申請(qǐng)日2013.10.16
公開(kāi)(公告)日2014.06.04
IPC分類號(hào)C02F1/461
摘要
本實(shí)用新型提供的電催化廢水處理系統(tǒng)，包括反應(yīng)槽體、電解裝置、工作電極、電解供氣系統(tǒng)、催化材料，所述曝氣管和所述空氣泵之間設(shè)置有介質(zhì)阻擋等離子體發(fā)生器，所述介質(zhì)阻擋等離子體發(fā)生器具有進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣口與所述空氣泵相連，所述空氣泵向所述等離子體發(fā)生器供氣，所述出氣口通過(guò)等離子體流輸送干管與所述曝氣管相連。通過(guò)在空氣泵與曝氣管之間設(shè)置介質(zhì)阻擋等離子體發(fā)生器，既為反應(yīng)槽體中的催化材料提供定向循環(huán)的動(dòng)力，又為工作電極及催化材料提供低溫等離子體流以供電催化過(guò)程促進(jìn)活性氧物種之間的電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，從而提高廢水處理系統(tǒng)的反應(yīng)效率，節(jié)約時(shí)間，降低廢水處理成本。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種電催化廢水處理系統(tǒng)，包括：
反應(yīng)槽體，包括入水口和出水口，所述入水口和出水口分別設(shè)于所述反應(yīng)槽體側(cè)壁的上端;
電解裝置，包括正極板、負(fù)極板和電源，所述正極板和負(fù)極板設(shè)于所述反應(yīng)槽體內(nèi)，所述電源電性連接于所述正極板和負(fù)極板;
工作電極，所述工作電極設(shè)置于所述反應(yīng)槽體的兩端側(cè)壁上，且所述工作電極與所述電源的正、負(fù)極輸出端相接;
電解供氣系統(tǒng)，包括曝氣管和空氣泵，所述曝氣管設(shè)于所述反應(yīng)槽體的底部，所述空氣泵外接于所述反應(yīng)槽體;
催化材料，裝填于所述反應(yīng)槽體內(nèi);
其特征在于：所述曝氣管和所述空氣泵之間設(shè)置有介質(zhì)阻擋等離子體發(fā)生器，所述介質(zhì)阻擋等離子體發(fā)生器具有進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣口與所述空氣泵相連，所述空氣泵向所述等離子體發(fā)生器供氣，所述出氣口通過(guò)等離子體流輸送干管與所述曝氣管相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電催化廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：還包括多個(gè)感應(yīng)電極，所述感應(yīng)電極設(shè)置于所述反應(yīng)槽體的兩端側(cè)壁上，所述多個(gè)感應(yīng)電極等間距設(shè)置于所述工作電極的正、負(fù)極之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電催化廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述工作電極為石墨板或316L板，所述感應(yīng)電極為石墨板或316L板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電催化廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述反應(yīng)槽體由絕緣分隔板分隔成多個(gè)反應(yīng)槽體，且相鄰兩個(gè)反應(yīng)槽體之間設(shè)有聯(lián)通管，水通過(guò)所述聯(lián)通管從其中一個(gè)反應(yīng)槽體進(jìn)入相鄰的另一反應(yīng)槽體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電催化廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述多個(gè)反應(yīng)槽體的容積相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電催化廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述聯(lián)通管為三通管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電催化廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述入水口設(shè)置有中心進(jìn)水管與閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電催化廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述反應(yīng)槽體由PP板或PVC板加工形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電催化廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：裝填于所述反應(yīng)槽體內(nèi)的催化材料占每個(gè)反應(yīng)槽體容積的30%-60%。
說(shuō)明書(shū)
一種電催化廢水處理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型屬于廢水的凈化領(lǐng)域，尤其涉及一種電催化廢水深度處理系 統(tǒng)。
背景技術(shù)
節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境是我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策�！笆濉逼陂g，全國(guó)城 市污水處理回收利用率要達(dá)到10%的目標(biāo)，每年可節(jié)約新鮮水資源70多億 m3，這可有效地緩解我國(guó)，尤其是干旱地區(qū)水資源短缺的問(wèn)題，因此廢水回 用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
目前全國(guó)總的污水排放量是700多億噸，全國(guó)再生水的用量只有16.6億 m3，僅占全國(guó)廢/污水排放量的2%，距離10%的目標(biāo)相差很遠(yuǎn)。因此要完成 這一目標(biāo)不僅取決于國(guó)家政策的引導(dǎo)、市場(chǎng)水價(jià)的調(diào)整等宏觀調(diào)控因素，更 需要高效、清潔、投資省、運(yùn)行成本低的可靠廢水深度處理與回用技術(shù)的實(shí) 際應(yīng)用，因此再生水未來(lái)投資空間十分廣闊。
再生水是指城市生活污水及生產(chǎn)廢水等經(jīng)過(guò)預(yù)處理及生化法處理后達(dá)到 排放標(biāo)準(zhǔn)的排放水，再經(jīng)進(jìn)一步的處理后，達(dá)到某一用途的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，如工 業(yè)冷卻用水、城市園林景觀灌溉等而回用于該生產(chǎn)過(guò)程的潛在水資源。但在 廢水達(dá)標(biāo)處理過(guò)程中，原污/廢水中的母體化合物已經(jīng)發(fā)生了顯著的變化，不 僅體現(xiàn)在化合物的組成、性質(zhì)上發(fā)生變化，而且其分子形態(tài)與尺寸大小都有 顯著的不同。因此，在深度處理中繼續(xù)以生化法為主要凈化工藝，則往往對(duì) COD(化學(xué)耗氧量)等關(guān)鍵控制水質(zhì)指標(biāo)的去除效率很低。目前再生水的處 理技術(shù)常見(jiàn)的有膜技術(shù)、Fenton試劑氧化法、光催化氧化法等，或與其他處 理方法的組合工藝。例如，于2005年1月12日公開(kāi)的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)， 專利申請(qǐng)?zhí)枮?00410012222.1，公開(kāi)了一種光電催化氧化處理水中有機(jī)物的 裝置，把紫外光氧化及電解氧化相結(jié)合來(lái)強(qiáng)化反應(yīng)過(guò)程;于2006年7月12 日公開(kāi)的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)，專利申請(qǐng)?zhí)枮?00510000148.6，公開(kāi)了一種負(fù) 載TiO2光催化劑及其制備方法和光催化水質(zhì)凈化器，把紫外光TiO2催化與膜 技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的有效處理;于2005年8月3日公開(kāi)的中國(guó)發(fā)明專利 申請(qǐng)，專利申請(qǐng)?zhí)枮?00410075505.0，公開(kāi)了一種膜法集成光催化污水處理 裝置，把紫外光TiO2催化-超聲波-生物法整合在一起連續(xù)處理污水中的有機(jī) 物。以上這些組合工藝，雖然與單一方法相比大大地提高了系統(tǒng)的降解效率， 但這些組合工藝不僅存在處理流程長(zhǎng)、占地面積大、運(yùn)行成本高等具體問(wèn)題; 同時(shí)在處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的污泥。這些污泥含水率高，處理成本高，尤 其是含有I類污染物的污泥更是如此。污泥的直接排放或污泥管理不當(dāng)就使得 處理污水的污水處理廠成為新的環(huán)境污染源，現(xiàn)已引起社會(huì)各界的高度關(guān)注， 也成為目前廢水處理過(guò)程中亟待解決的新問(wèn)題。
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型專利申請(qǐng)的發(fā)明人，開(kāi)發(fā) 了一種高效、清潔、低或無(wú)污泥產(chǎn)生的廢水深度處理裝置，該裝置包括反應(yīng) 槽體，包括入水口和出水口，所述入水口和出水口分別設(shè)于所述反應(yīng)槽體側(cè) 壁的上端;電解裝置，包括正極板、負(fù)極板和電源，所述正極板和負(fù)極板設(shè) 于所述反應(yīng)槽體內(nèi)，所述電源電性連接于所述正極板和負(fù)極板;電解供氣系 統(tǒng)，包括曝氣管和空氣泵，所述曝氣管設(shè)于所述反應(yīng)槽體的底部，所述空氣 泵外接于所述反應(yīng)槽體;催化材料，裝填于所述反應(yīng)槽體內(nèi)。這種廢水深度 處理裝置出水水質(zhì)優(yōu)良、穩(wěn)定，運(yùn)行成本低，動(dòng)力消耗小，占地面積小，操 作簡(jiǎn)單及易于集成與自動(dòng)化控制。但是，在實(shí)際使用中，由于廢/污水的多樣 性，組成成分的復(fù)雜性及濃度的多變性，當(dāng)把上述裝置應(yīng)用于某些廢水的處 理過(guò)程中時(shí)，往往會(huì)遇到在正常的催化氧化時(shí)間20min內(nèi)很難將其處理到所 需要的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，此時(shí)不得不采用延長(zhǎng)催化電解反應(yīng)時(shí)間的方式來(lái)滿足 技術(shù)要求，而這相應(yīng)地增加了系統(tǒng)運(yùn)行的能耗及裝置的體積等具體問(wèn)題。
因此，需要開(kāi)發(fā)一種反應(yīng)效率更高的電催化廢水處理系統(tǒng)。
實(shí)用新型內(nèi)容
有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的廢水深度處理裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：
一種電催化廢水處理系統(tǒng)，包括：
反應(yīng)槽體，包括入水口和出水口，所述入水口和出水口分別設(shè)于所述反 應(yīng)槽體側(cè)壁的上端;
電解裝置，包括正極板、負(fù)極板和電源，所述正極板和負(fù)極板設(shè)于所述 反應(yīng)槽體內(nèi)，所述電源電性連接于所述正極板和負(fù)極板;
工作電極，所述工作電極設(shè)置于所述反應(yīng)槽體的兩端側(cè)壁上，且所述工 作電極與所述電源的正、負(fù)極輸出端相接;
電解供氣系統(tǒng)，包括曝氣管和空氣泵，所述曝氣管設(shè)于所述反應(yīng)槽體的 底部，所述空氣泵外接于所述反應(yīng)槽體;
催化材料，裝填于所述反應(yīng)槽體內(nèi);
所述曝氣管和所述空氣泵之間設(shè)置有介質(zhì)阻擋等離子體發(fā)生器，所述介 質(zhì)阻擋等離子體發(fā)生器具有進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣口與所述空氣泵相連， 所述空氣泵向所述等離子體發(fā)生器供氣，所述出氣口通過(guò)等離子體流輸送干 管與所述曝氣管相連。
優(yōu)選地，還包括多個(gè)感應(yīng)電極，所述感應(yīng)電極設(shè)置于所述反應(yīng)槽體的兩 端側(cè)壁上，所述多個(gè)感應(yīng)電極等間距設(shè)置于所述工作電極的正、負(fù)極之間。
優(yōu)選地，所述工作電極為石墨板或316L板，所述感應(yīng)電極為石墨板或 316L板。
優(yōu)選地，所述反應(yīng)槽體由絕緣分隔板分隔成多個(gè)反應(yīng)槽體，且相鄰兩個(gè) 反應(yīng)槽體之間設(shè)有聯(lián)通管，水通過(guò)所述聯(lián)通管從其中一個(gè)反應(yīng)槽體進(jìn)入相鄰 的另一反應(yīng)槽體。
優(yōu)選地，所述多個(gè)反應(yīng)槽體的容積相同。
優(yōu)選地，所述聯(lián)通管為三通管。
優(yōu)選地，所述入水口設(shè)置有中心進(jìn)水管與閥。
優(yōu)選地，所述反應(yīng)槽體由PP板或PVC板加工形成。
優(yōu)選地，裝填于所述反應(yīng)槽體內(nèi)的催化材料占每個(gè)反應(yīng)槽體容積的 30%-60%。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，在本實(shí)用新型的電催化廢水處理系統(tǒng)中，在所述曝氣 管和所述空氣泵之間設(shè)置有介質(zhì)阻擋等離子體發(fā)生器，所述介質(zhì)阻擋等離子 體發(fā)生器具有進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣口與所述空氣泵相連，所述空氣泵 向所述等離子體發(fā)生器供氣，所述出氣口通過(guò)等離子體流輸送干管與所述曝 氣管相連。通過(guò)在空氣泵與曝氣管之間設(shè)置介質(zhì)阻擋等離子體發(fā)生器，既為 反應(yīng)槽體中的催化材料提供定向循環(huán)的動(dòng)力，又為工作電極及催化材料提供 低溫等離子體流以供電催化過(guò)程促進(jìn)活性氧物種之間的電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，從 而提高廢水處理系統(tǒng)的反應(yīng)效率，節(jié)約時(shí)間，降低廢水處理成本。
