專利名稱：一種電化學(xué)處理污水的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種處理污水的方法及裝置。
背景技術(shù)：
工業(yè)的快速發(fā)展使得污水日趨呈現(xiàn)多組分、高化學(xué)需氧量、高色度、難生物降解等特點(diǎn)，使得傳統(tǒng)的物理、化學(xué)、生物法較難滿足處理要求。近年來，環(huán)保工作者針對一些處理難度較高的印染廢水、化工廢水、高含鹽廢水等廢水治理的方法展開了廣泛研究。其中電化學(xué)方法因為實(shí)用性廣，自控簡便，效果好等原因得到了廣泛的重視電化學(xué)方法可以處理多種污染物質(zhì)，能夠應(yīng)付復(fù)雜的處理要求，對生物法難以奏效的有機(jī)氯、磷、硫等合成藥物廢水，造紙、印染廢水，化工廢水等，采用電化學(xué)方法處理可獲得較滿意的效果。但是目前的電化學(xué)研究領(lǐng)域還存在著許多問題首先，對電化學(xué)降解有機(jī)物的機(jī)理研究還不充分，一般認(rèn)為；其次，電解方法雖具有去除復(fù)雜高濃度污染物的能力，但同時亦具有耗能較高，效果不穩(wěn)定，電極易鈍化等顯著缺點(diǎn)，所以尋找更加節(jié)能高效的處理方法成為電化學(xué)研究的一大熱點(diǎn)。我國專利200710038117. 9亦提出采用小板距大電流高流速以增加水與電極的接觸，污水在加壓和高密度電流作用下產(chǎn)生發(fā)生氧化還原反應(yīng)，再經(jīng)氣浮分離，該方法有效提高了電解的效率，但還存在著以下問題1、加壓壓力大，使得裝置造價較高；2、極板間距過小，加工困難，并且易發(fā)生電流短流而浪費(fèi)能耗；3、電解采用小電壓大電流的方式，極板腐蝕快，裝置的極板需要經(jīng)常更換而使得裝置的壽命較短，而這又增加了處理的成本。脈沖電解被證明具有很好的節(jié)能效果，如陳彬等用脈沖電解對高濃度廚房廢水進(jìn)行的處理證明，當(dāng)COD去除率相近時，脈沖電解處理廢水所需的電能消耗比直流電解節(jié)省 15% 35% ；當(dāng)電能消耗相近時，脈沖電解處理廢水的COD去除率比直流電解增加5% 7%。 同時，脈沖電解具有脈沖電流能夠有效地減緩或降低電極板的極化，從而降低槽電壓，進(jìn)而降低電能消耗。但該電解方法仍然存在能耗高，處理效率低等問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種處理效果好、平均能耗低、設(shè)備運(yùn)行安全可靠的處理污水的方法及裝置。本發(fā)明提供的處理污水的方法，是一種電化學(xué)方法，具體來說，采用低電壓直流電解技術(shù)，電解陽極采用鈦板等不易鈍化的材料，其工藝條件為電壓S 30V，極板間距 d=2mnTl0mm，電解時，控制裝置內(nèi)部壓力P = O. 3Mpa，在該條件下，污染物在系統(tǒng)內(nèi)得到有效轉(zhuǎn)化而被去除。采用本發(fā)明方法，使得電解的效率比非加壓電解有較大幅度的增加。本發(fā)明的原理是，在電解的金屬材料上加上過電位，在電解的裝置內(nèi)部加壓，在電解的過程中，因為過電位電勢的存在，使得系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生OH自由基氧化有機(jī)污染物，且因為電解過程中壓力的存在，電解產(chǎn)生的新生態(tài)02溶于水中，促進(jìn)了與有機(jī)物的反應(yīng)，同時使得系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的OH自由基的含量增加，根據(jù)間接測定水中產(chǎn)生過氧化氫的含量(如圖1所示)顯示，上述條件下系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的過氧化氫的產(chǎn)量比系統(tǒng)不加壓條件下過氧化氫的產(chǎn)量超出1倍，說明采用上述電解工藝條件時，系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生了大量的OH自由基，促進(jìn)了系統(tǒng)內(nèi)有機(jī)物的降解。相應(yīng)于上述方法的電化學(xué)處理污水的裝置，包括泵1，閘閥2，加壓電解槽3，直流電源4，壓力表5，泄壓閥6，原料槽7，出水槽8。其流程是由泵1將原料槽7中的污水泵入加壓電解槽3內(nèi)進(jìn)行電解，加壓電解槽內(nèi)的壓力可調(diào)，系統(tǒng)內(nèi)壓力由壓力表5顯示，進(jìn)入加壓電解槽3內(nèi)的流量由第一閘閥2控制，泄壓閥6設(shè)在加壓電解槽3與原料槽7的回流管路上，直流電源4給電解槽提供電解電源，電解之后的污水經(jīng)第二閘閥9排至出水槽8。本發(fā)明以電化學(xué)氧化-還原原理為指導(dǎo)，利用低電壓脈沖電流快速離解大分子有機(jī)污染物，從而達(dá)到高效節(jié)能的污水處理效果。與現(xiàn)有的電解工藝相比，本電解工藝具有以下特點(diǎn)采用的電解電壓較低，使用安全；再同等電解條件下可較大幅度地提高電解的效率，電解陽極極板損耗少，提高了電解系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明特別適用于印染、化工等工業(yè)廢水的處理、回用等處理領(lǐng)域。
圖1是電解過程中壓力與水中產(chǎn)生過氧化氫的含量關(guān)系。圖2是本發(fā)明的電解工藝流程圖。圖中標(biāo)號1是泵，2是第一閘閥，3是加壓電解槽，4是直流電源，5是壓力表，6是泄壓閥，7是原料槽，8是出水槽，9是第二閘閥。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
某染料羅丹明B，溶液濃度30mg/L，采用常規(guī)電解方式，電壓30V，pH值2. 52，硫酸鈉濃度0. 03mol/L，水力停留時間20分鐘時，羅丹明B的轉(zhuǎn)化率為18%。當(dāng)采用本電解方法， 在電壓30V,頻率530Hz，壓力為0. IMPa, pH值2. 52，硫酸鈉濃度0. 03mol/L,水力停留時間 20分鐘時，羅丹明B的轉(zhuǎn)化效率為38%。電解效率提高了一倍。實(shí)施例2
某印染廢水，溶液COD為3000mg/L，在采用常規(guī)電解方式，電壓30V，pH值2. 52，硫酸鈉濃度0. 03mol/L,水力停留時間30分鐘時，印染廢水的COD降解效率為8%。當(dāng)采用本電解工況，在電壓30V，壓力為0. 3MPa，pH值2. 52，硫酸鈉濃度0. 03mol/L，水力停留時間30 分鐘時，印染廢水的COD降解效率為30%。電解效率提高了近4倍。
權(quán)利要求
1.一種電化學(xué)處理污水的方法，其特征在于采用低電壓直流電解技術(shù)，電解陽極采用鈦板材料，其工藝條件為電壓g 30V，極板間距d=2mnTl0mm，電解時，控制裝置內(nèi)部壓力 P^o. 3Mpa，在該條件下，污染物在系統(tǒng)內(nèi)得到有效轉(zhuǎn)化而被去除。
2.—種對應(yīng)于權(quán)利要求1所述方法的電化學(xué)處理污水的裝置，其特征在于包括泵 (1)，第一閘閥(2)，加壓電解槽(3)，直流電源(4)，壓力表(5)，泄壓閥(6)，原料槽(7)，出水槽(8)，第二閘閥(9);其流程是由泵(1)將原料槽(7)中的污水泵入加壓電解槽(3)內(nèi)進(jìn)行電解，加壓電解槽內(nèi)的壓力可調(diào)，系統(tǒng)內(nèi)壓力由壓力表(5)顯示，進(jìn)入加壓電解槽(3)內(nèi)的流量由第一閘閥(2)控制，泄壓閥(6)設(shè)在加壓電解槽(3)與原料槽(7)的回流管路上， 直流電源(4 )給電解槽提供電解電源，電解之后的污水經(jīng)第二閘閥(9 )排至出水槽(8 )。
全文摘要
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電化學(xué)處理污水的方法及裝置。其流程是由泵將原料槽中的污水泵入加壓電解槽內(nèi)進(jìn)行電解，加壓電解槽內(nèi)的壓力可調(diào)，進(jìn)入加壓電解槽內(nèi)的流量由閘閥控制，電解槽上設(shè)置有泄壓閥，電解槽的電源為直流電源，電解之后的污水經(jīng)閘閥排至出水槽。本發(fā)明中直流電源的電壓≦30V，極板間距為d=2mm~10mm，電解時裝置內(nèi)部壓力P≦0.3MPa，在該條件下，污染物在系統(tǒng)內(nèi)得到有效轉(zhuǎn)化而被去除。與現(xiàn)有的電解工藝相比，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)采用的電解電壓較低，使用安全；在同等電解條件下可較大幅度地提高電解的效率，電解陽極極板損耗少，提高了電解系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。
文檔編號C02F1/461GK102267746SQ20111022650
公開日2011年12月7日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者何堅, 侯惠奇, 趙永軍, 鄭正 申請人:復(fù)旦大學(xué)