一种污水有机物及重金属离子降解装置及其污水降解方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种污水有机物及重金属离子降解装置及其污水降解方法。本发明专利技术的污水有机物及重金属离子降解装置包括串联的第一反应室以及第二反应室，其中：第一反应室为酸室，第二反应室为碱室。本发明专利技术的上述污水有机物及重金属离子降解装置的污水降解方法，包括装置连接、污水注入酸室、酸室反应、污水排入碱室、碱室反应、污水排出、沉积物吸出。本发明专利技术的污水有机物及重金属离子降解装置，利用阳极的强氧化性，高效地氧化分解难降解有机物，甚至实现有机物的完全矿化，同时利用阴阳极板间的电荷吸引作用及碱性环境对重金属离子的沉降效果，实现重金属离子的去除和富集。

A Degradation Device for Organic Matter and Heavy Metal Ions in Sewage and Its Degradation Method

The invention relates to the technical field of sewage treatment, in particular to a sewage organic matter and heavy metal ion degrading device and a sewage degrading method thereof. The wastewater organic matter and heavy metal ion degradation device of the invention comprises a first reaction chamber in series and a second reaction chamber, in which the first reaction chamber is an acid chamber and the second reaction chamber is a base chamber. The sewage degradation method of the sewage organic matter and heavy metal ion degradation device includes device connection, sewage injection acid chamber, acid chamber reaction, sewage discharge into alkali chamber, alkali chamber reaction, sewage discharge and sediment suction. The wastewater organic matter and heavy metal ion degrading device of the present invention utilizes the strong oxidation of the anode to efficiently oxidize and decompose the refractory organic matter, and even realizes the complete mineralization of the organic matter. At the same time, it realizes the removal and enrichment of heavy metal ions by utilizing the charge attraction between the anode and cathode plates and the sedimentation effect of the alkaline environment on the heavy metal ions.

【技术实现步骤摘要】
一种污水有机物及重金属离子降解装置及其污水降解方法
本专利技术涉及污水处理
，尤其涉及一种污水有机物及重金属离子降解装置及其污水降解方法。
技术介绍
近年来，污水处理的新技术不断得到发展与创新，活性污泥法及膜技术的应用已经广泛出现在大中城市的污水处理厂中，但仍有部分难降解有机物和重金属离子无法去除，而这两者的存在无疑对水环境有着潜移默化的影响。难降解有机物以溶解性有机物为例，其占污水厂出水的总化学需氧量的85％-90％，其所包含的苯环、羧基、酚羟基等基团可与水体中营养元素、痕量金属或者疏水性有机物发生作用，从而导致水体中有毒物质形成或迁移扩张。这些难降解有机物的常规降解方法主要是活性炭吸附、膜分离技术、离子交换树脂吸附等，但这些方法仅仅是表观去除，仍存在二次污染的风险。重金属离子更是水体中一类重要的高污染物质，它们多以溶解态和悬浮态的形式存在，其污染效果具有较强的隐蔽性、持续性、复杂性和难降解性等。重金属废水的常见处理方法主要以沉淀法、吸附法、离子交换等为主，其中沉淀法以简单、廉价的优势受到最广泛应用，但反应过程中通常生成其他副产物使得出水硬度偏高，且容易造成二次污染。故而，很有必要研究一种新型的污水处理装置及方法，来克服上述处理方法所存在的弊端。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种污水有机物及重金属离子降解装置，利用阳极的强氧化性，高效地氧化分解难降解有机物，甚至实现有机物的完全矿化，同时利用阴阳极板间的电荷吸引作用及碱性环境对重金属离子的沉降效果，实现重金属离子的去除和富集；本专利技术的另一个目的在于提供一种上述污水有机物及重金属离子降解装置的污水降解方法，严格控制降解过程参数，保证有机物和重金属离子的降解效果。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种污水有机物及重金属离子降解装置，包括串联的第一反应室以及第二反应室，其中：第一反应室为酸室，第二反应室为碱室；第一反应室的顶盖设置有第一进水口、第一加药孔，内部布置有若干第一阴极板、若干第一阳极板、以及一个第一刷体，底部设置有第一排水口；第二反应室的顶盖设置有第二进水口、第二加药孔，内部布置有若干第二阴极板、若干第二阳极板、以及一个第二刷体，底部设置有第二排水口；若干第一阴极板与若干第一阳极板围绕第一刷体间隔布置且通过并联方式同第一直流稳压电源连接；若干第二阴极板与若干第二阳极板围绕第二刷体间隔布置且通过并联方式同第二直流稳压电源连接；第一排水口通过管路与第二进水口连通。进一步的，第一反应室与第二反应室的外壳体均为筒体。进一步的，第一阴极板、第一阳极板、第一刷体均固定在第一反应室的顶盖上；第一刷体为圆柱刷体；若干第一阴极板的数量为三个，且为直径不等的环形柱体；第一阳极板的数量为两个，且为直径不等的环状柱体；若干第一阴极板与若干第一阳极板以第一刷体为中心同轴间隔布置，且第一刷体外围首先布置第一阴极板；第二阴极板、第二阳极板、第二刷体均固定在第二反应室的顶盖上；第二刷体为圆柱刷体；若干第二阴极板的数量为三个，且为直径不等的环形柱体；第二阳极板的数量为两个，且为直径不等的环状柱体；若干第二阴极板与若干第二阳极板以第二刷体为中心同轴间隔布置，且第二刷体外围首先布置第二阴极板。进一步的，第一反应室的底部设置有用于第一反应室内污水搅拌的第一混流搅拌装置，第一混流搅拌装置的搅拌部由下向上竖直伸入第一反应室且位于第一阴极板与第一阳极板的下方；第二反应室的底部设置有用于第二反应室内污水搅拌的第二混流搅拌装置，第二混流搅拌装置的搅拌部由下向上竖直伸入第二反应室且位于第二阴极板与第二阳极板的下方。进一步的，第一反应室的外壳体包括第一筒体以及位于第一筒体下方的第一集泥槽，第一集泥槽的顶部开口贯穿第一筒体的底壁与第一筒体的底面齐平，第一混流搅拌装置的搅拌部位于第一集泥槽内且其顶端与第一筒体底面齐平；第二反应室的外壳体包括第二筒体以及位于第二筒体下方的第二集泥槽，第二集泥槽的顶部开口贯穿第二筒体的底壁与第二筒体的底面齐平，第二混流搅拌装置的搅拌部位于第二集泥槽内且其顶端与第二筒体底面齐平；第一阴极板、第一阳极板、以及第一刷体均布置在第一筒体内；第二阴极板、第二阳极板、以及第二刷体均布置在第二筒体内；第一集泥槽与第二集泥槽的纵截面均为倒梯形，横截面均为圆形。进一步的，第一集泥槽配有用于将第一集泥槽内沉积物由第一加药孔吸出的第一橡胶软管；第二集泥槽配有用于将第二集泥槽内沉积物由第二加药孔吸出的第二橡胶软管。进一步的，第一排水口包括两个，分别布置在第一反应室底部的两端；第二排水口包括两个，分别布置在第二反应室底部的两端；两个第一排水口通过两条管路汇集连通至第二进水口；两个第一排水口连接的两条管路汇集的干管路上串接有水泵；两个第一排水口以及两个第二排水口连接的管路上均布置有排水阀门。进一步的，污水有机物及重金属离子降解装置还包括用于支撑第一反应室的第一支撑座，以及用于支撑第二反应室的第二支撑座。进一步的，第一阳极板、第二阳极板、第一刷体、第二刷体均为以钛为基板且外镀Ir-Ru-石墨烯复合镀层的改性电极；第一阴极板以及第二阴极板均为外镀石墨烯的改性不锈钢电极。本专利技术的一种污水有机物及重金属离子降解装置，具有以下有益效果：1、本专利技术的污水有机物及重金属离子降解装置，阴阳极板间隔布置有多个，从而加大了阳极处理面积；优先在第一反应室中处理污水，可以有效实现稳定态和惰性态的重金属离子(即与有机物和胶体物质强烈结合的部分)失稳，从而在第二反应室的后续处理中可以实现更好地去除。2、本专利技术的污水有机物及重金属离子降解装置，第一阴极板、第一阳极板、第二阴极板、第二阳极板均为环形柱体，第一刷体与第二刷体均为圆柱刷体，从而一定程度上增大了阳极的比表面积；同轴线布置使得电子呈辐射形式传递，可以更有效促进阴极对溶液中金属离子的吸附作用，电子的快速传递有助于有机物高效分解及重金属离子的去除；同时也缩减了极板占用的空间，使得装置更紧凑便捷。3、本专利技术的污水有机物及重金属离子降解装置，阳极(包括第一阳极板、第二阳极板、第一刷体、与第二刷体)镀有Ir-Ru-石墨烯复合镀层，使得极板具有更高的导电性能、耐腐蚀性能，有效地提高了电子传递效率及阳极板的使用寿命。4、本专利技术的污水有机物及重金属离子降解装置，第一反应室内污水搅拌的第一混流搅拌装置，第二反应室的底部设置有用于第二反应室内污水搅拌的第二混流搅拌装置，使得废水在处理过程中均匀分布在各层极板间，且水流不断运动，可以有效去除电极表面析氧区因O2聚集而形成的“气幕”，从而促进有机物的传质过程，提高有机物的降解效率。5、本专利技术的污水有机物及重金属离子降解装置，利用阳极的强氧化性，高效地氧化分解难降解有机物，甚至实现有机物的完全矿化，同时利用阴阳极板间的电荷吸引作用及碱性环境对重金属离子的沉降效果，实现重金属离子的去除和富集。6、本专利技术的污水有机物及重金属离子降解装置，在运行过程中可以将有机物高效降解，仅有部分重金属离子形成沉淀，所以该装置产生的污泥量非常少，比传统加药处理工艺产生的污泥量少40％-60％，相对降低了污泥处置费用。本专利技术的一种上述污水有机物及重金属离子降解装置的污水降解方法，包括以下步骤：(1)将第一阴极板、第一阳极板、以及第一刷体通过接线柱与第一直流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种污水有机物及重金属离子降解装置，其特征在于，包括串联的第一反应室以及第二反应室，其中：所述第一反应室为酸室，所述第二反应室为碱室；所述第一反应室的顶盖设置有第一进水口、第一加药孔，内部布置有若干第一阴极板、若干第一阳极板、以及一个第一刷体，底部设置有第一排水口；所述第二反应室的顶盖设置有第二进水口、第二加药孔，内部布置有若干第二阴极板、若干第二阳极板、以及一个第二刷体，底部设置有第二排水口；若干所述第一阴极板与若干所述第一阳极板围绕所述第一刷体间隔布置且通过并联方式同第一直流稳压电源连接；若干所述第二阴极板与若干所述第二阳极板围绕所述第二刷体间隔布置且通过并联方式同第二直流稳压电源连接；所述第一排水口通过管路与第二进水口连通。

【技术特征摘要】
1.一种污水有机物及重金属离子降解装置，其特征在于，包括串联的第一反应室以及第二反应室，其中：所述第一反应室为酸室，所述第二反应室为碱室；所述第一反应室的顶盖设置有第一进水口、第一加药孔，内部布置有若干第一阴极板、若干第一阳极板、以及一个第一刷体，底部设置有第一排水口；所述第二反应室的顶盖设置有第二进水口、第二加药孔，内部布置有若干第二阴极板、若干第二阳极板、以及一个第二刷体，底部设置有第二排水口；若干所述第一阴极板与若干所述第一阳极板围绕所述第一刷体间隔布置且通过并联方式同第一直流稳压电源连接；若干所述第二阴极板与若干所述第二阳极板围绕所述第二刷体间隔布置且通过并联方式同第二直流稳压电源连接；所述第一排水口通过管路与第二进水口连通。2.根据权利要求1所述的污水有机物及重金属离子降解装置，其特征在于，所述第一反应室与所述第二反应室的外壳体均为筒体。3.根据权利要求1所述的污水有机物及重金属离子降解装置，其特征在于，所述第一阴极板、第一阳极板、第一刷体均固定在所述第一反应室的顶盖上；所述第一刷体为圆柱刷体；若干所述第一阴极板的数量为三个，且为直径不等的环形柱体；所述第一阳极板的数量为两个，且为直径不等的环状柱体；若干所述第一阴极板与若干所述第一阳极板以所述第一刷体为中心同轴间隔布置，且第一刷体外围首先布置第一阴极板；所述第二阴极板、第二阳极板、第二刷体均固定在所述第二反应室的顶盖上；所述第二刷体为圆柱刷体；若干所述第二阴极板的数量为三个，且为直径不等的环形柱体；所述第二阳极板的数量为两个，且为直径不等的环状柱体；若干所述第二阴极板与若干所述第二阳极板以所述第二刷体为中心同轴间隔布置，且第二刷体外围首先布置第二阴极板。4.根据权利要求1或3所述的污水有机物及重金属离子降解装置，其特征在于，所述第一反应室的底部设置有用于第一反应室内污水搅拌的第一混流搅拌装置，所述第一混流搅拌装置的搅拌部由下向上竖直伸入所述第一反应室且位于第一阴极板与第一阳极板的下方；所述第二反应室的底部设置有用于第二反应室内污水搅拌的第二混流搅拌装置，所述第二混流搅拌装置的搅拌部由下向上竖直伸入所述第二反应室且位于第二阴极板与第二阳极板的下方。5.根据权利要求4所述的污水有机物及重金属离子降解装置，其特征在于，所述第一反应室的外壳体包括第一筒体以及位于第一筒体下方的第一集泥槽，所述第一集泥槽的顶部开口贯穿第一筒体的底壁与第一筒体的底面齐平，所述第一混流搅拌装置的搅拌部位于所述第一集泥槽内且其顶端与所述第一筒体底面齐平；所述第二反应室的外壳体包括第二筒体以及位于第二筒体下方的第二集泥槽，所述第二集泥槽的顶部开口贯穿第二筒体的底壁与第二筒体的底面齐平，所述第二混流搅拌装置的搅拌部位于所述第二集泥槽内且其顶端与所述第二筒体底面齐平；所述第一阴极板、第一阳极板、以及第一刷体均布置在第一筒体内；所述第二阴极板、第二阳极板、以及第二刷体均布置在第二筒体内；所述第一集泥槽与所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昊，全炳旭，杨舒畅，钟卉元，刘晓，
申请(专利权)人：华北理工大学，
类型：发明
国别省市：河北,13