一种电化学废水处理装置及系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种电化学废水处理装置及系统。本实用新型专利技术提供的电化学废水处理装置包括阳极和阴极，所述阳极的材料为贵金属或钛，所述阴极的材料为碳；该装置还包括水流控制搅拌装置或推水器，用于使所述阴极和阳极之间的水流形成湍流。本实用新型专利技术采用上述阳极材料和阴极材料对废水进行电化学处理，可以更有效地降解废水中的有机污染物，从而能够达到安全排放的要求。应用本实用新型专利技术电化学废水处理装置处理废水，成本低，易于产业化，有明显的环境、社会及经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种电化学废水处理装置及系统
本技术涉及电化学废水处理所用的废水处理装置及系统。
技术介绍
二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)、N－甲基－2－吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇或二甲基亚砜作为性能优良的有机溶剂和主要的精细化工原料，广泛应用于超滤微滤膜生产、染料、合成革工业等。DMF具有生物毒性，排入水体以后抑制微生物活性，严重污染水体；DMF可以经由呼吸道、消化道和皮肤进入体内，也具有一定毒性。因此对含有DMF、DMAC等的废水进行处理是十分必要的。由于废水中部分物质与水有共沸点，造成分离这些成分较为困难。现有废水处理装置或系统一般不能彻底将水中的有机污染物氧化降解，只能进行预处理，难以达到最终的处理标准。因此需要开发一种处理效率高、成本低的废水处理装置或系统。
技术实现思路
为提高废水处理效率，本技术实施例提供一种电化学废水处理装置，包括阳极和阴极，其中所述阳极的材料为贵金属或钛(Ti)，所述阴极的材料为碳。在本技术一些具体实施方式中，所述贵金属选自金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、钌(Ru)、铑(Rh)中的一种或几种的合金。在本技术中所述的合金均为已知材料。在本技术一些具体实施方式中，选用铱或钌作为阳极材料。本技术选用以上贵金属或钛作为阳极的材料的突出优点是抗氧化性强，钝化速度慢，且在电化学处理废水过程中提高了电化学处理废水的效率。本技术所述的碳通常是指含有碳元素的物质。在本技术一些具体实施方式中，作为所述阴极的材料选自炭、石墨、石墨烯、碳纤维、导电改性后或掺杂后金刚石中的一种或几种；或者所述阴极的材料为碳或炭基材料混合物。本技术所述阴极的材料均为已知材料。在本技术一些具体实施方式中，选用石墨作为阴极材料。在本技术一些具体实施方式中，所述阴极的表面光滑。在本技术一些具体实施方式中，所述阳极、阴极为平行板电极、柱状电极或管状电极。在本技术一些优选具体实施方式中，所述阴极为多层疏松片层结构、多孔结构或为表面粗糙的结构(非平面设计)，这样既增大了电极面积，又可使该阴极上的附着物成非对称沉积，从而有利于污染物的自清洁脱落及人工干预脱落。本技术意外地发现，在对废水进行电化学处理时选用以上种类的碳作为阴极，并选用以上种类的贵金属或钛作为阳极，可以提高电极活性，提高电化学处理效率，并且能够降低处理成本。特别地，选用以上阳极和阴极可显著减缓电极钝化速度，保持电化学处理的连续性及稳定性。同时选用上述电极材料还便于电极的清洁保养。在本技术一些具体实施方式中，所述废水处理装置的阴极为表面光滑结构。在本技术一些优选具体实施方式中，所述废水处理装置的阴极为多层疏松片层结构、多孔结构或为表面粗糙的结构(非平面设计)，这样既增大了电极面积，又可使该阴极上的附着物成非对称沉积，从而有利于污染物的自清洁脱落及人工干预脱落。在本技术一些具体实施方式中，所述废水处理装置还包括水流控制搅拌装置或推水器，用于使所述阴极和阳极之间的水流形成湍流。可以理解，本技术电化学废水处理装置还包括电源，在本技术一些具体实施方式中该电源可提供直流电压、交流电压或可变占空比电压或波形脉冲电压，以实现对废水的电化学处理。在本技术一些优选实施方式中所用电源为直流恒流电源或直流恒压电源。在本技术一些具体实施方式中，所述电化学废水处理装置还包括污泥刮板收集器，用于收集经电化学处理后上浮的污泥。本技术还提供一种电化学废水处理系统，包括上述电化学废水处理装置。有益效果采用本技术实施例电化学废水处理装置可彻底氧化分解或分离水中污染物。对于COD为5000-200000mg/L的废水(或污水)，经本技术一些实施例电化学废水处理装置处理1-6小时后，其COD可降低为40mg/L或以下，可生化指标提升3倍以上。采用本技术实施例电化学废水处理装置对废水进行处理，成本低，易于产业化，有明显的环境、社会及经济效益。附图说明图1表示应用本技术一实施例电化学废水处理装置进行废水处理的流程示意图；图2表示本技术一实施例电化学废水处理装置及系统。图3表示本技术一实施例电化学废水处理装置及系统。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。为更好地理解本技术，以下先对前期研究工作进行简要描述。本技术的专利技术人在大量实践中发现，在对废水进行电化学处理时，所用阳极的材料选择贵金属或钛(Ti)，所用阴极的材料选择碳，可以更有效地降解废水中的有机污染物，从而能够达到安全排放的要求，因此通常不必配合生化法等后处理方法。关于所用阳极、阴极的具体材料与上文相同。通常，采用本技术实施例电化学废水处理装置进行电化学处理时，可以在所述阴极与阳极间加载直流电压、交流电压，或可变占空比电压或波形脉冲电电压，以实现对废水的电化学处理。其中较佳的方式是采用直流开关恒流电源供电，这样输入功率稳定，更有利于提高废水处理效率。为进一步地提高对于废水中有机污染物的处理效率，在本文一些具体应用方式中还对电化学处理过程中所使用的电流强度及电压进行了优化，具体如下：每处理1立方米废水所用电流强度范围为：0.1安培(A)至10000安培(A)，电压范围为：0.1伏特(V)至380伏特(V)。在本技术一些具体实施方式中，每处理1立方米废水所用电流强度为150-200安培(例如150、160、190或200安培)，所用电压为30-40伏特(例如30、36或40伏特)。在本文一些具体应用方式中，废水处理时间为0.1小时至240小时。对于难处理的水质，其处理时间可以适当延长。在本文一些具体应用方式中，所述废水是指含有二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)、N－甲基－2－吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、二甲基亚砜中的一种或几种的废水(或污水)，例如具体包括超滤微滤膜生产废水、人造革及皮革加工废水、印染废水等。实验结果表明，在本文一些具体应用方式中尤其对于含有二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)、N－甲基－2－吡咯烷酮一种或记几种的废水处理效果更佳。在本文一些具体应用方式中，在电化学处理过程中，由于对有机污染物的氧化、还原作用，可高效降低被处理水的化学需氧值(COD)。在本文一些具体应用方式中，在电化学处理过程中，由于对污染物的氧化、还原作用，污染物的氧化物或还原物或其化合物可以产生聚集，或漂浮、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电化学废水处理装置，其特征在于，包括阳极和阴极，所用阳极的材料为贵金属或钛，所用阴极的材料为碳；/n其中，所述贵金属选自金、银、铂、钯、锇、铱、钌或铑；所述阴极的材料的材料选自石墨，石墨烯，导电改性后或掺杂后金刚石中的一种；所述阴极为表面粗糙的结构；/n所述电化学废水处理装置，还包括推水器，用于使所述阴极和阳极之间的水流形成湍流。/n

【技术特征摘要】
1.一种电化学废水处理装置，其特征在于，包括阳极和阴极，所用阳极的材料为贵金属或钛，所用阴极的材料为碳；
其中，所述贵金属选自金、银、铂、钯、锇、铱、钌或铑；所述阴极的材料的材料选自石墨，石墨烯，导电改性后或掺杂后金刚石中的一种；所述阴极为表面粗糙的结构；
所述电化学废水处理装置，还包括推水器，用于使所述阴极和阳极之间的水流形成湍流。


2.根据权利要求1所述的电化学废水处理装置，其特征在于，所述阳极的材料为钌，阴极的材料为石墨；或所述阳极的材料为钌，阴极的材料为多孔疏松片层结构石墨；或所述阳极的材料为铱，阴极的材料为石墨。


3.根据权利要求1或2所述的电化学废水处理装置，其特征在于，所述阴极为多层疏松片层结构或多孔结构。


4.根据权利要求1或2所述的电化学废水处理装置，其特征在于，还包括污泥刮板收集器，用于收集经电化学处理后上浮的污泥。


5.根据权利要求1或2所述的电化学废水处理装置，其特征在于，还包括电源，该电源可提供直流电压、交流电压或可变占空比电压或波形脉冲电压。


6.根据权利要求1或2所述的电化学废水处理装置，其特征在于，所述阳极、阴极为平行板电极、柱状电极或管状电极。


7.一种电化学废水处理系统，其特征在于，包括：
电化学废水处理装置，其包括阳极和阴极，所用阳极的材料为贵金属或钛，所用阴极的材料为碳；
电化学处理池，设置有该电化学废水处理装置，对废水进行电化学处理；
废水调节池，用于暂时贮存待处理废水；
第一泵；
第一管道；经该第一泵和该第一管道将待处理废水从该废水调节池输送至该电化学处理池；
第二泵；
第二管道；
污泥沉淀池；经该第二泵和该第二管道将该电化学处理池中电化学处理过程产生的污泥输送至该污泥沉淀池；
第三泵；
第三管道；经该第三泵和该第三管道将该污泥沉淀池中的上清液输送至该废水调节池；
清水池...

【专利技术属性】
技术研发人员：张泽远，方晓萍，
申请(专利权)人：北京联合润达科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11