申请日2014.11.19
公开(公告)日2015.02.04
IPC分类号C02F9/06
摘要
本发明提供了一种多级电化学污水处理装置，其包括滤网、污水收集罐、第一阀门、羟基电解槽、第一水泵、次氯酸钠电解槽、第二水泵、流量计和中和装置。本发明提出的羟基与次氯酸钠协同作用的多级电化学污水处理方法及装置，充分发挥了硼掺杂金刚石电极产生的羟基自由基具有强氧化性的特点，将污水中具有难降解结构物质转化成易降解结构，以及金属氧化物电极电解产生次氯酸钠成本低的特点，解决了单级电解过程中硼掺杂金刚石电极制备成本高昂、处理污水量小以及金属氧化物电极产生次氯酸钠降解不彻底的问题，提高污水降解效果，降低处理成本。
权利要求书
1.一种多级电化学污水处理装置，其特征在于：包括滤网、污水收集罐、 第一阀门、羟基电解槽、第一水泵、次氯酸钠电解槽、第二水泵、流量计和 中和装置。
2.如权利要求1所述的多级电化学污水处理装置，其特征在于：所述滤 网设置在所述污水收集罐的上部，在所述收集罐的顶部和底部分别设有污水 入口和出口，所述出口通过串联第一阀门与第一级的羟基电解槽的入口连接， 羟基电解槽底部出口通过第一水泵与第二级的次氯酸钠电解槽的入口相连， 次氯酸钠电解槽的底部出口通过第二水泵和流量计与中和装置相连。
3.如权利要求1或2所述的多级电化学污水处理装置，其特征在于：所 述次氯酸钠电解槽与海水引入装置相连，在次氯酸钠电解槽和羟基电解槽的 顶部均安装有除氢装置。
4.如权利要求1至3所述的多级电化学污水处理装置，其特征在于：所 述收集罐通过支架支撑，在收集罐底部设有排放阀门，用于排污和取样，在 所述收集罐顶部设有罐盖。
5.如权利要求1至4所述的多级电化学污水处理装置，其特征在于：所 述收集罐、羟基电解槽、次氯酸钠电解槽、中和装置内均装有液位计。
6.如权利要求1至5所述的多级电化学污水处理装置，其特征在于：所 述中和装置中安装有自动余氯计、流量计、中和剂储存罐和第二阀门。
7.如权利要求1至6所述的多级电化学污水处理装置，其特征在于：所 述羟基电解槽的阳极采用硼掺杂金刚石(BDD)电极，阴极为钛板。
8.如权利要求1至7所述的多级电化学污水处理装置，其特征在于：所 述次氯酸钠电解槽的阳极采用金属氧化物(MMO)涂层。
9.一种采用权利要求1至8所述多级电化学污水处理装置进行多级电化 学污水处理的方法，其特征在于，包括：
第一步，将污水引入所述多级电化学污水处理装置中，通过滤网进行过 滤，进入到收集罐中;
第二步，将收集罐中的污水引入第一级的羟基电解槽进行电解，产生羟 基自由基进行苯环的开环降解;
第三步，将降解后的污水送入第二级的次氯酸钠电解槽中，通过海水引 入装置引入海水，将海水与污水一起进行电解氧化，产生次氯酸钠，将污水 中的有机物氧化成CO2和H2O;
第四步，将降解后的污水检测COD值以及余氯含量，引入中和装置中 进行中和，通过第二阀门排出。
说明书
一种多级电化学污水处理方法及装置
技术领域
本发明涉及电化学污水处理技术领域，尤其涉及一种生产多种氧化剂协 同降解污水的多级电解处理方法及装置。
背景技术
采用电解法降解污水的装置是已知的，中国专利CN102120661B提出利 用电解槽中金属氧化物(MMO)电极板产生次氯酸对有机物进行氧化分解达 到污水降解的目的。随着污水浓度增加，以及污水中往往含有难降解的物质 如苯、酚等，单一电解过程中不能达到完全降解，导致降解效果下降，而且 易形成毒性更大的产物。
中国专利CN102838243A提出采用紫外光照和次氯酸钠协同消除水中有 机物的方法，利用次氯酸钠杀灭细菌的同时，利用紫外光消除佘氯，避免二 次污染。中国专利CN203033802U提出一种臭氧与电化学协同氧化含油污水 的方法，克服了臭氧产量小，氧化能力不足的缺点。以上方法在一定程度增 强了污水处理能力，但是对于含有苯环结构的难降解物质仍然无法实现完全 降解。
高级电化学氧化(AOP)技术被定义为能够产生羟基自由基(·OH)的氧化 过程。羟基自由基(·OH)是具有强氧化性的基团，氧化电位可达2.8V，通过 引发诱导产生链反应，主要通过电子转移、亲电加成、脱氢反应等途径无选 择性地与各种有机化合物直接作用并最终将其降解CO2和H2O等无害物质。 目前已知的有机物的氧化电位低于2V，羟基自由基可以将所有的有机物氧化 分解成无机物。
专利CN1303254C提供一种硼掺杂金刚石电极降解污水技术，产生具有 高氧化电位的羟基自由基能够将几乎所有有机物最终分解成CO2和H2O，实 现无害排放。电极自身不参加反应，不形成絮凝沉积等。该技术优势在于降 解高浓度的难降解物质时具有较高的电流效率，由于其产生羟基自由基存活 寿命短，当溶液中有机物浓度较低时，自由基未能与有机物完全接触而消失， 导致电流效率较低，而且目前硼掺杂金刚石电极的制备成本高昂，尚不能大 面积制备和应用，导致该技术应用难以短期内用于大规模的污水处理。
发明内容
为了克服现有电化学降解污水技术的不足，即金属氧化物电极成本低， 但产生次氯酸钠氧化性弱，硼掺杂金刚石电极产生羟基氧化能力强，但电极 制备成本高的问题，本发明提出一种多级电解污水处理方法和装置，分别产 生羟基自由基氧化剂和次氯酸钠氧化剂，通过分级处理，可实现对高浓度难 降解污水的完全降解处理。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种多级电化学污水处理装置，其 包括滤网、污水收集罐、第一阀门、羟基电解槽、第一水泵、次氯酸钠电解 槽、第二水泵、流量计和中和装置。
其中，所述滤网设置在所述污水收集罐的上部，在所述收集罐的顶部和 底部分别设有污水入口和出口，所述出口通过串联第一阀门与第一级的羟基 电解槽的入口连接，羟基电解槽底部出口通过第一水泵与第二级的次氯酸钠 电解槽的入口相连，次氯酸钠电解槽的底部出口通过第二水泵和流量计与中 和装置相连。
其中，所述次氯酸钠电解槽与海水引入装置相连，在次氯酸钠电解槽和 羟基电解槽的顶部均安装有除氢装置。
其中，所述收集罐通过支架支撑，在收集罐底部设有排放阀门，用于排 污和取样，在所述收集罐顶部设有罐盖。
其中，所述收集罐、羟基电解槽、次氯酸钠电解槽、中和装置内均装有 液位计。
其中，所述中和装置中安装有自动佘氯计、流量计、中和剂储存罐和第 二阀门。
其中，所述羟基电解槽的阳极采用硼掺杂金刚石(BDD)电极，阴极为钛 板，主要产生具有强氧化性的羟基自由基，将污水中的难降解物质氧化分解 成易降解的物质，如将苯环开环等。
其中，所述次氯酸钠电解槽的阳极采用金属氧化物(MMO)涂层，其任务 是将经第一级处理的污水中可降解物质分解成无害成分或最终分解成CO2和 H2O。
本发明还提供了一种采用上述多级电化学污水处理装置进行多级电化学 污水处理的方法，其包括：
第一步，将污水倒入所述多级电化学污水处理装置中，通过滤网进行过 滤，进入到收集罐中;
第二步，将收集罐中的污水引入第一级的羟基电解槽进行电解，产生羟 基自由基进行苯环的开环降解;
第三步，将降解后的污水送入第二级的次氯酸钠电解槽中，通过海水引 入装置引入海水，将海水与污水一起进行电解氧化，产生次氯酸钠，将污水 中的有机物氧化成CO2和H2O;
第四步，检测降解后污水的COD值以及佘氯含量，引入中和装置中进 行中和，通过第二阀门排出。
本发明的有益效果：
本发明提出的羟基与次氯酸钠协同作用的多级电化学污水处理方法及装 置，充分发挥了硼掺杂金刚石电极产生的羟基自由基具有强氧化性的特点， 将污水中具有难降解结构物质转化成易降解结构，以及金属氧化物电极电解 产生次氯酸钠成本低的特点，解决了单级电解过程中硼掺杂金刚石电极制备 成本高昂、处理污水量小以及金属氧化物电极产生次氯酸钠降解不彻底的问 题，提高污水降解效果，降低处理成本。