一种废水同步脱氮除碳解毒的电化学处理方法技术

本发明专利技术公开了一种废水同步脱氮除碳解毒的电化学处理方法，属于污废水处理领域。本发明专利技术将过滤后的废水通过电化学反应器一室进行开环处理，再将电化学反应器一室处理后的废水通过电化学反应器二室进行同步脱氮除碳解毒处理；而后将电化学反应器二室处理后的废水回流至一室前端进行回流循环处理，得到同步脱氮除碳解毒后的废水。本发明专利技术通过选用合适的配套电极材料，并通过分室回流处理，在去除COD污染物的基础上，实现废水的同步脱氮解毒处理，具有绿色环保、经济高效、耐酸、碱、盐，同步脱氮除碳解毒等优点。

An electrochemical treatment method for simultaneous denitrification, carbon removal and detoxification of wastewater

The invention discloses an electrochemical treatment method for simultaneous denitrification, carbon removal and detoxification of wastewater, belonging to the field of wastewater treatment. In the invention, the filtered wastewater is treated in an open-loop way through a chamber of an electrochemical reactor, and then the wastewater treated in the first chamber of an electrochemical reactor is treated in a synchronous denitrification, decarbonization and detoxification way through the second chamber of an electrochemical reactor; then the wastewater treated in the second chamber of an electrochemical reactor is returned to the front end of the first chamber for recycling treatment to obtain the wastewater after synchronous denitrification, decarbonization and detoxification. The invention can realize the simultaneous denitrification and detoxification treatment of waste water on the basis of COD pollutant removal by selecting appropriate supporting electrode materials and by chamber reflux treatment, and has the advantages of green environmental protection, economic efficiency, acid resistance, alkali resistance, salt, simultaneous denitrification, carbon removal and detoxification, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种废水同步脱氮除碳解毒的电化学处理方法
本专利技术属于污废水处理领域，更具体地说，涉及一种废水同步脱氮除碳解毒的电化学处理方法。
技术介绍
相较于将不同来源的污废水集中后在末端统一处理，在废水源头进行针对性污染物解毒处理往往更经济高效。在高COD、高氮、高毒性废水中，污染物主要以杂环类化合物、有机氮等形式存在，污染物难以通过常规的工艺处理去除且常伴有高毒性。针对此类废水的处理工艺，应用较多的主要有微电解-芬顿处理和电化学处理两大技术。微电解-芬顿处理技术，是利用微电解作用产生的Fe2+，向废水中投加适量的H2O2溶液，与Fe2+组成芬顿试剂。通过芬顿试剂的催化、氧化与絮凝作用，实现污染物的部分去除。微电解-芬顿处理技术多应用于染料、化工、农药等废水处理，其对废水中COD等污染物去除效果较好，但工艺药剂投加量大、运行费用高、污泥产量多是微电解-芬顿处理技术应用中难以消除的弊端。电化学水处理技术，是在电场作用下，利用电极表面的电子转移氧化去除废水中的污染物，或通过电极反应产生具有强氧化作用的中间物质氧化去除污染物。电化学水处理技术近年也多用于高COD、高盐废水的处理，过程中无需投加药剂，只消耗电能，无二次污染，对COD等污染物去除能力强，是一种经济环保的废水处理工艺。但常规的电极材料及电化学水处理技术，多局限于对COD的处理，对其他污染物，尤其是总氮的去除能力较差，且常规的电化学水处理技术难以实现废水的解毒处理。经检索发现，公布号CN106673139A，公布日2017年5月17日的中国专利技术专利申请公开了一种电化学分段脱氮装置，该装置采用价格低廉、脱氮效率高的新型铜锌系电极作为阴极，并结合梯级电催化模型，分三段进行高氮废水的降解，各段电解槽中极板个数、电流密度逐级减小，以达到深度节能的目的。但该专利技术主要是为了解决传统电化学脱氮工艺所用非贵金属阴极脱氮效率低、稀有贵金属阴极价格高昂，以及运行过程中电耗高的问题，提出将新型铜锌系阴极与梯级电催化模型相结合，虽然对废水的脱氮效果有所改善，但未提及废水的解毒处理。
技术实现思路
1.要解决的问题针对生化性能较差的废水难以进行有效处理的问题，本专利技术提供一种废水同步脱氮除碳解毒的电化学处理方法，通过两室的电化学循环处理，将大分子杂环类有机物分解为小分子有机物，将有机氮转为无机氮，提高了废水的处理能力。更进一步地，本专利技术通过选用合适的配套电极材料，并通过分室回流处理，将大分子杂环类有机物分解为小分子有机物、将有机氮转为无机氮，同时分解毒性污染物，在去除COD污染物的基础上，实现废水的同步脱氮、解毒处理。2.技术方案为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：本专利技术的一种废水同步脱氮除碳解毒的电化学处理方法，包括以下步骤：S100、将废水进行过滤处理，得到过滤后的废水；S200、将过滤后的废水通过电化学反应器一室进行开环处理，而后将电化学反应器一室处理后的废水通过电化学反应器二室进行同步脱氮除碳解毒处理；S300、将电化学反应器二室处理后的废水回流至一室进行回流循环处理，得到同步脱氮除碳解毒后的废水。优选地，所述步骤S100中的过滤处理为活性砂过滤、自清洗过滤、袋式过滤、超滤、纳滤中的一种或多种。优选地，所述步骤S200中的电化学反应器二室体积为电化学反应器一室体积的1～20倍。优选地，所述步骤S200中，电化学反应器一室的电解电压高于电化学反应器二室的电解电压。优选地，所述步骤S300中的回流循环处理包括将回流比控制为0～500％，更优选地150～300％。优选地，所述步骤S300中，在电化学反应器二室处理后的废水回流至一室之前，对废水温度进行调节处理，控制废水的温度为15～80℃。优选地，所述过滤处理的精度为0.0001μm-3mm。优选地，所述一级处理配套电极为钌铱钛/钛电极、铱钽/铜电极、掺硼金刚石/铜锌电极、钌钛/铜镍电极、锡锑/石墨电极、铅/不锈钢电极、镓钒/铝电极、铜钨/铑电极、铂钛/铂电极中的任意一种。优选地，所述二级处理配套电极为镍/不锈钢电极、有机膜电极/钛电极、铜/铍钴铜电极、铁/不锈钢电极、锌/锰电极、镁铝/镉电极、锡锑/钨电极、钌铱钛/石墨电极、锡锑/锆电极中的任意一种。优选地，所述调节处理废水温度的方式为通过蒸汽管路、循环水、内置换热管、外置换热器中的一种或多种。3.有益效果相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术的一种废水同步脱氮除碳解毒的电化学处理方法，通过两室的电化学循环处理，将大分子杂环类有机物分解为小分子有机物，将有机氮转为无机氮，同时分解毒性污染物，即在去除COD污染物的基础上，能够实现废水的同步脱氮、解毒处理，有效地解决了现有针对高COD、高氮、高毒性废水处理工艺中存在的技术欠缺、不耐酸碱、稳定性差等问题；(2)本专利技术的一种废水同步脱氮除碳解毒的电化学处理方法，通过将电化学反应器一室与二室体积的比例设计在合理范围内，且在电化学反应器一室和二室内使用不同的处理配套电极和电解电压条件，不仅保证了良好的处理效果，特别是对废水的解毒处理效果，而且也更好地降低了系统能耗并控制投资成本；(3)本专利技术的一种废水同步脱氮除碳解毒的电化学处理方法，在分室回流处理过程中，将回流比控制为150～300％，根据电化学反应器一室处理与电化学反应器二室强化处理的体积比与处理效果的不同，结合工程中的污废水污染物处理需求，调节二室回流比，最经济高效地在确保同步脱氮除碳解毒处理废水的同时，也使得废水温度控制在15～80℃；(4)本专利技术的一种废水同步脱氮除碳解毒的电化学处理方法，在处理过程中只消耗电能，无二次污染，是一种绿色环保、经济高效的高COD、高氮、高毒性废水处理方法。附图说明图1为本专利技术的一种废水同步脱氮除碳解毒的电化学处理方法的流程示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进一步进行描述。如图1所示，本专利技术的一种废水同步脱氮除碳解毒的电化学处理方法，包括以下步骤：S100、将废水以0.001～2m/s的流速进入过滤精度为0.0001μm-3mm的前处理单元进行过滤处理，得到过滤后的废水，过滤处理方法为活性砂过滤、自清洗过滤、袋式过滤、超滤、纳滤中的一种或多种，多种过滤处理方法可串联使用；S200、将过滤后的废水通入电化学反应器一室进行开环处理，在所述电化学反应器一室内使用一级处理配套电极，控制电压为2～30V，电流密度为3-100mA/cm2，停留时间为5～30min；而后将电化学反应器一室处理后的废水通入电化学反应器二室进行同步脱氮除碳解毒处理，电化学反应器二室体积为电化学反应器一室体积的1～20倍，在电化学反应器二室内使用与一级处理配套电极不同的二级处理配套电极，控制电压为2～15V，电流密度为2-50mA/cm2，停留时间为5～600min；需要说明的是，所述一级处理配套电极(阳极/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废水同步脱氮除碳解毒的电化学处理方法，包括以下步骤：/nS100、将废水进行过滤处理，得到过滤后的废水；/nS200、将过滤后的废水通过电化学反应器一室进行开环处理，而后将电化学反应器一室处理后的废水通过电化学反应器二室进行同步脱氮除碳解毒处理；/nS300、将电化学反应器二室处理后的废水回流至一室进行回流循环处理，得到同步脱氮除碳解毒后的废水。/n

【技术特征摘要】
1.一种废水同步脱氮除碳解毒的电化学处理方法，包括以下步骤：
S100、将废水进行过滤处理，得到过滤后的废水；
S200、将过滤后的废水通过电化学反应器一室进行开环处理，而后将电化学反应器一室处理后的废水通过电化学反应器二室进行同步脱氮除碳解毒处理；
S300、将电化学反应器二室处理后的废水回流至一室进行回流循环处理，得到同步脱氮除碳解毒后的废水。


2.根据权利要求1所述的一种废水同步脱氮除碳解毒的电化学处理方法，其特征在于：所述步骤S100中的过滤处理为活性砂过滤、自清洗过滤、袋式过滤、超滤、纳滤中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的一种废水同步脱氮除碳解毒的电化学处理方法，其特征在于：所述步骤S200中的电化学反应器二室体积为电化学反应器一室体积的1～20倍。


4.根据权利要求1所述的一种废水同步脱氮除碳解毒的电化学处理方法，其特征在于：所述步骤S200中，电化学反应器一室的电解电压高于电化学反应器二室的电解电压。


5.根据权利要求1所述的一种废水同步脱氮除碳解毒的电化学处理方法，其特征在于：所述步骤S300中的回流循环处理包括将回流比控制为150～300％。


6....

【专利技术属性】
技术研发人员：姜笔存，曲艳南，谢实涛，戴祖明，宋均轲，
申请(专利权)人：南京环保产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32