申請日2010.06.25

　　公開(公告)日2010.10.20

　　IPC分類號C02F1/46; C02F1/465; C02F1/28

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種內循環(huán)多維電催化廢水處理裝置，其特征是設置圓筒狀器體，在圓筒狀器體內，自下而上依次設置進水布水管、曝氣管、電極反應區(qū)、整流區(qū)、出水區(qū)和浮渣收集區(qū)。本發(fā)明集電催化氧化和氣浮作用于一體，處理效果好、能耗低、電極壽命長。

　　摘要附圖

 

　　權利要求書

　　1.一種內循環(huán)多維電催化廢水處理裝置，其特征是設置圓筒狀器體(1)，在所述器體(1)內，自下而上依次設置進水布水管、曝氣管、電極反應區(qū)、整流區(qū)、出水區(qū)和浮渣收集區(qū)。

　　2.根據(jù)權利要求1所述的內循環(huán)多維電催化廢水處理裝置，其特征是：所述電極反應區(qū)是由圓筒狀陽極(20)形成圓柱形空腔，在所述圓柱形空腔的中軸位置上設置棒狀陰極(21)，粒子電極(19)填充在所述圓柱形空腔內，并由位于所述圓柱形空腔底部的多孔承托板(23)支撐構成粒子電極固定床。

　　3.根據(jù)權利要求2所述的內循環(huán)多維電催化廢水處理裝置，其特征是：所述粒子電極為活性炭粒子電極。

　　4.根據(jù)權利要求1所述的內循環(huán)多維電催化廢水處理裝置，其特征是：所述浮渣收集區(qū)是在所述圓筒狀器體(1)的頂部液面位置處，設置由電機(4)帶動、用于將液面浮渣刮至集渣槽(3)內的刮渣板(5)，在所述集渣槽(3)的一側設置有與集渣槽(3)相連通的排渣槽(2)。

　　5.根據(jù)權利要求1所述的內循環(huán)多維電催化廢水處理裝置，其特征是：所述整流區(qū)是在所述電極反應區(qū)的上方設置使出水穩(wěn)流的整流板(22)。

　　6.根據(jù)權利要求1所述的內循環(huán)多維電催化廢水處理裝置，其特征是所述曝氣管是設置在所述電極反應區(qū)的底部、用于帶動廢水升流以形成電極反應區(qū)中內循環(huán)流態(tài)的穿孔布氣管(18)，所述穿孔布氣管(18)由一根水平布氣干管(18a)和一組與布氣干管垂直、相互為平行的水平穿孔布氣支管(18b)構成，所述水平穿孔布氣支管(18b)連接在所述水平布氣干管上(18a)上。

　　7.根據(jù)權利要求1所述的內循環(huán)多維電催化廢水處理裝置，其特征是所述進水布水管是在所述電極反應區(qū)的下方，設置用于引入廢水的穿孔布水管(15)，所述穿孔布水管(15)由一根水平布氣干管和一組與布水干管垂直、相互為平行的水平穿孔布水支管構成，所述水平穿孔布水支管連接在所述水平布水干管上。

　　說明書

　　內循環(huán)多維電催化廢水處理裝置

　　技術領域

　　本發(fā)明屬于廢水處理裝置，具體涉及一種有機廢水處理的內循環(huán)多維電極電催化氧化處理裝置。

　　背景技術

　　有機廢水處理，特別是農(nóng)藥、醫(yī)藥、化工、染料等行業(yè)產(chǎn)生的高含鹽、高濃度有毒有機廢水的處理一直是個難題。

　　目前，高濃度難降解有機廢水的處理一般是先采用物化法預處理，降低或去除廢水的生物毒性，提高廢水的可生化性，然后再通過生物法處理達標排放，其關鍵在于選擇合適的物化預處理方法，確保生物法處理的順利進行。當前常用的高濃度難降解有機廢水預處理的物化方法有：鐵炭微電解法、芬頓試劑氧化法、臭氧氧化法等，鐵炭微電解法和芬頓試劑氧化法均需在酸性條件下進行，廢水處理時需先調節(jié)pH至3～4，處理后再調節(jié)至中性，不僅操作復雜、過程控制難，而且廢水處理成本高、處理后使廢水的含鹽量進一步增高。臭氧氧化法的設備投資大、能耗高，運行維護要求嚴格。隨著高級氧化技術(AOPs)的發(fā)展，電催化氧化法越來越受到人們的重視。與其它AOPs過程相比，電化學水處理技術的優(yōu)點在于：(1)電子轉移只在電極及廢水組份間進行，不需另外添加氧化還原劑，由此也避免了由另外添加藥劑而引起的二次污染問題;(2)可以通過改變外加電流、電壓隨時調節(jié)反應條件，可控制性較強;(3)過程中可能產(chǎn)生的自由基無選擇地直接與廢水中的有機污染物反應，將其降解為二氧化碳、水和簡單有機物，沒有或很少產(chǎn)生二次污染;(4)電化學過程一般在常溫常壓下進行，能量效率高，反應條件溫和;(5)反應器設備及其操作一般比較簡單，如果設計合理，費用并不昂貴;(6)當廢水中含有金屬離子時，陰、陽極可同時起作用(陰極還原金屬離子，陽極氧化有機物)，以使處理效率盡可能提高，同時回收再利用有價值的化學品或金屬，從而避免二次污染;(7)既可以作為單獨處理，又可以與其他處理工藝相結合，如作為前處理，可以提高廢水的可生物降解性;(8)兼具氣浮、絮凝、消毒作用;(9)作為一種清潔工藝，其設備占地面積小。因此，電催化氧化法在高濃度有毒有機廢水處理領域具有較大的技術優(yōu)勢和廣闊的應用前景。但國內目前研發(fā)的電催化氧化裝置普遍存在電極壽命短、水力條件差、電流效率低、電極比表面積小等問題，廢水因在電催化氧化反應區(qū)實際停留時間很短，污染物去除效率較低。如中國專利授權公開號CN101462784A，授權公開日為2009年6月24日，名稱為“電催化氧化裝置”，公開了“一種電催化氧化裝置，其技術方案的要點是：在反應器腔體內自上而下設置回流反沖器、電催化氧化極板區(qū)、曝氣器和帶反沖閥的給排水管�！痹摪l(fā)明通過曝氣、回流反沖洗措施，雖然可以較好的解決電極表面污染物附著等問題，但反應區(qū)存在嚴重的短流現(xiàn)象，有效水力停留時間極短，污染物降解效率較低。又如中國實用新型專利號ZL200620060946.8，授權公開日為2007年7月25日，名稱為“電催化氧化污水處理槽”，公開了“一種電催化氧化污水處理槽，其技術方案的要點是：電催化氧化污水處理槽由槽體、進水口、排水口、排氣口、催化劑、陽極板、陰極板和進氣管組成，在槽體底部設置帶反沖氣閥的曝氣系統(tǒng)。該實用新型雖然通過連續(xù)曝氣和間歇壓縮空氣反沖洗避免了催化劑結塊，電極板無需清洗，防止了溝流，但整個反應槽處于完全混合流態(tài)，短流現(xiàn)象嚴重，不能保證污水處理效果。

　　發(fā)明內容

　　本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有電催化氧化技術及裝置中不足之處，提供一種處理效果好、能耗低、電極壽命長的內循環(huán)多維電催化廢水處理裝置。

　　本發(fā)明解決技術問題采用如下技術方案：

　　本發(fā)明內循環(huán)多維電催化廢水處理裝置的結構特點是：設置圓筒狀器體，在所述器體內，自下而上依次設置進水布水管、曝氣管、電極反應區(qū)、整流區(qū)、出水區(qū)和浮渣收集區(qū)。

　　本發(fā)明內循環(huán)多維電催化廢水處理裝置的結構特點也在于：

　　所述電極反應區(qū)是由圓筒狀陽極形成圓柱形空腔，在所述圓柱形空腔的中軸位置上設置棒狀陰極，粒子電極填充在所述圓柱形空腔內，并由位于所述圓柱形空腔底部的多孔承托板支撐構成粒子電極固定床。

　　所述粒子電極為活性炭粒子電極。

　　所述浮渣收集區(qū)是在所述圓筒狀器體的頂部液面位置處，設置由電機帶動、用于將液面浮渣刮至集渣槽內的刮渣板，在所述集渣槽的一側設置有與集渣槽相連通的排渣槽。

　　所述整流區(qū)是在所述電極反應區(qū)的上方設置使出水穩(wěn)流的整流板。

　　所述曝氣管是設置在所述電極反應區(qū)的底部、用于帶動廢水升流以形成電極反應區(qū)中內循環(huán)流態(tài)的穿孔布氣管，所述穿孔布氣管由一根水平布氣干管和一組與布氣干管垂直、相互為平行的水平穿孔布氣支管構成，所述水平穿孔布氣支管連接在所述水平布氣干管上。

　　所述進水布水管是在所述電極反應區(qū)的下方，設置用于引入廢水的穿孔布水管，所述穿孔布水管由一根水平布氣干管和一組與布水干管垂直、相互為平行的水平穿孔布水支管構成，所述水平穿孔布水支管連接在所述水平布水干管上。

　　與已有技術相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

　　1、本發(fā)明集電催化氧化和氣浮作用于一體，處理效果好、能耗低、電極壽命長。

　　2、本發(fā)明采用多維粒子電極，增大電極比表面積，提高電流效率，降低能耗和廢水處理成本。

　　3、本發(fā)明采用內循環(huán)水力混合替代傳統(tǒng)曝氣混合，一方面消除死角，改善設備水力條件，提高廢水在反應中的傳質效率;另一方面不斷更新電極表面溶液，防止?jié)獠顦O化和懸浮物附著降低電極效率和使用壽命，使用過程中電極無需清洗;

　　4、本發(fā)明采用固定床粒子電極和內循環(huán)水力混合相結合，解決流化床粒子電極饋電流與電勢分布不均、電流效率低、電極易污染而壽命短的難題;

　　5、本發(fā)明充分發(fā)揮電催化過程產(chǎn)生的微細氣泡的氣浮作用，進一步凈化廢水，提高裝置的整體廢水處理效果。

　　6、本發(fā)明采用吸附性能優(yōu)異的活性炭粒子電極，通過活性炭對污染物的吸附作用，實現(xiàn)水力停留時間與污染物停留時間的分離，污染物在電極反應區(qū)的實際停留時間大大延長，直至被電催化氧化作用降解去除，廢水處理效率大為提高;在污染物被降解去除的同時，活性炭得以再生，恢復對廢水中污染物的吸附性能，因此，在運行過程中，無需更換活性炭粒子電極。

　　7、本發(fā)明在電極反應區(qū)上部設置整流區(qū)，使出水穩(wěn)定，電催化過程形成的浮渣不受擾動，便于收集分離。