一种废水处理装置及其处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种废水处理装置及其处理方法，废水处理装置包括电氧化槽、进水管、出水管、网板式阴极和网板式阳极，电氧化槽的一端连接进水管，电氧化槽的另一端连接出水管，网板式阴极和网板式阳极交替卡于电氧化槽内，网板式阴极与电源的负极连接，网板式阳极与电源的正极连接，通电后废水从装置进进水管流入，以推流模式流经各极板，在电流作用下废水中有机物被氧化降解，处理后的出水从出水管排出。与现有技术相比，本发明专利技术的有益效果在于能处理各类含有机污染物的工业废水，操作简便，运行稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于废水处理的电氧化领域，涉及一种废水处理装置及其处理方法。
技术介绍
目前，针对含有毒有害生物难降解污染物废水的处理一直是环境工程领域的一个技术难点，工业实践中的处理手段也非常有限。高级氧化技术，如臭氧氧化、芬顿氧化、湿式氧化、电氧化、超临界氧化等技术可在化学需氧量COD的削减、有害物质的减毒、废水可生化性的提高等方面具有一定的效果，因此在实际废水处理过程中被经常使用。上述处理技术中，臭氧氧化技术处理效果有限，且臭氧利用率不高；芬顿氧化药剂消耗较多，且产泥多，综合处理成本较高；湿式氧化与超临界氧化需要在高温高压下操作，只适合小水量废水的处理，且成本高昂。电氧化技术是基于电化学体系中形成的强氧化性自由基与污染物直接发生氧化作用，从而使污染物得到降解，因此无污泥产生，具有无二次污染，环境友好等优点，是一种有广泛推广及应用前景的新型“绿色”水处理技术。目前公开报道的电氧化设备还比较少，如中国专利申请号CN202542927U公开了一种网板柱塞流电解装置，主要包括管式电解槽体，槽体两端设置有水流入口和水流出口，槽体内设置多个等极间距交替排列的网板式阴阳极，运行时水流通过阴阳极板，污染物被活性阳极表面产生的强氧化性自由基氧化降解。该装置对废水有较好的处理效果，但也存在两点不足：(1)电氧化过程中极板表面会产生气泡，气泡随水流不断向出水口移动，通过阳极表面时阻碍了污染物与自由基在极板表面的反应；(2)设备故障时，极板更换、维修操作不便。因此，本专利技术的推流式网板电极电氧化装置能克服以上不足。
技术实现思路
本专利技术需要解决的问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种操作简便，运行稳定，处理效果好的废水处理装置及其处理方法。一种废水处理装置，其特征在于：包括电氧化槽、进水管、出水管、网板式阴极和网板式阳极，电氧化槽的一端连接进水管，电氧化槽的另一端连接出水管，进水管的口径沿水流方向逐渐变大，出水管的口径沿水流方向逐渐变小，电氧化槽的内壁沿其横截面成对活动连接有卡槽，卡槽的对数等于网板式阴极个数和网板式阳极个数的总和，网板式阴极和网板式阳极交替卡于卡槽内，网板式阴极和网板式阳极间距相等设置，网板式阴极与电源的负极连接，网板式阳极与电源的正极连接。所述进水管、电氧化槽和出水管的横截面均为矩形。网板式阴极比网板式阳极多一个，网板式阴极与网板式阳极的间距为10-40mm。所述网板式阴极的材质为石墨、不锈钢或金属钛。所述网板式阳极为钛基复合涂层DSA电极，钛基复合涂层有两种，一种为：钌、铱、钽的氧化物单体或其组合；另一种为：锡、铅的氧化物或稀土元素掺杂的锡、铅氧化物。所述电氧化槽由ABS或UPVC材料制成。所述电源为直流电源或高频开关电源。一种废水处理装置的处理方法，包括以下步骤：步骤一、调整网板式阴极和网板式阳极的间距：根据待处理废水的COD调整网板式阴极和网板式阳极的间距，间距为10-40mm；步骤二、导入待处理的废水，接通电源：将待处理的废水通过进水管导入电氧化槽内，由于进水管的口径沿水流方向逐渐变大，水流速度逐渐降低，废水在没有任何返混、分散均匀地以推流模式逐步流经电氧化槽内的电氧化区域；步骤三、调整电流密度和废水流速：根据待处理废水的COD设定电氧化处理的电流密度和废水在电氧化槽内的流速，电流密度为5-30mA/cm2，水力停留时间为30-120min；步骤四、在网板式阴极和网板式阳极的作用下，废水中的有机化合物或还原性污染物被氧化降解；步骤五、处理达到要求后，废水进入出水管，随着出水管截面积的减小，废水流速逐渐增大，最终从出水口排出。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：适用性广，处理废水时不添加任何药剂，无需调整废水酸碱度、温度等参数，能有效削减废水中的COD，可作为难降解废水的可生化性预处理或不达标废水的达标处理。与其它高级氧化技术相比，具有操作简便，运行稳定，处理效果好等特点，具有较好的市场应用前景。附图说明图1为本专利技术的废水处理装置的结构示意图；图2为网板式阳极的结构示意图；图3为电氧化原理图。其中：1-电源，2-网板式阳极，3-网板式阴极，4-电氧化槽，5-进水管，6-出水管。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。如图1所示，一种废水处理装置，其特征在于：包括电氧化槽、进水管、出水管、网板式阴极和网板式阳极，电氧化槽的一端连接进水管，电氧化槽的另一端连接出水管，进水管的口径沿水流方向逐渐变大，出水管的口径沿水流方向逐渐变小，电氧化槽的内壁沿其横截面成对活动连接有卡槽，卡槽的对数等于网板式阴极个数和网板式阳极个数的总和，网板式阴极和网板式阳极交替卡于卡槽内，网板式阴极和网板式阳极间距相等设置，网板式阴极与电源的负极连接，网板式阳极与电源的正极连接。所述进水管、电氧化槽和出水管的横截面均为矩形。网板式阴极比网板式阳极多一个，网板式阴极与网板式阳极的间距为10-40mm。所述网板式阴极的材质为石墨、不锈钢或金属钛。所述网板式阳极为钛基复合涂层DSA电极，钛基复合涂层有两种，一种为：钌、铱、钽的氧化物单体或其组合；另一种为：锡、铅的氧化物或稀土元素掺杂的锡、铅氧化物。所述电氧化槽由ABS或UPVC材料制成。所述电源为直流电源或高频开关电源。一种废水处理装置的处理方法，包括以下步骤：步骤一、调整网板式阴极和网板式阳极的间距：根据待处理废水的COD调整网板式阴极和网板式阳极的间距，间距为10-40mm；步骤二、导入待处理的废水，接通电源：将待处理的废水通过进水管导入电氧化槽内，由于进水管的口径沿水流方向逐渐变大，水流速度逐渐降低，废水在没有任何返混、分散均匀地以推流模式逐步流经电氧化槽内的电氧化区域；步骤三、调整电流密度和废水流速：根据待处理废水的COD设定电氧化处理的电流密度和废水在电氧化槽内的流速，电流密度为5-30mA/cm2，水力停留时间为30-120min；在保证处理效果的前提下，推荐使用小电流密度的操作条件。步骤四、在网板式阴极和网板式阳极的作用下，废水中的有机化合物或还原性污染物被氧化降解；步骤五、处理达到要求后，废水进入出水管，随着出水管截面积的减小，废水流速逐渐增大，最终从出水口排出。本专利技术的废水处理电氧化方法的原理是：利用不溶表面活性涂层(网板式阳极涂层为金属氧化物MOx)电极在电场作用下，发生电化学反应，产生具有强氧化能力的羟基自由基(·OH基团)，从而使许多难以降解有机污染物氧化或矿化为CO2和H2O或其它相对易降解的小分子有机物，其反应机理如图3表示。首先溶液中的OH-或H2O在阳极表面放电并形成羟基自由基(下列式中MOx为阳极表面活性氧化无涂层)：MOx+OH--e-→MOx(·OH)或MOx+H2O→MOx(·OH)+H++e-；(1)然后吸附在阳极表面的羟基自由基和阳极上现存的氧反应，并使氢氧自由基中的氧转移给金属氧化物晶格，而形成高价氧化物MOx+1：MOx(·OH)→MOx+1+H++e-；(2)当溶液中没有可氧化的有机物时，两种状态的活性氧按式(3)和(4)进行氧析出反应：MOx(·OH)→1/2O2+MOx+H++e-；(3)MOx+1→1/2O2+M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废水处理装置，其特征在于：包括电氧化槽、进水管、出水管、网板式阴极和网板式阳极，电氧化槽的一端连接进水管，电氧化槽的另一端连接出水管，进水管的口径沿水流方向逐渐变大，出水管的口径沿水流方向逐渐变小，电氧化槽的内壁沿其横截面成对活动连接有卡槽，卡槽的对数等于网板式阴极个数和网板式阳极个数的总和，网板式阴极和网板式阳极交替卡于卡槽内，网板式阴极和网板式阳极间距相等设置，网板式阴极与电源的负极连接，网板式阳极与电源的正极连接。

【技术特征摘要】
1.一种废水处理装置，其特征在于：包括电氧化槽、进水管、出水管、网板式阴极和网板式阳极，电氧化槽的一端连接进水管，电氧化槽的另一端连接出水管，进水管的口径沿水流方向逐渐变大，出水管的口径沿水流方向逐渐变小，电氧化槽的内壁沿其横截面成对活动连接有卡槽，卡槽的对数等于网板式阴极个数和网板式阳极个数的总和，网板式阴极和网板式阳极交替卡于卡槽内，网板式阴极和网板式阳极间距相等设置，网板式阴极与电源的负极连接，网板式阳极与电源的正极连接。2.如权利要求1所述一种废水处理装置，其特征在于：所述进水管、电氧化槽和出水管的横截面均为矩形。3.如权利要求1所述一种废水处理装置，其特征在于：网板式阴极比网板式阳极多一个，网板式阴极与网板式阳极的间距为10-40mm。4.如权利要求1所述一种废水处理装置，其特征在于：所述网板式阴极的材质为石墨、不锈钢或金属钛。5.如权利要求1所述一种废水处理装置，其特征在于：所述网板式阳极为钛基复合涂层DSA电极，钛基复合涂层有两种，一种为：钌、铱、钽的氧化物单体或其组合；另一种为：锡、铅的氧化物或稀土元素掺杂的锡...

【专利技术属性】
技术研发人员：李继洲，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32