材料由废铁屑、活性炭颗粒和带催化剂涂层的陶粒组成,其质量比例为2：2：1。
7.根据权利要求5所述的用于高氨氮废水的多室多维电凝聚装置，其特征在于，所述带催化剂涂层陶粒的涂层为含钛的复合金属氧化物，所述复合金属氧化物含有TiO2、SnO2、MnO2，其质量比为2：1：1。
8.根据权利要求5所述的用于高氨氮废水的多室多维电凝聚装置，其特征在于，所述多室多维电凝聚装置底部设有曝气区，所述曝气区内通过曝气管曝气。
9.根据权利要求4所述的用于高氨氮废水的多室多维电凝聚装置，其特征在于，所述辅助组件为排泥管、溢流堰中的一个或者二个。
10.根据权利要求4所述的用于高氨氮废水的多室多维电凝聚装置，其特征在于，所述电凝聚装置外壳由塑料、玻璃钢、不锈钢或者碳钢制成。
说明书
用于高氨氮废水的多室多维电凝聚装置
技术领域
本发明涉及一种高氨氮废水处理装置，具体涉及一种用于高氨氮废水的多室多维电凝聚装置。
背景技术
近年来，随着环境保护工作的日益加强，水体中有机物的代表指标-COD基本得到了有效控制，但是高氨氮废水达标排放却没有得到有效控制，未经处理的含氮废水排放给环境造成了极大的危害，如易导致湖泊富营养化，海洋赤潮等。经过初步检索，目前氨氮废水的处理方法主要有吹脱法、化学氧化、生物脱氮工艺-硝化/反硝化法;吹脱法是将废水中的离子态铵(NH4+)，通过调节pH值转化为分子态氨，随后被通入的空气或蒸汽吹出，吹脱法一般采用填料吹脱塔，主要特征是在塔内装置一定高度的填料层，利用大表面积的填充塔来达到气水充分接触，以利于气水间的传质过程。炼钢、石油化工、化肥、有机化工等行业的废水，常含有很高浓度的氨，因此常用蒸汽吹脱法处理。蒸汽吹脱法通常用于高浓度氨氮废水的预处理，该处理技术除氮效果较好，但运行成本高、设备易腐蚀结垢，并且容易造成二次污染。化学氧化技术主要包括折点加氯法和催化湿式氧化法。折点加氯法是通过投加足量氯气至使废水中NH3-N氧化成无害氮气的方法。催化湿式氧化法是在一定温度、压力和催化剂作用下，经空气氧化，使污水中的有机物和氨分别氧分解成CO2、N2、H2O等无害物质，从而达到净化的目的。虽然化学氧化法反应迅速完全，所需设备投资较少，但运行费用很高，不适合大水量高浓度氨氮废水的处理。硝化/反硝化法是废水中的氨氮在好氧菌作用下，最终氧化生成硝酸盐，这一过程称为硝化反应。反硝化反应是指在无氧条件下，反硝化菌将硝酸盐氮(NO3-)还原为氮气(N2)的过程。生物脱氮工艺运行费用低，是目前应用最为广泛的脱氮技术，但生物脱氮工艺对氨氮的去除效果有限，由于高氨氮废水会对水中的微生物产生毒害作用，仅适合中低浓度废水的处理。因此，迫切的需要一种新的技术方案解决现有技术中存在的技术问题。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种用于高氨氮废水的多室多维电凝聚装置，该装置整体结构设计巧妙，操作方便，利用多室多维电凝聚技术对高氨氮废水进行多维凝聚及催化氧化，大幅度的降低废水中的氨氮、COD等污染物浓度，同时降低运行成本。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，用于高氨氮废水的多室多维电凝聚装置，其特征在于,所述多室多维电凝聚装置包括电凝聚装置外壳、高压脉冲电源、外壳内设置有阳极板、阴极板，所述外壳上还设置有辅助组件，所述阳极板、阴极板分别通过铜导线与高压脉冲电源的正、负极相连。所述外壳内设置有隔板，所述隔板将整个电凝聚装置分隔为多个导流室，所述阴极板、阳极板之间装填粒子电极，粒子电极的装填密度为10%，粒径为2～5mm。阴极板和阳极板之间填充有粒子电极，增大了电极比表面积，可提高电流效率，降低能耗和废水处理成本，同时反应过程中可以产生微小气泡起到气浮作用，从而提高装置整体废水处理效果。所述外壳底部设置曝气区，不仅可以使粒子电极在装置运行时呈悬浮状态以提高反应效果，而且还能减轻极板污染以及粒子电极堵塞。
作为本发明的一种改进，所述阴极板、阳极板采取多级交替布置方式，所述阴极板、阳极板之间的极板间距2～3cm，阴极板、阳极板交替布置方式可以提高氨氮的去除效果，并且阴、阳极板的就近组合能快速、充分地对废水进行处理，使高氨氮废水的处理效果更加稳定。
作为本发明的一种改进，所述阴极板为带复合催化剂涂层的铁板,所述阳极板为带复合催化剂涂层的石墨板。所述涂层均为含钛的复合金属氧化物，主要成分为TiO2、SnO2、MnO2，其质量比例为2:1:1。
作为本发明的一种改进，所述粒子电极材料由废铁屑、活性炭颗粒和带催化剂涂层的陶粒组成，该技术方案采用废铁屑、活性炭颗粒和带催化剂涂层的陶粒作为粒子电极进一步净化高氨氮废水，对废水中的氨氮、有机物、色度等具有很高的去除效果，对氨氮的去除率可达90%以上，对COD的去除率可达75%以上。
作为本发明的一种改进，所述带催化剂涂层的陶粒的涂层为含钛的复合金属氧化物，所述复合金属氧化物含有TiO2、SnO2、MnO2，其体积比为2：1：1，以该比例配制催化剂涂层可以充分发挥催化剂的协同效应，并且其成本也较为低廉。
作为本发明的一种改进，所述多室多维电凝聚装置底部设有曝气区，所述曝气区内通过曝气管曝气。
作为本发明的一种改进，所述辅助组件为排泥管、溢流堰。
作为本发明的一种改进，所述电凝聚装置外壳由塑料、玻璃钢、不锈钢或者碳钢制成。
相对于现有技术，本发明的优点如下，1)整个技术方案设计巧妙，结构紧凑，2)该技术方案集电絮凝、电催化、气浮工艺为一体，处理效果明显优于常规单一的电凝聚、电催化、气浮以及电解设备，能耗也较低，阴极板和阳极板之间填充有粒子电极，增大了电极比表面积，可提高电流效率，降低能耗和废水处理成本，同时反应过程中可以产生微小气泡起到气浮作用，从而提高装置的整体废水处理效果;3)该技术方案采用废铁屑、活性炭颗粒和带催化剂涂层的陶粒作为粒子电极，对废水中的氨氮、有机物、色度等具有很高的去除效果，对氨氮的去除率可达90%以上，对COD的去除率可达75%以上;采用废铁屑作为部分粒子电极，不仅可以实现废物的回收利用，而且还可降低成本;采用颗粒活性炭作为部分粒子颗粒，不仅可以利用其多孔特性来增大与废水的接触面积，而且还可以起到吸附和生物载体的作用;4)装置采用高压脉冲电源，在节电的同时也可大幅度降低了铁极板的损耗，装置自动化程度高，效果好，见效快、操作简单、适用范围广、不受废水中有毒物质影响，且装置运行稳定，成本较低、使用寿命长、维护较方便;5)该技术方案烘干时间大大缩短，工作效率高，维护方便，成本较低，便于推广应用。