基于电化学的污水处理方法技术

本发明专利技术公开一种基于电化学的污水处理方法，包括如下步骤：(a)利用光催化污水单元对污水中的有机物进行分解和降解，同时测定污水中重金属离子的浓度；(b)根据步骤(a)中检测到的重金属离子浓度设置电化学污水处理单元通电时的电流密度，然后利用置换的方式将污水中的重金属离子置换出来；(c)将经步骤(b)处理后的污水进行曝气和气浮处理；(d)经步骤(c)处理后的水接入清水回路内循环使用。本发明专利技术利用光催化、曝气、气浮相结合除去水体中的有机污染物，不仅可以提高有机污染物去除效率，还可以提高有机污染物去除速度，同时利用电解、曝气以及气浮去除污水中的重金属离子。

Wastewater treatment method based on Electrochemistry

【技术实现步骤摘要】
基于电化学的污水处理方法
本专利技术涉及污水处理
具体地说是一种基于电化学的污水处理方法。
技术介绍
随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，制造企业产生的废水越来越多，这些污水不能直接排放，尤其是金属加工制造业所产生的废水。金属加工制造业产生的废水中含有大量的重金属离子，如果直接排放不会对自然环境造成严重污染，还会对人和动物造成较为严重的危害，例如1956年日本水俣湾出现的水俣病，就是因为被排放到水俣湾的废水中含有大量的甲基汞。许多金属加工企业生产过程中产生废水不仅含有重金属离子，还含有大量的有机物，对此类废水进行污水处理需要对水中的重金属离子和有机物，以便处理后的污水可以直接进行循环利用或者直接排放。现有的污水处理方法，通常是将有机物通过曝气或者微生物发酵的方式进行降解，而且污水中的重金属离子也只是通过生成沉淀并形成污泥的方式去除，但是有机物中存在一些通过简单的曝气或者微生物发酵都无法进行降解的有机物，这就造成最后排放的水体中仍会有一定量的有机污染物，并且在污泥中的重金属离子很可能会在土壤中的酸根离子作用下转化为可溶性盐，然后随水下甚至地下水系统，对地下水造成污染。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种基于电化学的污水处理方法，利用光催化、曝气、气浮相结合除去水体中的有机污染物，不仅可以提高有机污染物去除效率，还可以提高有机污染物去除速度，同时利用电解、曝气以及气浮去除污水中的重金属离子，其中，利用电解方式去除污水中大部分重金属离子，利用曝气和气浮去除污水中剩余的重金属离子的大部分，进一步降低排放水体中的重金属离子浓度。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：基于电化学的污水处理方法，包括如下步骤：(a)利用光催化污水单元对污水中的有机物进行分解和降解，同时测定污水中重金属离子的浓度；(b)根据步骤(a)中检测到的重金属离子浓度设置电化学污水处理单元通电时的电流密度，然后利用置换的方式将污水中的重金属离子置换出来；(c)将经步骤(b)处理后的污水进行曝气和气浮处理；(d)经步骤(c)处理后的水接入清水回路内循环使用。上述基于电化学的污水处理方法，在步骤(a)中，在利用所述光催化污水处理单元对污水中的有机物进行分解和降解前，先将污水经第一过滤池进行过滤。上述基于电化学的污水处理方法，在步骤(b)中，在利用所述电化学污水处理单元对污水中的重金属离子进行置换回收之前，先将经光催化污水处理单元处理后的污水在第一沉降池内静流沉降。上述基于电化学的污水处理方法，在步骤(d)中，先将步骤(c)制得的水依次经第二沉降池和第二滤池处理。上述基于电化学的污水处理方法，所述电化学污水处理单元所用的电化学污水处理用阳极包括阳极用滤网外层、阳极用电极基体和阳极用导电线接线柱；所述阳极用滤网外层套在所述阳极用电极基体上且所述阳极用滤网外层内壁与所述阳极用电极基体外壁之间设有间隙；所述阳极用滤网外层的滤孔孔径为2～5mm；所述阳极用导电线接线柱安装在所述阳极用电极基体上并与电源正极电连接。上述基于电化学的污水处理方法，所述阳极用电极基体包括柱芯、导电管和导电夹板，所述导电夹板一侧与所述导电管外壁固定连接且所述导电管外壁上沿所述导电管周向设有大于或等于2个所述导电夹板，所述导电管套在所述柱芯上且与所述柱芯紧密连接，所述柱芯通过所述阳极用导电线接线柱与电源正极电连接；所述导电夹板为螺旋状导电材料制板；所述导电夹板侧壁上粘接有四氧化三铁条，在所述导电夹板同一侧壁上相邻的两个所述四氧化三铁条之间设有间隙，所述四氧化三铁条上吸附有铁屑。上述基于电化学的污水处理方法，所述电化学污水处理单元所用的电化学污水处理用阴极包括阴极用导电接线柱、阴极用滤网外层和阴极用电极基体；所述阴极用滤网外层套在所述阴极用电极基体上且所述阴极用滤网外层内壁与所述阴极用电极基体外壁之间的间隙；所述阴极用滤网外层的滤孔孔径为2～5mm；所述阴极用导电线接线柱安装在所述阴极用电极基体上并与电源负极电连接。上述基于电化学的污水处理方法，所述导电管裸露的外壁上、所述导电夹板裸露的外壁上和所述四氧化三铁条远离所述导电夹板的侧面上均设有石墨烯层，位于所述四氧化三铁条远离所述导电夹板的侧面上的所述石墨烯层与位于所述导电管裸露的外壁上的石墨烯层和/或位于所述导电夹板裸露的外壁上的石墨烯层导电连接。上述基于电化学的污水处理方法，所述光催化污水处理单元所用的光催化构件包括耐酸耐碱耐油载体和光催化剂颗粒，所述光催化剂颗粒分布在所述耐酸耐碱耐油载体上，所述耐酸耐碱耐油载体为聚四氟乙烯薄膜。上述基于电化学的污水处理方法，所述光催化剂颗粒由以下组分组成：20～50重量份二氧化钛、1～5重量份氧化锌和0.1～0.3重量份铂。本专利技术中所用的污水处理装置包括：第一滤池，用于过滤污水中体积较大的杂物；第一pH值调节池，用于调节污水的pH值；光催化污水处理单元，用于对污水中有机物进行分解和降解；第一沉降池，用于将污水中悬浮物进行沉淀过滤；第二pH值调节池，用于对经过光催化污水处理的污水进行pH值调节；电化学污水处理单元，用于对污水中重金属离子进行处理；曝气池，用于对污水中残留有机物和重金属离子进行处理；气浮池，用于对污水中固体颗粒剂进行处理；第二沉降池，用于将处理后的污水中悬浮物进行沉淀过滤；第二滤池，用于将处理后的污水中未被沉降处理的杂物滤除；污水泵出水端与所述第一滤池进水端流体导通连接，所述第一滤池出水端与所述第一pH值调节池进水端流体导通连接，所述第一pH值调节池出水端与所述光催化污水处理单元进水端流体导通连接，所述光催化污水处理单元出水端与所述第一沉降池进水端流体导通连接，所述第一沉降池出水端与所述第二pH值调节池进水端流体导通连接，所述第二pH值调节池出水端与所述电化学污水处理单元进水端流体导通连接，所述电化学污水处理单元出水端分别与所述曝气池进水端和所述光催化污水处理单元进水端流体导通连接，所述曝气池出水端与所述气浮池进水端流体导通连接，所述气浮池出水端与所述第二沉降池进水端流体导通连接，所述第二沉降池出水端与所述第二滤池进水端流体导通连接，所述第二滤池出水端与清水排出管进水端流体导通连接；所述电化学污水处理单元进水端和出水端上分别设有用于测量污水中重金属离子浓度的离子传感器，所述离子传感器与控制台通信连接。本专利技术的技术方案取得了如下有益的技术效果：1.本专利技术利用光催化污水处理单元、曝气池和气浮池对污水中的有机污染物进行降解去除，利用光催化污水处理单元将有机污染物进行降解，将易降解的有机污染物直接分解成二氧化碳和水，将难降解的有机污染物分解为易降解的有机污染物或者二氧化碳和水，然后由曝气池和气浮池对污水内残留的有机污染物进行进一步去除，从而使排放水体内所含有机污染物的量进一步减少。2.本专利技术利用电化学污水处理单元、曝气池和气浮池对污水中的重金属离子进行去本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于电化学的污水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(a)利用光催化污水单元对污水中的有机物进行分解和降解，同时测定污水中重金属离子的浓度；/n(b)根据步骤(a)中检测到的重金属离子浓度设置电化学污水处理单元通电时的电流密度，然后利用置换的方式将污水中的重金属离子置换出来；/n(c)将经步骤(b)处理后的污水进行曝气和气浮处理；/n(d)经步骤(c)处理后的水接入清水回路内循环使用。/n

【技术特征摘要】
1.基于电化学的污水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)利用光催化污水单元对污水中的有机物进行分解和降解，同时测定污水中重金属离子的浓度；
(b)根据步骤(a)中检测到的重金属离子浓度设置电化学污水处理单元通电时的电流密度，然后利用置换的方式将污水中的重金属离子置换出来；
(c)将经步骤(b)处理后的污水进行曝气和气浮处理；
(d)经步骤(c)处理后的水接入清水回路内循环使用。


2.根据权利要求1所述的基于电化学的污水处理方法，其特征在于，在步骤(a)中，在利用所述光催化污水处理单元对污水中的有机物进行分解和降解前，先将污水经第一过滤池进行过滤。


3.根据权利要求1所述的基于电化学的污水处理方法，其特征在于，在步骤(b)中，在利用所述电化学污水处理单元对污水中的重金属离子进行置换回收之前，先将经光催化污水处理单元处理后的污水在第一沉降池内静流沉降。


4.根据权利要求1所述的基于电化学的污水处理方法，其特征在于，在步骤(d)中，先将步骤(c)制得的水依次经第二沉降池和第二滤池处理。


5.根据权利要求1～4任一所述的基于电化学污水处理方法，其特征在于，所述电化学污水处理单元所用的电化学污水处理用阳极包括阳极用滤网外层(4)、阳极用电极基体(5)和阳极用导电线接线柱(6)；所述阳极用滤网外层(4)套在所述阳极用电极基体(5)上且所述阳极用滤网外层(4)内壁与所述阳极用电极基体(5)外壁之间设有间隙；所述阳极用滤网外层(4)的滤孔孔径为2～5mm；所述阳极用导电线接线柱(6)安装在所述阳极用电极基体(5)上并与电源正极电连接。


6.根据权利要求5所述的基于电化学污水处理方法，其特征在于，所述阳极用电极基体(5)包括柱芯(7)、导电管和导电夹板(9)，所述导电夹板(9)一侧与所述导电管外壁固定连接且所述导电管外壁...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯芳，郑伟，左国强，徐素鹏，苏小莉，
申请(专利权)人：济源职业技术学院，
类型：发明
国别省市：河南;41