申请日2013.12.10
公开(公告)日2014.03.26
IPC分类号C02F1/467
摘要
一种采用三维电极法的废水处理系统，该系统的主要技术特点是采用两级串联的连续流三维电极反应器，其中三维粒子电极是由颗粒活性炭和负载在颗粒活性炭上的复合催化剂构成，复合催化剂为掺杂Sn和Sb元素的TiO2固溶体;此外该系统还配有中间水系统与酸洗系统。本发明废水处理系统特点在于电解过程中系统内可以产生大量的活性物质(羟基自由基)、有机物污染物去除效果好;设置有酸洗系统，避免了电极结垢、系统运行稳定、出水水质稳定;废水经过两级氧化单元处理不仅污染物去除更彻底且减少了连续流运行条件下水力短流的负面影响;该系统内的电极间距采用可调节结构、运行灵活、操作简便、易于工业化应用。
权利要求书
1.一种采用三维电极法的废水处理系统，该系统包括进水系统、处理系统和出水系统; 所述处理系统包括两级氧化单元、中间水系统和直流电源;每级氧化单元各由多个隔室并联 组成，每个隔室包括阳极板(1)、阴极板(2)和填充在阴阳极板间的三维粒子电极(3);中 间水系统包括中间水箱(4)、中间水箱内循环泵(16)和中间水箱内循环管路(17);其特征 在于：所述三维粒子电极是采用一种负载催化剂活性炭的三维粒子电极：该粒子电极由颗粒 活性炭和负载在颗粒活性炭上的复合催化剂构成;所述的复合催化剂为掺杂Sn和Sb元素的 TiO2固溶体;废水由一级增压泵(12)进入一级氧化单元处理后流入中间箱(15)，再由二级 增压泵(6)泵入二级氧化单元处理。
2.如权利要求1所述的一种采用三维电极法的废水处理系统，其特征在于：所述的掺杂 Sn和Sb元素的TiO2固溶体中Sn与Ti元素摩尔比为0.005～0.03：1;Sn与Sb元素摩尔 比为10～20:1。
3.如权利要求1或2所述的一种采用三维电极法的废水处理系统，其特征在于：填充在 阴阳极板间的三维粒子电极的体积填充比为30%～100%。
4.如权利要求1或2所述的一种采用三维电极法的废水处理系统，其特征在于：阴极板 和阳极板的极间距采用可调节结构，可调节结构采用螺杆-螺母机构，螺杆-螺母机构位于氧 化单元上方;极间距调节范围为1cm～5cm。
5.如权利要求1或2所述的一种采用三维电极法的废水处理系统，其特征在于：运行时 直流电源施加在阳极板的电流密度为5mA/cm2～40mA/cm2。
6.如权利要求1或2所述的一种采用三维电极法的废水处理系统，其特征在于：所述废 水处理系统还包括酸洗系统、一级氧化单元进水阀门(9)、一级氧化单元出水阀门(20)、二 级氧化单元进水阀门(21)和二级氧化单元出水阀门(22);酸洗液通过酸洗泵(8)分别通 过一级氧化单元的进水管和二级氧化单元的进水管进入一级氧化单元和二级氧化单元，然后 再分别通过一级氧化单元的出水管和二级氧化单元的出水管流出，并回流至酸洗池(7)。
7.如权利要求6所述的一种采用三维电极法的废水处理系统，其特征在于：所示酸洗液 为0.1mol/L～2mol/L盐酸溶液。
说明书
一种采用三维电极法的废水处理系统
技术领域
本发明涉及一种废水处理装置，具体涉及一种采用三维电极法的废水处理系统，主要应 用于难生物降解有机废水处理。
背景技术
生物难降解有机物废水的处理是当前世界工业水处理的热点。近年来，
电化学氧化法在难降解生物废水处理领域受到广泛关注，其中复极性三维电极反应器由于单 位槽体处理量大，有机污染物降解效果好、传质速率快、电流效率、高能耗低等优点受到广 泛青睐。虽然复极性三维电极反应器在小试规模和反应器设计上取得一定进展，但仍存在填 充粒子催化活性较低，处理效果不佳，运行不稳定等问题，此外在实际应用中还存在电极结 垢，运行能耗高等问题，因此设计一种能够高效的处理废水、运行稳定、易于工程化放大、 结构简单的废水处理装置，是很有必要的。
发明内容
针对现有技术存在的不足和缺陷，本发明的目的是提供一种采用三维电极法的废水处理系 统，使其不仅可以高效去除废水中的难生物降解有机物，同时可避免电极结垢、系统运行稳 定。
本发明所采用的技术方案如下：
一种采用三维电极法的废水处理系统，该系统包括进水系统、处理系统和出水系统;所 述处理系统包括两级氧化单元、中间水系统和直流电源;每级氧化单元各由多个隔室并联组 成，每个隔室包括阳极板、阴极板和填充在阴阳极板间的三维粒子电极;中间水系统包括中 间水箱、中间水箱内循环泵和中间水箱内循环管路;其特征在于：所述三维粒子电极是采用 一种负载催化剂活性炭的三维粒子电极：该粒子电极由颗粒活性炭和负载在颗粒活性炭上的 复合催化剂构成;所述的复合催化剂为掺杂Sn和Sb元素的TiO2固溶体;废水由一级增压泵 进入一级氧化单元处理后流入中间箱，再由二级增压泵泵入二级氧化单元处理。
上述技术方案中，所述的掺杂Sn和Sb元素的TiO2固溶体中Sn与Ti元素摩尔比为0.005～ 0.03：1;Sn与Sb元素摩尔比为10～20:1。
本发明所述的填充在阴阳极板间的三维粒子电极的体积填充比为30%～100%。运行时直 流电源施加在阳极板的电流密度为5mA/cm2～40mA/cm2。
本发明的另一技术特征在于：阴极板和阳极板的极间距采用可调节结构，可调节结构采 用螺杆螺母机构且位于氧化单元上方;电极间距调节范围为1cm～5cm。
本发明技术特征还在于：所述废水处理系统还包括酸洗系统、一级氧化单元进水阀门、 一级氧化单元出水阀门、二级氧化单元进水阀门和二级氧化单元出水阀门;酸洗液通过酸洗 泵分别通过一级氧化单元的进水管和二级氧化单元的进水管进入一级氧化单元和二级氧化单 元，然后再分别通过一级氧化单元的出水管和二级氧化单元的出水管流出，并回流至酸洗池。
所示酸洗液为0.1mol/L～2mol/L盐酸溶液。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性的技术效果：①本发明以负载型催化剂 活性炭作为填充粒子，可以有效地促进活性物质(羟基自由基)的产生，难生物降解有机物 去除效果好。②设置酸洗系统，避免了电极结垢，系统运行稳定，出水水质稳定。本发明装 置布置两级氧化单元，降低了连续流运行模式下水力短流的影响，污染物去除效果好;③电 极间距采用可调节结构，具有布置方便、运行灵活和操作简便等优点。