申请日2020.12.30
公开（公告）日2021.05.04
IPC分类号C02F1/461
摘要
本发明涉及污水处理的技术领域，特别是涉及一种电化学污水整体处理系统及工艺，其可以加快电化学系统启动时的产水速度，并且可以方便对电化学设备进行清洗，延长结垢、污堵停机清洗的周期，提高电极效率，提高实用性；包括电化学反应系统、进水系统、电化学引动系统、反洗系统和在线清洗系统，其中：电化学反应系统包括多个电化学反应器串联或并联组成的电化学反应装置，进水系统包括进水箱；电化学引动系统包括混合器，混合器上设置有电解质给料机和第一补水管，混合器内部设置有搅拌器和第一电加热器；反洗系统包括反洗箱、反洗进水管和反洗排水管；在线清洗系统包括清洗箱、清洗进水管、清洗出水管和第三补水管。
权利要求书
1.一种电化学污水整体处理系统，其特征在于，包括电化学反应系统(1)、进水系统(2)、电化学引动系统(3)、反洗系统(4)和在线清洗系统(5)，其中：
所述电化学反应系统(1)包括多个电化学反应器串联或并联组成的电化学反应装置(101)，并在电化学反应系统(1)中设置有电源(102)，电化学反应系统(1)输出端处连通设置有出水管(103)和内循环管线(104)，并在出水管(103)和内循环管线(104)上分别设置有出水调节阀(105)和回流调节阀(106)；
所述进水系统(2)包括进水箱(201)，所述进水箱(201)输入端处连通设置有工艺水管线(202)、原水管线(203)和电解质投加管线(204)，并在工艺水管线(202)、原水管线(203)和电解质投加管线(204)上分别设置有工艺水阀(205)、原水阀(206)和电解质投加阀(207)，所述内循环管线(104)输出端与进水箱(201)连通，所述进水箱(201)输出端连通设置有给水管(208)，所述给水管(208)输出端与电化学反应系统(1)连通，并在给水管(208)上分别设置有给水泵(209)和设备进水阀(210)；
所述电化学引动系统(3)包括混合器(301)，所述混合器(301)上设置有电解质给料机(302)和第一补水管(303)，所述第一补水管(303)上设置有第一补水阀(304)，并在混合器(301)内部设置有搅拌器(305)和第一电加热器(306)，所述混合器(301)内部上还设置有磁翻板液位计(307)和温度计(308)；
所述反洗系统(4)包括反洗箱(401)、反洗进水管(402)和反洗排水管(403)，所述反洗进水管(402)和反洗排水管(403)均与电化学反应系统(1)连通，并在反洗进水管(402)和反洗排水管(403)上分别设置有反洗进水阀(404)和反洗排水阀(405)，所述反洗进水管(402)输入端与反洗箱(401)连通，并在反洗进水管(402)上设置有反洗泵(406)，所述反洗箱(401)输入端设置有第二补水管(407)，并在第二补水管(407)上设置有第二补水阀(408)；
所述在线清洗系统(5)包括清洗箱(501)、清洗进水管(502)、清洗出水管(503)和第三补水管(504)，所述清洗进水管(502)和清洗出水管(503)两端分别与清洗箱(501)和电化学反应系统(1)连通，并在清洗进水管(502)和清洗出水管(503)上分别设置有清洗进水阀(505)和清洗出水阀(506)，所述清洗进水管(502)上设置有清洗泵(507)，所述第三补水管(504)与清洗箱(501)连通，并在第三补水管(504)上设置有第三补水阀(508)，所述清洗箱(501)内部设置有第二电加热器(509)。
2.根据权利要求1所述的一种电化学污水整体处理系统，其特征在于，所述给水管(208)上连通设置有多组第一保安过滤器(6)，所述多组第一保安过滤器(6)位于给水泵(209)和设备进水阀(210)之间。
3.根据权利要求1所述的一种电化学污水整体处理系统，其特征在于，所述反洗系统(4)中还设置有反洗加药系统(7)，所述反洗加药系统(7)包括管道混合器(701)、盐酸加药系统(702)、液碱加药系统(703)和氧化剂加药系统(704)，所述管道混合器(701)设置在反洗进水管(402)上，所述盐酸加药系统(702)、液碱加药系统(703)和氧化剂加药系统(704)分别通过三组通管道道(705)与管道混合器(701)连通，并在三组通管道道(705)上分别设置有三组控制阀。
4.根据权利要求1所述的一种电化学污水整体处理系统，其特征在于，所述清洗进水管(502)上连通设置有第二保安过滤器(8)，所述第二保安过滤器(8)位于清洗泵(507)与清洗进水阀(505)之间。
5.如权利要求3所述的一种电化学污水整体处理系统系统，其特征在于，该系统的处理工艺，包括以下步骤：
S1、启动电化学引动系统：由电解质给料机投加电解质，同时打开第一补水阀，补充工业用清水分到一定液位，设置温度为25-40℃，混料时间为10-15min，启动第一电加热器和搅拌器，将电解质溶解工业水中，打开电解质投加阀，通过电解质投加管线将电解质投加至进水箱中；
S2、启动电化学反应系统：打开工艺水阀，向进水箱中加清水至设定液位，打开设备进水阀和回流调节阀，关闭出水调节阀，启动给水泵，将进水箱中的混合水通过给水管进入至电化学处理系统中，当回流调节阀循环出水时，开启设备电源，打开原水阀和出水调节阀，根据内循环管线和出水管上设置的回流流量计和和产水流量计，调节回流调节阀和出水调节阀，系统正常产水；
S3、电化学反洗加药系统运行：电化学反应系统第一周期运行24h后，关闭原水阀、出水调节阀和回流调节阀，并关闭设备进水阀和给水泵，打开反洗排水阀和反洗进水阀，启动反洗泵，同时启动盐酸加药系统中的盐酸加药泵，加药60-180s,加入的药液与反洗水在管道混合器中混合均匀后进入至电化学反应系统中，关闭反洗排水阀、反洗进水阀和反洗泵，浸泡电化学反应器5-30min，开启反洗排水阀和反洗进水阀，启动反洗泵，进行反洗3-5min；反洗完成后重复S2使设备重新投用，化学电反应系统第二个周期即开始运行48h后，重复上述反洗步骤，此时的投加药品由盐酸改为液碱和氧化剂同时投加，重复S2，设备开始运行72h后，重复第一周期运行24h时的反洗步骤，循环往复，每个反洗周期均为24h；
S4、电化学在线清洗系统运行：电化学反应系统运行5-6月之后，关闭所有设备和阀门，首先在清洗箱内配置pH为1-2的盐酸溶液或柠檬酸溶液，用第二电加热器调节温度至30-45℃，打开清洗进水阀和清洗出水阀，开启清洗泵，对电化学反应系统进行循环清洗1h，停机浸泡1h,再循环清洗1h；清洗完成后排空清洗液，然后在清洗箱内配置pH为9-10的液碱和氧化剂混合溶液，重复上述清洗步骤即可。
6.如权利要求5所述的一种电化学污水整体处理工艺，其特征在于，所述S2中调节的回流流量和出水流量的比例为3:1～6:1。
7.如权利要求5所述的一种电化学污水整体处理工艺，其特征在于，所述S3中液碱和氧化剂的投加比例为5:1-10:1。
说明书
一种电化学污水整体处理系统及工艺
技术领域
本发明涉及污水处理的技术领域，特别是涉及一种电化学污水整体处理系统及工艺。
背景技术
众所周知，工业废水包含制药、化工、冶炼、焦化、炼油等各个行业产生的污水，由于其污染物质成份复杂，表现为高COD、高氨氮、高盐、高硬度等等，因此需要将其进行充分的处理后再进行排放，传统的生化处理方法，很难将这些污染物质降解，因此电化学处理工艺应运而生，通过在污水中加入的电解质，并在电化学反应装置中通过对电极通电，使污染物在电极表面分解，从而对污水进行处理，但是现有的电化学工艺在对污水进行处理时，需要首先启动循环系统，循环一段时间后产水才能达到排放的标准，启动时花费时间较长，并且电化学处理装置中面临着结垢和污堵的情况，每间隔1个月均需要进行停机清洗，并且电极效率低的问题，从而导致其对污水处理的实用性较差。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明的一个目的在于提供一种可以加快电化学系统启动时的产水速度，并且可以方便对电化学设备进行清洗，延长结垢、污堵停机清洗的周期，提高电极效率，提高实用性的电化学污水整体处理系统；
本发明的另一个目的在于提供一种可以加快电化学系统启动时的产水速度，并且可以方便对电化学设备进行清洗，延长结垢、污堵停机清洗的周期，提高电极效率的电化学污水整体处理工艺。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电化学污水整体处理系统，包括电化学反应系统、进水系统、电化学引动系统、反洗系统和在线清洗系统，其中：
所述电化学反应系统包括多个电化学反应器串联或并联组成的电化学反应装置，并在电化学反应系统中设置有电源，电化学反应系统输出端处连通设置有出水管和内循环管线，并在出水管和内循环管线上分别设置有出水调节阀和回流调节阀；
所述进水系统包括进水箱，所述进水箱输入端处连通设置有工艺水管线、原水管线和电解质投加管线，并在工艺水管线、原水管线和电解质投加管线上分别设置有工艺水阀、原水阀和电解质投加阀，所述内循环管线输出端与进水箱连通，所述进水箱输出端连通设置有给水管，所述给水管输出端与电化学反应系统连通，并在给水管上分别设置有给水泵和设备进水阀；
所述电化学引动系统包括混合器，所述混合器上设置有电解质给料机和第一补水管，所述第一补水管上设置有第一补水阀，并在混合器内部设置有搅拌器和第一电加热器，所述混合器内部上还设置有磁翻板液位计和温度计；
所述反洗系统包括反洗箱、反洗进水管和反洗排水管，所述反洗进水管和反洗排水管均与电化学反应系统连通，并在反洗进水管和反洗排水管上分别设置有反洗进水阀和反洗排水阀，所述反洗进水管输入端与反洗箱连通，并在反洗进水管上设置有反洗泵，所述反洗箱输入端设置有第二补水管，并在第二补水管上设置有第二补水阀；
所述在线清洗系统包括清洗箱、清洗进水管、清洗出水管和第三补水管，所述清洗进水管和清洗出水管两端分别与清洗箱和电化学反应系统连通，并在清洗进水管和清洗出水管上分别设置有清洗进水阀和清洗出水阀，所述清洗进水管上设置有清洗泵，所述第三补水管与清洗箱连通，并在第三补水管上设置有第三补水阀，所述清洗箱内部设置有第二电加热器。
具体的，所述给水管上连通设置有多组第一保安过滤器，所述多组第一保安过滤器位于给水泵和设备进水阀之间。
具体的，所述反洗系统中还设置有反洗加药系统，所述反洗加药系统包括管道混合器、盐酸加药系统、液碱加药系统和氧化剂加药系统，所述管道混合器设置在反洗进水管上，所述盐酸加药系统、液碱加药系统和氧化剂加药系统分别通过三组连通管道与管道混合器连通，并在三组连通管道上分别设置有三组控制阀。
具体的，所述清洗进水管上连通设置有第二保安过滤器，所述第二保安过滤器位于清洗泵与清洗进水阀之间。
基于该电化学污水整体处理系统，提供了一种电化学污水整体处理工艺，包括以下步骤：
S1、启动电化学引动系统：由电解质给料机投加电解质，同时打开第一补水阀，补充工业用清水分到一定液位，设置温度为25-40℃，混料时间为10-15min，启动第一电加热器和搅拌器，将电解质溶解工业水中，打开电解质投加阀，通过电解质投加管线将电解质投加至进水箱中；
S2、启动电化学反应系统：打开工艺水阀，向进水箱中加清水至设定液位，打开设备进水阀和回流调节阀，关闭出水调节阀，启动给水泵，将进水箱中的混合水通过给水管进入至电化学处理系统中，当回流调节阀循环出水时，开启设备电源，打开原水阀和出水调节阀，根据内循环管线和出水管上设置的回流流量计和和产水流量计，调节回流调节阀和出水调节阀，系统正常产水；
S3、电化学反洗加药系统运行：电化学反应系统第一周期运行24h后，关闭原水阀、出水调节阀和回流调节阀，并关闭设备进水阀和给水泵，打开反洗排水阀和反洗进水阀，启动反洗泵，同时启动盐酸加药系统中的盐酸加药泵，加药60-180s,加入的药液与反洗水在管道混合器中混合均匀后进入至电化学反应系统中，关闭反洗排水阀、反洗进水阀和反洗泵，浸泡电化学反应器5-30min，开启反洗排水阀和反洗进水阀，启动反洗泵，进行反洗3-5min；反洗完成后重复S2使设备重新投用，化学电反应系统第二个周期即开始运行48h后，重复上述反洗步骤，此时的投加药品由盐酸改为液碱和氧化剂同时投加，重复S2，设备开始运行72h后，重复第一周期运行24h时的反洗步骤，循环往复，每个反洗周期均为24h；
S4、电化学在线清洗系统运行：电化学反应系统运行5-6月之后，关闭所有设备和阀门，首先在清洗箱内配置pH为1-2的盐酸溶液或柠檬酸溶液，用第二电加热器调节温度至30-45℃，打开清洗进水阀和清洗出水阀，开启清洗泵，对电化学反应系统进行循环清洗1h，停机浸泡1h,再循环清洗1h；清洗完成后排空清洗液，然后在清洗箱内配置pH为9-10的液碱和氧化剂混合溶液，重复上述清洗步骤即可。
具体的，所述S2中调节的回流流量和出水流量的比例为3:1～6:1。
具体的，所述S3中液碱和氧化剂的投加比例为5:1-10:1。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种电化学污水整体处理系统，具备以下有益效果：
1、本发明设置有电化学引动系统，通过电化学引动系统投加电解质，电解质首先与工业水混合后进入至进水箱中，使进水箱内的电导率不低于1000μS/cm，此时进水箱中是含电解质的清水，直接启动，通过原水管进入水箱的污水和含电解质的清水混合，在进入启动的电化学处理系统中即可以直接电解，产水就可以直接达标，解决了传统的电化学启动时，需要循环的问题，从而可以加快电化学系统启动时的产水速度；
2、本发明设置了反洗加药系统，针对使用一段时间后产生的结垢和堵塞现象，可以大大减缓电化学设备的由于有机物造成的污堵周期，将将停机清洗周期由1个月，延长至5-6个月，提高电极效率和实用性；
3、本发明设置有在线清洗系统，电化学系统当结垢和有机污堵严重时，停机进行清洗，第一步在电化学清洗装置投加盐酸，以去除电化学电极的结垢，第二步在电化学清洗装置投加液碱和氧化剂，以去除电化学电极的有机物污堵，从而可以有效解决电极拆卸清洗结垢和有机物污堵的问题；
4、本发明设置有出水调节阀和回流调节阀，启动电化学处理系统时，首先打开回流调节阀，再缓慢打开出水调节阀，根据其上设置的回流流量计和出水流量计的流量，调节回流比和出水比,回流和出水比一般设置为3:1-6:1，无需单设置循环水泵和循环水箱；
5、本发明中，给水泵的扬程设置为20-30m,避免对电极和壳体造成冲击，反洗泵的流量一般设置为给水泵的1.5-2.5倍,保证反洗及加药洗彻底，清洗泵的扬程一般设置给水泵的1-1.5倍，清洗系统设置电加热器，控制清洗水温为30-45℃，以保证有机物的清洗效果。
（发明人：刘杰;赵广虎;袁晓龙;张瑞芸）