本发明专利技术公开了一种污水处理方法及装置，其工艺主要包括光电联合催化部分和流动电极电容去离子部分，核心装置包括光电联合催化反应器，FCDI脱盐反应器。本发明专利技术不仅实现了光电联合催化技术和流动电极电容去离子技术的耦合，并设计了其配套的实验室级装置，实现了高CDO，高矿化度污水的综合处理，且实现了部分资源的回收，结果：对于有机物降解率可达93.3％，对于无机物脱盐率可达86％。本发明专利技术所提出了一种技术联合型的新型污水处理工艺，无污染，无化学药品添加，效果好，易放大，易连产，是一种环境友好型的污水处理技术。友好型的污水处理技术。友好型的污水处理技术。
【技术实现步骤摘要】
一种污水处理方法及装置
[0001]本专利技术是关于一种污水处理方法及装置，具体而言，是关于一种基于光电联合催化和流动电极去离子技术提出了一种适用于复杂成分污水处理的方法及装置。
技术介绍
[0002]对于污水中的有机物，目前传统的主要解决方法包含化学处理法，活性污泥法，生物膜法等方法。化学处理法需将化学试剂投入污水中，虽降低了部分污染物含量，但同时也会引入新的离子污染，且投入成本较高。如今污染物成分复杂化，传统的活性污泥法逐渐不适用于现今处理，不仅时间长，而且效果差。生物膜法是与活性污泥法并列的一种废水好氧生物技术，但污水污染物的成分往往对影响生物的存活，造成失活或变性，造成处理能力降低。
[0003]对于现有传统方法不好处理的可生化性差或者分子量大的难处理有机物，往往才用高级氧化技术。高级氧化技术又称深度氧化技术，在高温高压，电，声，光辐射，催化剂等条件下将有机物氧化成小分子物质。其中光催化技术就是在光辐射的作用下，利用光催化剂将光能转化成化学能，进行氧化还原反应。
[0004]TiO2凭借较强的光催化活性，生物化学惰性，成本低，抗腐蚀性，被视为处理环境污染适合的光催化材料。国内外不断有学者进行相关方面研究，经过不断发展，提升其光催化效能，可以添加氧化剂，掺杂金属改性电极，电化学辅助等方法。
[0005]目前电催化氧化技术兼具氧化，还原，中和等诸多功能，处理过程中不产生污染，不添加其他化学试剂，和其他技术联合使用达到综合处理目的，是一种新型的环境友好型技术。在光催化过程中，电子和空穴分离，生成羟基自由基，使有机物氧化成无机物，电催化技术的加入，使抑制电子和空穴的复合，降低电子和空穴的高度复合性，有利于羟基自由基的产生，是光催化过程高效性，此技术被称为光电联合催化技术，被誉为21世纪太阳能利用的又一次技术革命。
[0006]对于其富含高盐的污水，使用较为广泛的为蒸馏法，离子交换技术等，但均存在能耗高，技术复杂，效果差，存在环境污染等问题。电容去离子技术，以其投资小，环境友好型，效率高，技术简单逐渐发展成研究热点。电容去离子技术核心在于双电层理论，利用直流电使极板带电，产生电场，在电场的作用下离子向相应的电极上迁移，在以活性炭或者其他吸附材料的表面生成双电层结构，达到电吸附作用，通过吸附电极的再生将吸附的离子脱附到洗脱水中，达到盐分的富集。流动电极去离子技术(Fluid
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electrode capacitive deionization，FCDI)是将其吸附电极替换成可流动的流动电极，其基本结构相似。通过向流动电极供电，产生电场，离子迁移穿过离子交换膜，吸附在流动电极中并随之流出。
[0007]虽然目前有针对性地处理某一污染物的技术相对成熟，但针对现在工厂或油田排出的工业废水成分复杂化，呈现高COD，高矿化度，难分离，难处理的特点，仅仅利用单独的技术难以达到综合治理的目的，且有机物的降解后产生的无机物也会使水样的矿化的增加。所以，技术的融合，综合处理是目前主要待解决的问题。
技术实现思路
[0008]本专利技术的一个目的在于提供一种基于光电联合催化和流动电极去离子技术的污水处理方法。
[0009]本专利技术的另一目的在于提供一种基于光电联合催化和流动电极去离子技术的污水处理装置。
[0010]第一方面，本专利技术提供了一种基于光电联合催化和流动电极去离子技术的污水处理方法，其适用于复杂成分污水进行处理，可达到对复杂成分污水特别是高COD、高矿化度的污水的综合有效处理。该方法具体包括：
[0011]将待处理污水依次进行光电联合催化反应处理以及流动电极电容去离子反应脱盐处理。
[0012]在第一方面的具体实施方式中，优选地，所述待处理污水包括石化厂外排废水及内部回用水，油田采出水中的一种或两种以上的组合。
[0013]在第一方面的具体实施方式中，优选地，所述待处理污水的矿化度为1000
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3000mg/L，COD含量为60
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80mg/L。
[0014]在第一方面的具体实施方式中，优选地，进行光电联合催化反应处理时，在400
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500W氙灯模拟日光、150
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160mA/m2电流密度下进行催化降解；在一具体实施方式中，进行光电联合催化反应处理时，在500W氙灯模拟日光、160mA/m2电流密度下进行催化降解。
[0015]在第一方面的具体实施方式中，优选地，进行流动电极电容去离子反应脱盐处理时，在板间电压2
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3V下进行反应；在一具体实施方式中，进行流动电极电容去离子反应脱盐处理时，在板间电压3V下进行反应。
[0016]第二方面，本专利技术提供了一种适用于第一方面提供的基于光电联合催化和流动电极去离子技术的污水处理方法的污水处理装置。该装置包括光电联合催化反应器，具体地，
[0017]所述光电联合催化反应器包括用作催化场所的催化池；催化池为上开口的箱体，设有液体导入口和液体导出口，分别用于液体在催化池内的输入和输出；
[0018]催化池上开口处设有两条电导轨，分别作为正极和负极，为整个催化反应器供电提供电催化能源；
[0019]催化池内设置有折流挡板，将催化池内部空间分割成多个催化室，使液体在催化池内呈上下S形流动；每个催化室内各设有至少一个催化单元和至少一个气泡发生器，各催化单元分别与两条电导轨连接；催化单元用于为催化室内提供催化反应动力；气泡发生器用于为反应池中输入气体。
[0020]在第二方面的具体实施方式中，优选地，所述催化单元包含电极供电板以及电极固定板，其中：
[0021]电极供电板包括固定连接的上部H构型部和下部框架部；电极供电板俯视角度上部H构型部整体上基本呈H构型，H构型部包括两侧分别与两导电轨接触的接电槽和连接两侧接电槽的接电板；接电槽内表面以铜箔覆盖，两侧接电槽内的铜箔分别与接电板的两侧接触；
[0022]电极固定板包括固定连接的上部T型结构部和下部框架部；电极固定板侧视角度上部T型结构部呈T型结构，T型结构部的两肩侧可架构固定在电极供电板的H构型部的两侧接电槽上；
[0023]电极供电板的框架部和电极固定板的框架部，用于加紧电极片；
[0024]更优选地，所述催化单元进一步包含电极片，所述电极片包括正极片和负极片，正极片设置于电极固定板与一个电极供电板之间、负极片设置于电极固定板与另一个电极供电板之间；更优选地，所述正极片选用Ag
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TiO2改性电极网；更优选地，所述负极片选用高纯石墨电极；
[0025]更优选地，电极供电板的H构型部和电极固定板的上部T型结构部分别设置有固定限位孔，通过固定限位孔能够实现将电极供电板、电极固定板固定连接起来。
[0026]在第二方面的具体实施方式中，优选地，所述光电联合催化反应器还包括用于对催化池内提供光催化光源的氙灯。
[0027]第三方面，本专利技术提供了一种适用于第一方面提供的基于本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种污水处理方法，其特征在于，该方法包括：将待处理污水依次进行光电联合催化反应处理以及流动电极电容去离子反应脱盐处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待处理污水包括石化厂外排废水及内部回用水，油田采出水中的一种或两种以上的组合；优选地，所述待处理污水的矿化度为1000
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3000mg/L，COD含量为60
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80mg/L。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，进行光电联合催化反应处理时，在400
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500W氙灯模拟日光、150
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160mA/m2电流密度下进行催化降解。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，进行流动电极电容去离子反应脱盐处理时，在板间电压2
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3V下进行反应。5.一种用于实现权利要求1
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4任一项所述方法的装置，该装置包括光电联合催化反应器，其特征在于，所述光电联合催化反应器包括用作催化场所的催化池；催化池为上开口的箱体，设有液体导入口和液体导出口，分别用于液体在催化池内的输入和输出；催化池上开口处设有两条电导轨，分别作为正极和负极，为整个催化反应器供电提供电催化能源；催化池内设置有折流挡板，将催化池内部空间分割成多个催化室，使液体在催化池内呈上下S形流动；每个催化室内各设有至少一个催化单元和至少一个气泡发生器，各催化单元分别与两条电导轨连接；催化单元用于为催化室内提供催化反应动力；气泡发生器用于为反应池中输入气体。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述催化单元包含电极供电板以及电极固定板，其中：电极供电板包括固定连接的上部H构型部和下部框架部；电极供电板俯视角度上部H构型部整体上基本呈H构型，H构型部包括两侧分别与两导电轨接触的接电槽和连接两侧接电槽的接电板；接电槽内表面以铜箔覆盖，两侧接电槽内的铜箔分别与接电板的两侧接触；电极固定板包括固定连接的上部T型结构部和下部框架部；电极固定板侧视角度上部T型结构部呈T型结构，T型结构部的两肩侧可架构固定在电极供电板的H构型部的两侧接电槽上；电极供电板的框架部和电极固定板的框架部，用于加紧电极片；优选地，所述催化单元进一步包含电极片...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯军伟，谢雨，陈超，孙雅榕，刘艳升，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：
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