申请日2018.03.12
公开(公告)日2019.01.15
IPC分类号C02F1/461
摘要
本实用新型公开了用于污水处理厂改造的活性氧制备与精细控制一体化装置，由直流电源(1)、电流表(2)、氧气阀门(3)、进气管(4)、氧气泵(5)、进水流量计(6)、进水阀门(7)、进水管(8)、进水管道泵(9)、进水储罐(10)、电解槽(11)、Naflon隔膜(12)、用于制备活性氧的改性阴极板(13)、活性氧出水管(14)、活性氧出水阀门(15)、活性氧储罐(16)、用于制备活性氧的改性阳极板(17)、电解液流量计(18)、电解液进入阀门(19)、电解液进入管(20)、电解液管道泵(21)、电解液进水储罐(22)、电解液出水阀门(23)、电解液出水管(24)、电解液出水储罐(25)组成。
权利要求书
1.一种用于污水处理厂改造的活性氧制备与精细控制一体化装置，其特征在于该一体化装置由直流电源(1)、电流表(2)、氧气阀门(3)、进气管(4)、氧气泵(5)、进水流量计(6)、进水阀门(7)、进水管(8)、进水管道泵(9)、进水储罐(10)、电解槽(11)、Naflon隔膜(12)、用于制备活性氧的改性阴极板(13)、活性氧出水管(14)、活性氧出水阀门(15)、活性氧储罐(16)、用于制备活性氧的改性阳极板(17)、电解液流量计(18)、电解液进入阀门(19)、电解液进入管(20)、电解液管道泵(21)、电解液进水储罐(22)、电解液出水阀门(23)、电解液出水管(24)、电解液出水储罐(25)组成;Naflon隔膜(12)位于电解槽(11)的中间位置，用于制备活性氧的改性阴极板(13)位于Naflon隔膜(12)与电解槽(11)右侧竖板之间的中间位置，用于制备活性氧的改性阳极板(17)位于Naflon隔膜(12)与电解槽(11)左侧竖板之间的中间位置;用于制备活性氧的改性阴极板(13)通过电流表(2)与直流电源(1)的负极相连，用于制备活性氧的改性阳极板(17)通过电流表(2)与直流电源(1)的正极相连;进气管(4)与氧气泵(5)相连，在进气管(4)上安装氧气阀门(3)，进气管(4)插入到用于制备活性氧的改性阴极板(13)与电解槽(11)右侧竖板之间的中间位置;进水管(8)安装在电解槽(11)右侧竖板的中上部，在进水管(8)上安装进水流量计(6)和进水阀门(7)，进水管(8)通过进水管道泵(9)与进水储罐(10)相连;活性氧出水管(14)安装在电解槽(11)右侧竖板的中下部，在活性氧出水管(14)上安装活性氧出水阀门(15)，活性氧出水管(14)与活性氧储罐(16)相连;电解液进入管(20)安装在电解槽(11)左侧竖板的中上部，在电解液进入管(20)上安装电解液流量计(18)和电解液进入阀门(19)，电解液进入管(20)通过电解液管道泵(21)与电解液进水储罐(22)相连;电解液出水管(24)安装在电解槽(11)左侧竖板的中下部，在电解液出水管(24)上安装电解液出水阀门(23)，电解液出水管(24)与电解液出水储罐(25)相连。
说明书
用于污水处理厂改造的活性氧制备与精细控制一体化装置
技术领域
本实用新型属于废水治理技术领域，特别涉及一种用于污水处理厂改造的活性氧制备与精细控制一体化装置。
背景技术
我国在上世纪八、九十年代建设并投入运行的城镇污水处理厂，其污水排放标准均执行的是《城市污水处理厂污水污泥排放标准》(CJ3025-93)，主要是以去除有机污染物和固体悬浮物为目的，即主要限制化学需氧量、生化需氧量和悬浮物。随着2003年《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918-2002)的正式实施，我国对污水处理厂的出水水质要求日趋严格，各省市相继出台了更加严格的地方标准，这些标准对新建或已建的城市污水处理厂污染物排放提出更高要求。污水处理厂排放标准等级普遍由原来的二级排放标准提高到一级B、一级A标准甚至更高，而且限制指标数量也比以前有所增加，除化学需氧量、悬浮物、氨氮等指标更严格之外，也对总氮、总磷、色度等提出了限制指标。目前我国大部分已建污水处理厂出水水质不能达到一级A排放标准，考虑到资金等多方面的原因，对其进行完全的重新建设是不现实的，因此采取提标改造的办法，通过对原有的处理构筑物进行改造扩建，同时新增建一些处理效率较高的处理构筑物与已建的处理构筑物组合，使最终的出水水质满足一级A排放标准。因此，国内相当数量的已建污水处理厂普遍将进行提标改造。
一般来说，污水处理厂提标改造的主要内容包含以下五方面：一是主体工艺改造以提高出水水质为目标;二是主体工艺改造而造成的附带改造，如污水处理系统改造后，保持污泥消化系统不变的前提下，污泥处理系统也将相应调整，需要增加或者对原有构筑物进行改造;三是污泥最终处置工艺改造，如污泥深度脱水和污泥干化等;四是进行除臭工艺改造;五是设备更新或升级。因此，对于污水处理厂的已有设备进行更新或升级换代是完成污水处理厂提标改造的一个重要方面。目前，还缺少用于污水处理厂改造的活性氧制备与精细控制一体化装置。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种用于污水处理厂改造的活性氧制备与精细控制一体化装置，本实用新型的具体内容如下：用于污水处理厂改造的活性氧制备与精细控制一体化装置由直流电源1、电流表2、氧气阀门3、进气管4、氧气泵5、进水流量计6、进水阀门7、进水管8、进水管道泵9、进水储罐10、电解槽11、Naflon隔膜12、用于制备活性氧的改性阴极板 13、活性氧出水管14、活性氧出水阀门15、活性氧储罐16、用于制备活性氧的改性阳极板17、电解液流量计18、电解液进入阀门19、电解液进入管20、电解液管道泵21、电解液进水储罐22、电解液出水阀门23、电解液出水管24、电解液出水储罐25组成;Naflon隔膜12 位于电解槽11的中间位置，用于制备活性氧的改性阴极板13位于Naflon隔膜12与电解槽 11右侧竖板之间的中间位置，用于制备活性氧的改性阳极板17位于Naflon隔膜12与电解槽 11左侧竖板之间的中间位置;用于制备活性氧的改性阴极板13通过电流表2与直流电源1 的负极相连，用于制备活性氧的改性阳极板17通过电流表2与直流电源1的正极相连;进气管4与氧气泵5相连，在进气管4上安装氧气阀门3，进气管4插入到用于制备活性氧的改性阴极板13与电解槽11右侧竖板之间的中间位置;进水管8安装在电解槽11右侧竖板的中上部，在进水管8上安装进水流量计6和进水阀门7，进水管8通过进水管道泵9与进水储罐10相连;活性氧出水管14安装在电解槽11右侧竖板的中下部，在活性氧出水管14上安装活性氧出水阀门15，活性氧出水管14与活性氧储罐16相连;电解液进入管20安装在电解槽11左侧竖板的中上部，在电解液进入管20上安装电解液流量计18和电解液进入阀门 19，电解液进入管2通过电解液管道泵21与电解液进水储罐22相连;电解液出水管24安装在电解槽11左侧竖板的中下部，在电解液出水管24上安装电解液出水阀门23，电解液出水管24与电解液出水储罐25相连。
用于制备活性氧的改性阳极板由如下方法制备：
(1)用150目砂纸将钛片表面打磨至出现金属光泽，在清洗仪中用洗涤剂溶液清洗除油30min，取出先用自来水冲洗，再用去离子水冲洗，晾干后得到物质A;
(2)利用辉光放电对物质A的表面进行预处理10min，然后在MS56A型高真空多靶磁控溅射机上完成磁控溅射镀铑得到物质B，其中阴极靶材为铑片，钛片作为阳极基片，操作模式为射频溅射，真空度为8.5×10-2Pa，功率为100W，氩气压力为1.5Pa;
(3)将1.26克2,4-二硝基二苯胺加入到2000mL丙酮中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，加入50mL氯仿，摇匀后分成等量5份，得到混合液H1、混合液H2、混合液H3、混合液H4、混合液H5;
(4)将1.14克苯亚甲基丙酮加入到2000mL无水乙醇中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，加入5mL浓硫酸，摇匀后分成等量5份，得到混合液J1、混合液J2、混合液J3、混合液J4、混合液J5;
(5)将物混合液H1和0.13克5-吲哚甲醛加入到混合液J1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液K1;
(6)将物质A加入到混合液K1中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质A1，物质A1在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到物质A2;
(7)将物混合液H2和0.12克5-吲哚甲醛加入到混合液J2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液K2;
(8)将物质A2加入到混合液K2中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质A3，物质A3在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到物质A4;
(9)将物混合液H3和0.11克5-吲哚甲醛加入到混合液J3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液K3;
(10)将物质A4加入到混合液K3中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质A5，物质A5在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到物质A6;
(11)将物混合液H4和0.10克5-吲哚甲醛加入到混合液J4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液K4;
(12)将物质A6加入到混合液K4中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质A7，物质A7在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到物质A8;
(13)将物混合液H5和0.09克5-吲哚甲醛加入到混合液J5中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液K5;
(14)将物质A8加入到混合液K5中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质A9，物质A9在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到物质B;
(15)将2.29克氢氧化钯加入到5000mL去离子水中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量5份，得到混合液L1、混合液L2、混合液L3、混合液L4、混合液L5;
(16)将1.99克氢氧化镧加入到5000mL去离子水中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量5份，得到混合液M1、混合液M2、混合液M3、混合液M4、混合液M5;
(17)将物质B加入到混合液L1中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质B1，物质B1在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到物质B2;
(18)将物质B2加入到混合液M1中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质C1，物质C1在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到物质C2;
(19)将物质C2加入到混合液L2中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质B3，物质B3在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到物质B4;
(20)将物质B4加入到混合液M2中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质C3，物质C3在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到物质C4;
(21)将物质C4加入到混合液L3中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质B5，物质B5在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到物质B6;
(22)将物质B6加入到混合液M3中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质C5，物质C5在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到物质C6;
(23)将物质C6加入到混合液L4中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质B7，物质B7在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到物质B8;
(24)将物质B8加入到混合液M4中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质C7，物质C7在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到物质C8;
(25)将物质C8加入到混合液L5中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质B9，物质B9在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到物质B10;
(26)将物质B10加入到混合液M5中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质C9，物质C9在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到物质D;
(27)将2.27克氟硼酸铵和1.22克六氟磷酸钠加入到5000mL去离子水中，在1000r/min 条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量5份，得到混合液N1、混合液N2、混合液N3、混合液N4、混合液N5;
(28)将2.33克偏硼酸锂和0.56克六硝酸钴钠加入到5000mL去离子水中，在1000r/min 条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量5份，得到混合液O1、混合液O2、混合液O3、混合液O4、混合液O5;
(29)将物质D加入到混合液N1中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质D1，物质D1在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到物D2;
(30)将物质D2加入到混合液O1中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质E1，物质E1在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到物质E2;
(31)将物质E2加入到混合液N2中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质D3，物质D3在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到物D4;
(32)将物质D4加入到混合液O2中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质E3，物质E3在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到物质E4;
(33)将物质E4加入到混合液N3中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质D5，物质D5在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到物D6;
(34)将物质D6加入到混合液O3中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质E5，物质E5在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到物质E6;
(35)将物质E6加入到混合液N4中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质D7，物质D7在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到物D8;
(36)将物质D8加入到混合液O4中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质E7，物质E7在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到物质E8;
(37)将物质E8加入到混合液N5中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质D9，物质D9在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到物D10;
(38)将物质D10加入到混合液O5中，在温度为40℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质E9，物质E9在温度为65℃的干燥箱中放置110分钟，得到的物质即为用于制备活性氧的改性阳极板。
用于制备活性氧的改性阴极板由如下方法制备：
(1)将石墨板放置在超声波清洗仪中用洗涤剂溶液清洗30min，取出后先用自来水冲洗，再用去离子水冲洗，晾干后得到物质A;
(2)将4.22克硝酸铂加入到5000mL去离子水中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，加入5mL浓硝酸，摇匀后分成等量5份，得到混合液K1、混合液K2、混合液K3、混合液 K4、混合液K5;
(3)将850毫克Sb(NO3)3和746毫克Pb(NO3)2加入到5000mL去离子水中，在 1000r/min条件下搅拌3分钟，加入50mL乙醇，摇匀后分成等量5份，得到混合液L1、混合液L2、混合液L3、混合液L4、混合液L5;
(4)将0.76克四甲基氯化铵和混合液L1加入到混合液K1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液M1;
(5)将物质A加入到混合液M1中，在温度为40℃的摇床中摇动50分钟，过滤除去液体得到物质A1，物质A1在温度为750℃的马弗炉中焙烧1h，得到物质A2;
(6)将0.71克四甲基氯化铵和混合液L2加入到混合液K2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液M2;
(7)将物质A2加入到混合液M2中，在温度为40℃的摇床中摇动50分钟，过滤除去液体得到物质A3，物质A3在温度为750℃的马弗炉中焙烧1h，得到物质A4;
(8)将0.66克四甲基氯化铵和混合液L3加入到混合液K3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液M3;
(9)将物质A4加入到混合液M3中，在温度为40℃的摇床中摇动50分钟，过滤除去液体得到物质A4，物质A4在温度为750℃的马弗炉中焙烧1h，得到物质A6;
(10)将0.61克四甲基氯化铵和混合液L4加入到混合液K4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液M4;
(11)将物质A6加入到混合液M4中，在温度为40℃的摇床中摇动50分钟，过滤除去液体得到物质A7，物质A7在温度为750℃的马弗炉中焙烧1h，得到物质A8;
(12)将0.56克四甲基氯化铵和混合液L5加入到混合液K5中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液M5;
(13)将物质A8加入到混合液M5中，在温度为40℃的摇床中摇动50分钟，过滤除去液体得到物质A9，物质A9在温度为750℃的马弗炉中焙烧1h，得到物质B;
(14)将3.26克硝酸钾加入到5000mL去离子水中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，加入5mL浓硝酸，摇匀后分成等量5份，得到混合液N1、混合液N2、混合液N3、混合液 N4、混合液N5;
(15)将721毫克Ce(NO3)3和869毫克Cd(NO3)2加入到5000mL去离子水中，在 1000r/min条件下搅拌3分钟，加入50mL异丙醇，摇匀后分成等量5份，得到混合液O1、混合液O2、混合液O3、混合液O4、混合液O5;
(16)将0.89克四丁基碘化铵和混合液N1加入到混合液O1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液P1;
(17)将物质B加入到混合液P1中，在温度为40℃的摇床中摇动50分钟，过滤除去液体得到物质B1，物质B1在温度为750℃的马弗炉中焙烧1h，得到物质B2;
(18)将0.83克四丁基碘化铵和混合液N2加入到混合液O2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液P2;
(19)将物质B2加入到混合液P2中，在温度为40℃的摇床中摇动50分钟，过滤除去液体得到物质B3，物质B3在温度为750℃的马弗炉中焙烧1h，得到物质B4;
(20)将0.77克四丁基碘化铵和混合液N3加入到混合液O3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液P3;
(21)将物质B4加入到混合液P3中，在温度为40℃的摇床中摇动50分钟，过滤除去液体得到物质B5，物质B5在温度为750℃的马弗炉中焙烧1h，得到物质B6;
(22)将0.71克四丁基碘化铵和混合液N4加入到混合液O4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液P4;
(23)将物质B6加入到混合液P4中，在温度为40℃的摇床中摇动50分钟，过滤除去液体得到物质B7，物质B7在温度为750℃的马弗炉中焙烧1h，得到物质B8;
(24)将0.65克四丁基碘化铵和混合液N5加入到混合液O5中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液P5;
(25)将物质B8加入到混合液P5中，在温度为40℃的摇床中摇动50分钟，过滤除去液体得到物质B9，物质B9在温度为750℃的马弗炉中焙烧1h，得到物质C;
(26)将3.61克硝酸钠加入到5000mL去离子水中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，加入5mL浓硝酸，摇匀后分成等量5份，得到混合液Q1、混合液Q2、混合液Q3、混合液 Q4、混合液Q5;
(27)将877毫克Co(NO3)2和694毫克Zn(NO3)2加入到5000mL去离子水中，在 1000r/min条件下搅拌3分钟，加入50mL正丁醇，摇匀后分成等量5份，得到混合液R1、混合液R2、混合液R3、混合液R4、混合液R5;
(28)将0.77克四乙基氯化铵和混合液R1加入到混合液Q1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液S1;
(29)将物质C加入到混合液S1中，在温度为40℃的摇床中摇动50分钟，过滤除去液体得到物质C1，物质C1在温度为750℃的马弗炉中焙烧1h，得到物质C2;
(30)将0.70克四乙基氯化铵和混合液R2加入到混合液Q2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液S2;
(31)将物质C2加入到混合液S2中，在温度为40℃的摇床中摇动50分钟，过滤除去液体得到物质C3，物质C3在温度为750℃的马弗炉中焙烧1h，得到物质C4;
(32)将0.63克四乙基氯化铵和混合液R3加入到混合液Q3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液S3;
(33)将物质C4加入到混合液S3中，在温度为40℃的摇床中摇动50分钟，过滤除去液体得到物质C5，物质C5在温度为750℃的马弗炉中焙烧1h，得到物质C6;
(34)将0.56克四乙基氯化铵和混合液R4加入到混合液Q4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液S4;
(35)将物质C6加入到混合液S4中，在温度为40℃的摇床中摇动50分钟，过滤除去液体得到物质C7，物质C7在温度为750℃的马弗炉中焙烧1h，得到物质C8;
(36)将0.49克四乙基氯化铵和混合液R5加入到混合液Q5中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液S5;
(37)将物质C8加入到混合液S5中，在温度为40℃的摇床中摇动50分钟，过滤除去液体得到物质C9，物质C9在温度为750℃的马弗炉中焙烧1h，得到的物质即为用于制备活性氧的改性阴极板。
本实用新型的有益效果是，运用该活性氧制备与精细控制一体化装置能制备出活性氧含量高、稳定时间长的水溶液。