一种基于电氧化相转移的有机废水处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于电氧化相转移的有机废水处理方法及装置。含有特定官能团的溶解性有机污染物可在电氧化作用下形成大分子量的不溶性聚合物固体颗粒，通过该相转移方式从废水中析出，本发明专利技术组合了电氧化的化学反应和介质过滤的物理分离技术，包括溶解性有机物相转移为不溶性固体颗粒、固体颗粒的深层介质过滤和固体颗粒回收三部分单元，以及实现上述三部分单元的功能模块或装置。本发明专利技术适合于石油化工、煤化工等行业产生的有机废水中可发生电氧化或催化氧化相转移的污染物的针对性去除，尤其适用于含酚、苯胺、硫醇官能团等易通过自由基聚合的有机污染物处理。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电氧化相转移的有机废水处理方法及装置
本专利技术属于有机废水处理
，具体涉及一种基于电氧化相转移的有机废水处理方法及装置。
技术介绍
常见的吸附、高级氧化等有机废水处理方法的选择性较差，如活性炭吸附的杂质较多、吸附容量有限，高级氧化经常产生极性更高水溶性更强的产物，依然具有较大危害。如何实现废水中有机污染物的选择性去除甚至回收，是有机废水处理的难题之一。废水中的溶解性有机污染物在处理过程中，可通过相转移作用而达到去除目的，但目前多为加热式的相转移方式，根据有机物的沸点，通过加热使其产生液态-气态的转变，有机物只发生了相态的转变，其物质本身并没有发生变化。如常见的对甲醇废水的处理，利用甲醇与水的沸点不同，采用水蒸气加热分馏的方式将甲醇转化为气相蒸出，再对气相甲醇冷凝为液相回收。
技术实现思路
以废水中有机污染物的选择性脱除为出发点，本专利技术提供一种基于电氧化相转移的有机废水处理方法及装置，本专利技术适合于石油化工、煤化工等行业产生的有机废水中可发生电氧化或催化氧化相转移的污染物的针对性去除，尤其适用于含酚、苯胺、硫醇官能团等易通过自由基聚合的有机污染物处理。本专利技术提供一种基于电氧化相转移的有机废水处理方法，按照废水处理顺序依次设置有电氧化相转移模块、多介质过滤模块和颗粒回收装置；所述电氧化相转移模块包括电极组件和介质，所述电极组件包括多个电极，所述电极外接电源系统，所述介质填充在所述电极之间；处理方法包括以下步骤：(1)有机废水来料进入电氧化相转移模块，废水中的溶解性有机污染物在电氧化作用下形成不溶性聚合物固体颗粒并通过该相转移方式从废水中析出；(2)大部分析出的固体颗粒被介质截留并团聚长大，介质内截留的颗粒量饱和后对所述电氧化相转移模块进行反洗再生，反冲洗水进入颗粒回收装置被过滤回收；(3)少部分较后析出及小粒径的固体颗粒随废水进入多介质过滤模块，废水中携带的小粒径的固体颗粒被过滤拦截，过滤后得净化水；(3)多介质过滤模块过滤饱和后进行反洗再生，反冲洗水进入颗粒回收装置。本专利技术进一步设置为，对所述电氧化相转移模块进行反洗再生，包括水反冲洗、气水联合反冲洗和稳床：(1)水反冲洗：反冲洗水流量为横截面平均流速0.03～0.3m/s、时间5～20min；(2)气水联合反冲洗：反冲洗水流量为横截面平均流速0.03～0.3m/s、反冲洗气流量为反冲洗水流量的0.5～2倍、时间10～30min；(3)稳床：停止反洗气，仅注入反洗水，反洗水对滤料层进行稳床，恢复滤料层的正常工作状态，反冲洗水流量为横截面平均流速0.01～0.2m/s、时间10～20min。判断需进行反洗再生操作的指标可为但不限于连续运行时间、介质床层压降>0.1～0.2MPa等。水反冲洗和气水联合反冲洗可共用一个进口，当进行气水联合反冲洗时，可在反冲洗进口前进行水、气的预混合。本专利技术进一步设置为，对所述多介质过滤模块进行反洗再生，包括水反冲洗、气水联合反冲洗和稳床：(1)水反冲洗：反冲洗水流量为正常操作流量的1～3倍、时间10～60min；(2)气水联合反冲洗：反冲洗水流量、反冲洗气流量分别为正常操作流量的1～3倍和1～6倍、时间20～60min；(3)稳床：停止反洗气，仅注入反洗水，反洗水对滤料层进行稳床，恢复滤料层的正常工作状态，反冲洗水流量为正常操作流量的0.5～2倍、时间20～40min。判断需进行反洗再生操作的指标可为但不限于连续运行时间、出水悬浮物含量>2mg/L、多介质床层压降>0.1～0.2MPa等。水反冲洗和气水联合反冲洗可共用一个进口，当进行气水联合反冲洗时，可在反冲洗进口前进行水、气的预混合。本专利技术进一步设置为，所述电氧化相转移模块中，通过介质横截面的水流平均流速为0.005mm/s～0.01m/s。本专利技术进一步设置为，正常操作流量下所述多介质过滤模块的横截面平均流速为0.003～0.1m/s。本专利技术进一步设置为，所述颗粒回收装置包括罐体，所述罐体内设有滤筒，所述罐体的顶部设有反吹气进口，所述滤筒的底部开有排泥口；当滤筒压降>0.05～0.15MPa时，进行气体反吹，吹落的含水固体以泥浆的形式从排泥口排出。其中，滤筒的功能为对来自电氧化相转移模块装置和多介质过滤模块装置的反冲洗水中的颗粒进行捕获，对>0.5μm颗粒的捕获效率不低于99％，可选用但不限于烧结金属滤芯、不锈钢丝网滤芯、滤袋等。进一步地，所述滤筒的顶部为敞口并连接到所述罐体上，在所述滤筒顶部下方的所述罐体上开有进水口，所述在所述滤筒顶部上方的所述罐体上开有出水口。本专利技术还提供了实现上述方法的装置，包括按照废水处理顺序依次设置的所述电氧化相转移模块、所述多介质过滤模块和所述颗粒回收装置；所述电氧化相转移模块包括电极组件和介质，所述电极组件包括多个电极，所述电极外接电源系统，所述介质填充在所述电极之间。本专利技术进一步设置为，所述电氧化相转移模块内的水流方向可采用多种水流方向角度，以竖流式、与电极平行、与电场方向垂直为宜，以便于延长电氧化作用时间及填充介质的反冲洗。所述电极可采用平板型、波纹板型、网状等多种型式，介质可采用规整介质或散堆介质。电氧化相转移模块的结构型式可为但不限于平板电极-规整或散堆介质填充-竖流式、网状电极-规整或散堆介质填充-竖流式等。一种电极组件的电极板间距为2～20cm、电极板厚度＞2mm。电极板选用惰性裸电极，可为但不限于钛、石墨等材料，电流密度的大小为1～500A/m2，电压输出值3～1000V，电压类型可为直流、双向脉冲、单相脉冲、交流，当电压输出类型为脉冲或交流时的输出频率不应超过10000Hz。电氧化相转移模块中的填充介质可为非导电材料亦可为弱导电材料或其组合材料，可为聚四氟乙烯、聚丙烯等高分子材料或玻璃、陶瓷、石英砂等无机材料，形状可为颗粒形、纤维束形或规整介质等，还可为弱导电性的活性炭颗粒材料，当为填充介质为弱导电材料时构成三维电极。介质床层厚度0.2～2m，当为规整介质填充时床层空隙率0.4～0.95、体积比表面积3000～18000m2/m3，当为散堆介质填充时颗粒尺寸0.2～5mm、纤维直径10～500μm、床层空隙率0.4～0.8。本专利技术进一步设置为，电源系统为电氧化相转移模块提供电力，可产生直流、交流、脉冲等多种可调电压波形，输出电压0～1000V、频率0～10000Hz、占空比0.1～0.9，配有示波器显示输出的电学参数。本专利技术进一步设置为，所述介质的厚度为0.2～2m；当为规整介质填充时，床层空隙率为0.4～0.95，体积比表面积为3000～18000m2/m3；当为散堆介质填充时，颗粒尺寸为0.2～5mm、纤维直径为10～500μm、床层空隙率为0.4～0.8。本专利技术进一步设置为，所述电氧化相转移模块置于电氧化相转移模块装置内，所述电氧化相转移模块装置包括罐体，所述罐体内从上到下依次设有布水盘、止沸挡板和所述电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电氧化相转移的有机废水处理方法，其特征在于，按照废水处理顺序依次设置有电氧化相转移模块、多介质过滤模块和颗粒回收装置；所述电氧化相转移模块包括电极组件和介质，所述电极组件包括多个电极，所述电极外接电源系统，所述介质填充在所述电极之间；处理方法包括以下步骤：/n(1)有机废水来料进入电氧化相转移模块，废水中的溶解性有机污染物在电氧化作用下形成不溶性聚合物固体颗粒并析出；/n(2)大部分析出的固体颗粒被介质截留并团聚长大，介质内截留的颗粒量饱和后对所述电氧化相转移模块进行反洗再生，反冲洗水进入颗粒回收装置被过滤回收；/n(3)少部分较后析出及小粒径的固体颗粒随废水进入多介质过滤模块，废水中携带的小粒径的固体颗粒被过滤拦截，过滤后得净化水；/n(3)多介质过滤模块过滤饱和后进行反洗再生，反冲洗水进入颗粒回收装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电氧化相转移的有机废水处理方法，其特征在于，按照废水处理顺序依次设置有电氧化相转移模块、多介质过滤模块和颗粒回收装置；所述电氧化相转移模块包括电极组件和介质，所述电极组件包括多个电极，所述电极外接电源系统，所述介质填充在所述电极之间；处理方法包括以下步骤：
(1)有机废水来料进入电氧化相转移模块，废水中的溶解性有机污染物在电氧化作用下形成不溶性聚合物固体颗粒并析出；
(2)大部分析出的固体颗粒被介质截留并团聚长大，介质内截留的颗粒量饱和后对所述电氧化相转移模块进行反洗再生，反冲洗水进入颗粒回收装置被过滤回收；
(3)少部分较后析出及小粒径的固体颗粒随废水进入多介质过滤模块，废水中携带的小粒径的固体颗粒被过滤拦截，过滤后得净化水；
(3)多介质过滤模块过滤饱和后进行反洗再生，反冲洗水进入颗粒回收装置。


2.根据权利要求1所述的有机废水处理方法，其特征在于，对所述电氧化相转移模块进行反洗再生，包括水反冲洗、气水联合反冲洗和稳床：
(1)水反冲洗：反冲洗水流量为横截面平均流速0.03～0.3m/s、时间5～20min；
(2)气水联合反冲洗：反冲洗水流量为横截面平均流速0.03～0.3m/s、反冲洗气流量为反冲洗水流量的0.5～2倍、时间10～30min；
(3)稳床：停止反洗气，仅注入反洗水，反洗水对滤料层进行稳床，恢复滤料层的正常工作状态，反冲洗水流量为横截面平均流速0.01～0.2m/s、时间10～20min。


3.根据权利要求1所述的有机废水处理方法，其特征在于，对所述多介质过滤模块进行反洗再生，包括水反冲洗、气水联合反冲洗和稳床：
(1)水反冲洗：反冲洗水流量为正常操作流量的1～3倍、时间10～60min；
(2)气水联合反冲洗：反冲洗水流量、反冲洗气流量分别为正常操作流量的1～3倍和1～6倍、时间20～60min；
(3)稳床：停止反洗气，仅注入反洗水，反洗水对滤料层进行稳床，恢复滤料层的正常工作状态，反冲洗水流量为正常操作流量的0.5～2倍、时间20～40min。


4.根据权利要求1所述的有机废水处理方法，其特征在于，所述电氧化相转移模块中，通过介质横截面的水流平均流速为0.005mm/s～0.01m/s。


5.根据权利要求1所述的有机废水处理方法，其特征在于，正常操作流量下所述多介质过滤模块的横截面平均流速为0.003～0.1m/s。


6.根据权利要求1所述的有机废水处理方法，其特征在于，所述颗粒回收装置包括罐体，所述罐体内设有滤筒，所述罐体的顶部设有反吹气进口，所述滤筒的底部...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢浩，杨强，武世汉，刘懿谦，潘志程，代品一，李裕东，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31