一种中频电源电化学处理工业废水的方法及其设备技术

本发明专利技术提出一种中频电源电化学处理工业废水的方法及其设备，包括三个部分：中频电源、电极组件、电解槽，以及处理废水的电化学工艺。具体的，电极安放在电解槽内，废水从电解槽的一端进入，另一端流出。运行时，打开中频电源，阳极电极开始氧化降解有机物，电解槽运行一段时间后，废水达到排放要求。采用中频电源可以减少扩散传质阻力，有效的抑制电极钝化腐蚀，延长电极寿命。同时电极在低电压下运行可以有效的发挥电极性能，进而降低能耗。中频电源电氧化模式中电极互为阴阳极，避免传统电氧化过程中阴极结垢问题，从而延缓电极效率降低和减少设备维护周期。由于中频电源采用正弦波电流输出，电极始终在高效区运行，提高电解槽的氧化效率。化效率。化效率。

【技术实现步骤摘要】
一种中频电源电化学处理工业废水的方法及其设备


[0001]本专利技术涉及节能环保
，特别是涉及一种中频电源电化学处理工业废水的方法及其设备。

技术介绍

[0002]工业废水成分复杂，处理困难，对环境潜在危害大，到目前为止，并没有好的单一方法来处理此类废水。传统的物化方法，并不能有效的去除工业废水中难降解的有机化合物，通常情况只能去除一部分污染因子，且会造成二次污染。随着零排放的要求越来越严格，以及资源化利用的要求，高级氧化技术因不带来二次污染，去除效果好而受到普遍关注。
[0003]臭氧是作为高级氧化技术中典型的代表技术，也是较为普适的技术，但是处理效果差，投资和运行成本高，市场反应不佳，因此应用也受到极大限制，电化学技术是一种较为广泛应用的技术，有着臭氧技术同等的优越性，但是传统电化学技术，阴极污染问题，扩散问题较为突出，阳极钝化现象严重，长期高电位运行导致阳极寿命短，处理效果一般。专利CN103086449A，中频电源用于电加热系统，对废水进行浓缩，产生蒸汽和浓水，对蒸汽进行压缩产生高压蒸汽发电后冷凝，浓水进入污泥池后压滤，蒸发能耗高，二次蒸汽压缩再利用效率低，同时废水蒸汽中有低沸点组分蒸汽，也就是不凝气，对发电系统不利，同时产生的浓缩水，如果含盐过高，根本没办法在污泥池储存后压滤成泥饼。与本专利技术完全不同。因此急需一种更优化的电化学污水处理的方法，以解决上述问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种中频电源电化学处理工业废水的方法，主要目的在于提高电化学技术在工业废水处理中适应性，以扩大电化学在环境治理中的作用。传统电化学由于阴极结垢，以及阳极浓差扩散限制，导致阳极电压升高以及水分解严重，使得涂层寿命短，能耗高，处理效果差，市场应用受到了极大限制。中频电源电化学技术，电极互为阴阳极，有效克服阴极结构以及阳极浓差扩散限制导致的阳极电压升高问题，不仅提高了电极的寿命，还降低了能耗，同时达到了更好的去除效果。本专利技术克服阴极污染的问题，有效解决传质，同时降低电流对极板的持续作用影响寿命等问题，进而解决高能耗的问题。为达到上述目的，本专利技术主要提供如下技术方案：
[0005]一种中频电源电化学处理工业废水的设备，其特征在于，包括：
[0006]中频电源，用于提供电化学处理工业废水所需的电源；
[0007]电极组件，用于电化学反应对废水中有机物进行降解；
[0008]电解槽，内部形成为用于废水电化学反应的反应区，槽体一侧设有废水导入口，另一侧设置有废水导出口；
[0009]后氧化装置，设置在电解槽之后，用于对废水作进一步氧化处理；
[0010]前处理装置，用于对预处理的工业废水进行前处理；
[0011]以及循环泵，设置在前处理装置和电解槽之间，用于将经过前处理后的废水输送到电解槽中。
[0012]进一步的，所述的中频电源，电流输出为正弦曲线，频率为400Hz
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10KHz，优选的，频率500Hz
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5KHz；电压小于10V，电流200A/m2‑
3000A/m2，优选的800A/m2‑
2500A/m2。
[0013]进一步的，所述的电极组件，电极为石墨、PbO2，钌氧化物、铱氧化物、钌铱氧化物、掺杂钌铱氧化物、Pt、Au、BDD、氧化锡锑中的一种或者几种组合；所述的，电极形状为管状、网状、板状，组合方式一组或者多组，优选的，圆形网状。电极阴阳极可为同类电极，也可为不同类电极，在工作过程中互为阴阳极，优选钌氧化物，铱氧化物，钌铱氧化物及其掺杂金属氧化物涂层电极，贵金属电极，以及BDD电极。
[0014]进一步的，电极阴阳极均为网状，采用套管结构。
[0015]进一步的，所述的电解槽耐腐蚀、耐氧化、耐紫外线，材质为PP，PVC，UPVC，FRP，PVDF，玻璃钢，不锈钢，双相钢、钛材，钢衬塑中的一种。
[0016]本专利技术还提供了一种中频电源电化学处理工艺废水的方法，采用上述的中频电源电化学处理工业废水的设备，包括如下步骤：
[0017](1)反应区电极组装：根据需要选用电极长度、面积、组数，阴阳极板间距0.5
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3cm，采用网状套管，电极串联个数小于10支，根据需要选用并联组数；优选的，极板间距1
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1.5cm，外管5
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7cm，电极串联5
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10支；
[0018](2)对废水通过前处理装置进行预处理：去除废水中的钙、镁、硅硬度物质，以及污染电极表面的悬浮物物质，以降低不必要的因素导致电压升高带来电极损伤造成性能和寿命衰减问题；
[0019](3)经过预处理的废水，通过循环泵把废水从电解槽的底部入口进入，经过到缓冲区，溢流至催化氧化反应区；
[0020](4)后氧化工艺段：废水经过电解反应区后溢流至后氧化装置中进行后氧化处理；
[0021](5)打开中频电源，设置频率500Hz
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5KHz,电流800A/m2‑
2500A/m2，阳极电极开始氧化降解有机物，反应停留时间10
‑
120min，污水达标后排放。
[0022]进一步的，后氧化处理阶段可补充双氧水，或者紫外光，或者紫外光加催化系统，优选的，采用紫外光活化电催化后产能活性物质，或紫外光协同固载催化剂。
[0023]进一步的，采用紫外光催化激发活性物质，紫外光插入石英套管中，然后插入到废水中，数量根据需要配置，可串联可并联，提高紫外光协同的效率，对石英管外壁采用胶体刷涂，然后经过高温处理，胶体成分为钨、钼、铁、铈中的一种或几种掺杂的纳米二氧化钛，掺杂量小于10％，优选的，重量比0.1％
‑
3％。
[0024]再进一步的，在废水进入缓冲区域前，对硬度及悬浮物进行预处理，以降低硬度对电极寿命的影响，对废水进行前处理后，优选的，调节废水的pH范围为3
‑
7。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的一种中频电源电化学处理工业废水的方法至少具有以下有益效果：
[0026]常规的电化学技术，阳极寿命短，能耗高，处理工业废水效果不佳等现象普遍存在，主要原因是普遍只关注阳极问题，实际上尽管是阳极参与氧化反应，但是阴极对整个电化学系统的性能影响至关重大，阴极结垢导致槽电压升高，传质影响使得阳极分解水或者氧化电解质现象加重，从而导致阳极活性成分溶解，降低电极寿命和处理效果。采用中频电
源电化学处理工业废水的优点。第一，中频电源输出正弦波电流，正负脉冲电流，电极互为阴阳极，相比较持续阳极电流作用的电氧化模式，即可以保证处理性能，又可以降低浓差扩散传质造成电压升高对阳极的损伤，还可以降低能耗；第二，通过极性转换，两极板互为阴阳极，有效抑制阴极结垢而对整个电化学系统的影响，还可以降低扩散对单一阳极的影响，有效降低传质作用的影响；第三，与脉冲电源相比，电极始终在高效区工作，电解效率更高；第四，通过对进水指标钙、镁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中频电源电化学处理工业废水的设备，其特征在于，包括：中频电源，用于提供电化学处理工业废水所需的电源；电极组件，用于电化学反应对废水中有机物进行降解；电解槽，内部形成为用于废水电化学反应的反应区，槽体一侧设有废水导入口，另一侧设置有废水导出口；后氧化装置，设置在电解槽之后，用于对废水作进一步氧化处理；前处理装置，用于对预处理的工业废水进行前处理；以及循环泵，设置在前处理装置和电解槽之间，用于将经过前处理后的废水输送到电解槽中。2.根据权利要求1所述的一种中频电源电化学处理工业废水的设备，其特征在于，所述的中频电源，电流输出为正弦曲线，频率为400Hz
‑
10KHz，优选的，频率500Hz
‑
5KHz；电压小于10V，电流200A/m2‑
3000A/m2，优选的800 A/m2‑
2500A/m2。3.根据权利要求1所述的一种中频电源电化学处理工业废水的设备，其特征在于，所述的电极组件，电极为石墨、PbO2，钌氧化物、铱氧化物、钌铱氧化物、掺杂钌铱氧化物、Pt、Au、BDD、氧化锡锑中的一种或者几种组合；所述的，电极形状为管状、网状、板状，组合方式一组或者多组，优选的，圆形网状。4.根据权利要求3所述的一种中频电源电化学处理工业废水的设备，其特征在于，电极阴阳极可为同类电极，也可为不同类电极，在工作过程中互为阴阳极，优选钌氧化物，铱氧化物，钌铱氧化物及其掺杂金属氧化物涂层电极，贵金属电极，以及BDD电极。5.根据权利要求3所述的一种中频电源电化学处理工业废水的设备，其特征在于，电极阴阳极均为网状，采用套管结构。6.根据权利要求1所述的一种中频电源电化学处理工业废水的设备，其特征在于，所述的电解槽耐腐蚀、耐氧化、耐紫外线，材质为PP，PVC，UPVC，FRP，PVDF，玻璃钢，不锈钢，双相钢、钛材，钢衬塑中的一种。7.一种中频电源电化学处理工业废水的方法，其特征在于，采用如权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：李想，刘长影，
申请(专利权)人：杭州兴态环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：