申请日2018.03.02
公开(公告)日2018.06.15
IPC分类号C02F1/461; C02F1/467; C02F1/76; B01D53/78; B01D53/38; C02F101/16; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种高频脉冲电解式氨氮废水的处理设备，包括电源、电极板、电解槽，水泵和水槽。电解槽，水泵和水槽通过管道依次连接构成闭合式管路，电解槽的进水端与水泵的出水端相连，电解槽的出水端与水槽进水端相连，水槽的出水端与水泵进水端相连;还包括废气处理系统，废气处理系统与电解槽通过管道联接;电源为数控双脉冲电镀高频脉冲电源。本发明同时公开了基于该设备的处理方法，包括三大步骤：添加氯盐，水泵送水，电解。因采用数控双脉冲电镀高频脉冲电源提供电能，相比传统的直流高频脉冲电源，能够减少电解槽中电极界面层溶液离子浓度与本体溶液浓度不同而引起电极电位偏离平衡电位所带来的浓差极化，并且降低30%～60%的单位能耗。
权利要求书
1.一种高频脉冲电解式氨氮废水的处理设备，包括电源、电极板、电解槽，水泵和水槽，其特征在于，所述的电解槽，水泵和水槽通过管道依次连接构成闭合式管路，所述的电解槽的进水端与所述的水泵的出水端相连，所述的电解槽的出水端与所述的水槽进水端相连，所述的水槽的出水端与所述的水泵进水端相连;还包括废气处理系统，所述的废气处理系统与所述的电解槽通过管道联接;所述的电源为数控双脉冲电镀高频脉冲电源。
2.根据权利要求1所述的高频脉冲电解式氨氮废水的处理设备，其特征在于，所述的电解槽内部设置有若干组电极板，所述的电极板直立于所述的电解槽中;所述的电极板的阳极板为网状钛镀钌铱钛网，所述的电极板的阴极板为存钛网状钛网;所述的阴极板和阳极板依次周期排列，所述的相邻的电极板之间的间距为5～10mm，所述的电极板的两端分别与高频脉冲电源的阴极和阳极相连。
3.根据权利要求2所述的高频脉冲电解式氨氮废水的处理设备，其特征在于，所述的电极板的导电铜条包覆有钛金属层。
4.根据权利要求2所述的高频脉冲电解式氨氮废水的处理设备，其特征在于，所述的阳极钛镀钌铱钛网板网孔孔径为1～10mm，所述的阴极存钛网板网孔孔径为1～10mm。
5.根据权利要求1所述的高频脉冲电解式氨氮废水的处理设备，其特征在于，所述的水泵为磁力循环泵，所述的水槽为循环水槽。
6.根据权利要求1所述的高频脉冲电解式氨氮废水的处理设备，其特征在于，所述的废气处理系统包含进气口与废气排出口连接的喷淋塔，所述的喷淋塔顶部的出气口连接离心风机的进气口，所述的喷淋塔进气口设于喷淋塔侧边且距喷淋塔底部距离约为塔身高度的四分之一。
7.根据权利要求6所述的高频脉冲电解式氨氮废水的处理设备，其特征在于，所述的废气处理系统还包括设置于所述的喷淋塔内部靠近喷淋塔进气口的pH探头;所述的喷淋塔由下至上依次分为药剂层、空气层、第一填充层、第一喷水层、第二填充层、第二喷水层及除雾层，所述的药剂层由外部加药计量泵进行药剂填充;所述的药剂层内放置浮球用以标识药剂液面高度，远喷淋塔进气口侧设有溢流阀;所述的喷淋塔塔侧设有若干透明视窗，用以监测喷淋塔内工作状态。
8.一种高频脉冲电解式氨氮废水的处理方法，包括三大步骤;步骤一添加氯盐，步骤二水泵送水，步骤三电解，其特征在于，所述的步骤一为向氨氮废水中添加氯盐;所述的步骤二为通过磁力循环泵将所述的循环水槽内的氨氮废水连续地输送入电解槽中;所述的步骤三为启动高频脉冲电源加载脉冲电流在所述的电解槽内进行电解。
9.根据权利要求8所述的高频脉冲电解式氨氮废水的处理方法，其特征在于，所述的氯盐中氯离子的浓度为20～500mg/L。
10.根据权利要求8所述的高频脉冲电解式氨氮废水的处理方法，其特征在于，所述的电极板的电流密度为50～300A/m2。
说明书
一种高频脉冲电解式氨氮废水的处理设备及其处理方法
技术领域
本发明涉及氨氮废水的处理技术，具体地，涉及一种高频脉冲电解式氨氮废水的处理设备及其处理方法。
背景技术
目前，环境污染问题日益严峻，对水体中氨氮的处理成为亟待解决的问题。现有的工业氨氮废水的处理方法主要有物理化学方法和生物方法，但是由于水质指标存在差异以及工艺条件的限制，针对不同类别的废水，采用的处理技术有很大差异，存在较大弊端。
物理化学方法中：吹脱气提法只适用于处理含高浓度氨氮的废水，且处理达标困难，容易造成大气污染;离子交换法中吸附剂的吸附容量小，不适用于高含盐量废水的处理。化学沉淀法中磷酸铵镁沉淀剂的价格较高，用于氨氮的处理，其经济效益不高;折点氯化法需氯量较大，成本高，形成的氯胺和氯代有机物容易污染环境，且操作中折点不易把握。
生物法不仅反应器占地面积大，而且需额外提供有机物作为微生物的碳源，且反应周期较长。
发明内容
近年来，电化学氧化法因其特有的设备占用空间小，操作简单，可控性强等优势被广泛应用到各类氨氮废水处理领域。本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种电化学氧化法及其设备来处理氨氮废水，即一种高频脉冲电解式氨氮废水的处理设备及其处理方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高频脉冲电解式氨氮废水的处理设备，包括电源、电极板、电解槽，水泵和水槽，其特征在于，所述的电解槽，水泵和水槽通过管道依次连接构成闭合式管路，所述的电解槽的进水端与所述的水泵的出水端相连，所述的电解槽的出水端与所述的水槽进水端相连，所述的水槽的出水端与所述的水泵进水端相连;还包括废气处理系统，所述的废气处理系统与所述的电解槽通过管道联接;所述的电源为数控双脉冲电镀高频脉冲电源。
其进一步技术方案为：所述的电解槽内部设置有若干组电极板，所述的电极板直立于所述的电解槽中;所述的电极板的阳极板为网状钛镀钌铱钛网，所述的电极板的阴极板为存钛网状钛网;所述的相邻的电极板之间的间距为5～10mm，所述的电极板的两端分别与高频脉冲电源的阴极和阳极相连。
其进一步技术方案为：所述的电极板的导电铜条包覆有钛金属层。
其进一步技术方案为：所述的阳极钛镀钌铱钛网板网孔孔径为1～10mm，所述的阴极存钛网板网孔孔径为1～10mm。
其进一步技术方案为：所述的水泵为磁力循环泵，所述的水槽为循环水槽。
其进一步技术方案为：所述的废气处理系统包含进气口与废气排出口连接的喷淋塔，所述的喷淋塔顶部的出气口连接离心风机的进气口，所述的喷淋塔进气口设于喷淋塔侧边且距喷淋塔底部距离约为塔身高度的四分之一;
其进一步技术方案为：所述的废气处理系统还包括设置于所述的喷淋塔内部靠近喷淋塔进气口的pH探头;所述的喷淋塔由下至上依次分为药剂层、空气层、第一填充层、第一喷水层、第二填充层、第二喷水层及除雾层，所述的药剂层由外部加药计量泵进行药剂填充;所述的药剂层内放置浮球用以标识药剂液面高度，远喷淋塔进气口侧设有溢流阀;所述的喷淋塔塔侧设有若干透明视窗，用以监测喷淋塔内工作状态。
一种高频脉冲电解式氨氮废水的处理方法，包括三大步骤;步骤一添加氯盐，步骤二水泵送水，步骤三电解，其特征在于，所述的步骤一为向氨氮废水中添加氯盐;所述的步骤二为通过磁力循环泵将所述的循环水槽内的氨氮废水连续地输送入电解槽中;所述的步骤三为启动高频脉冲电源加载脉冲电流在所述的电解槽内进行电解。
其进一步技术方案为：所述的氯盐中氯离子的浓度为20～500mg/L。
其进一步技术方案为：所述的电极板分为阴极板和阳极板，所述的电极板的电流密度为50～300A/m2。
本发明的一种高频脉冲电解式氨氮废水的处理设备及其处理方法，相较于传统电化学氧化设备及方法具有以下显著优点：
1.采用数控双脉冲电镀高频脉冲电源提供电能，相比传统的直流高频脉冲电源，能够减少电解槽中电极界面层溶液离子浓度与本体溶液浓度不同而引起电极电位偏离平衡电位所带来的浓差极化，并且降低30%～60%的单位能耗;
2.采用多组极板间隔5～10mm放置，阳极为网状钛镀钌铱极板，阴极为网状不锈钢极板。电解槽中废水流与网状极板正面接触，垂直流过，改善了污染物传质强度;
3.本发明能适应各种浓度的含氨氮废水的处理，降解氨氮几乎不受氨氮浓度的影响，氨氮浓度升高时，溶液中导电效率的增加加速催化反应，同时降低电压，与氨氮的降解、催化反应成正比;
4.本发明不受温度环境因素的制约，常温常压下即可进行，能量效率可随氨氮尝试的高低调节最佳能效比，温度反应条件的控制和设备操作简单，设备占地面积小约5-10平米，排水量无增量可实现就地或移动式处理;处理过程中不产生副作物，废水中含有难降解的COD、重金属其他有毒有害物质，不影响氨氮废水经电催化转化成的氨气的催化，同时也对废水中的COD重金属其他有害物质进行催化降解和重金属回收;
5.采用低氯离子浓度体系的电化学法，与传统电化学法采用高氯离子浓度体系相比，具有减少极板和设备腐蚀的作用，延长设备和极板的使用寿命，同时实现氨氮的高效率处理。
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特性和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。