公布日：2022.08.19
申請日：2022.05.26
分類號：C02F9/06(2006.01)I;C02F1/461(2006.01)I;C02F1/76(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N;C02F103/16(2006.01)N;
C02F1/66(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供了一種高鹽氨氮廢水處理裝置及處理方法，屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明中的陽極包括上陽極、中陽極和下陽極，在動(dòng)態(tài)連續(xù)電解的過程中，通過控制下陽極、中陽極、上陽極的電流密度逐漸降低，實(shí)現(xiàn)電解產(chǎn)生的氯氣量在下陽極、中陽極、上陽極由下至上逐漸減少，產(chǎn)生的氯氣使廢水中氨氮在底部大量去除，隨著電流密度降低達(dá)到梯度去除，避免中陽極、上陽極產(chǎn)生過多的氯氣，實(shí)現(xiàn)了氯氣的充分利用，降低氯氣尾氣的產(chǎn)生，同時(shí)使氨氮廢水中的COD濃度達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求書
1.一種高鹽氨氮廢水處理方法，其特征在于，利用高鹽氨氮廢水處理裝置，所述高鹽氨氮廢水處理裝置包括陽極、陰極、外殼(1)、頂蓋(10)、底蓋(7)、頂部開口(11)、底部開口(6)、氯氣檢測裝置(8)、氣體出口(9)、第一絕緣板(12)、第二絕緣板(13)和第三絕緣板(14)；所述陽極在垂直方向上由高到低依次設(shè)置為上陽極(3)、中陽極(4)和下陽極(5)；所述陰極在垂直方向上由高到低依次設(shè)置為上陰極(15)、中陰極(16)和下陰極(17)；所述第一絕緣板(12)設(shè)置在所述上陽極(3)和中陽極(4)之間，所述第二絕緣板(13)設(shè)置在所述中陽極(4)和下陽極(5)之間，所述第三絕緣板(14)設(shè)置在所述下陽極(5)的底部；所述陰極為空心圓柱形結(jié)構(gòu)，所述陽極在圓柱形結(jié)構(gòu)內(nèi)，且未占滿圓柱形結(jié)構(gòu)，所述陽極置于陰極中間，所述陰極環(huán)繞在陽極外側(cè)，所述陰極和陽極之間的空隙為腔體(2)；所述氯氣檢測裝置(8)和氣體出口(9)設(shè)置在所述頂蓋(10)上；所述頂部開口(11)和底部開口(6)設(shè)置在所述外殼的外側(cè)；所述的高鹽氨氮廢水處理方法包括以下步驟：所述高鹽氨氮廢水通過所述底部開口(6)進(jìn)入腔體(2)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)連續(xù)電解，得到出水和氮?dú)�，所述�?dòng)態(tài)連續(xù)電解時(shí)下陽極(5)的電流大于所述中陽極(4)的電流，所述中陽極(4)的電流大于所述上陽極(3)的電流，所述出水從頂部開口(11)排出，所述氮?dú)鈴臍怏w出口(9)排出；所述高鹽氨氮廢水的pH值為10.5-12.5；所述高鹽氨氮廢水中氨氮濃度為20-600mg/L，氯離子濃度為3-15g/L，COD濃度為150-300mg/L。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽氨氮廢水處理方法，其特征在于，所述陰極的材質(zhì)為鈦合金或哈氏合金。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽氨氮廢水處理方法，其特征在于，所述陽極的材質(zhì)為鈦合金復(fù)合材料，所述鈦合金復(fù)合材料以鈦合金為基材，表面有RuO2涂層和/或IrO2涂層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽氨氮廢水處理方法，其特征在于，所述第一絕緣板(12)、第二絕緣板(13)和第三絕緣板(14)的材質(zhì)獨(dú)立地為聚氯乙烯或聚丙烯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的高鹽氨氮廢水處理方法，其特征在于，所述第一絕緣板(12)、第二絕緣板(13)和第三絕緣板(14)的厚度獨(dú)立地為3-10mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽氨氮廢水處理方法，其特征在于，所述陽極與陰極的相對面之間的距離為10-25mm。
7.一種高鹽氨氮廢水處理方法，其特征在于，利用高鹽氨氮廢水處理裝置，所述高鹽氨氮廢水處理裝置包括陽極、陰極、外殼(1)、頂蓋(10)、底蓋(7)、頂部開口(11)、底部開口(6)、氯氣檢測裝置(8)、氣體出口(9)、第一絕緣板(12)、第二絕緣板(13)和第三絕緣板(14)；所述陽極在垂直方向上由高到低依次設(shè)置為上陽極(3)、中陽極(4)和下陽極(5)；所述陰極在垂直方向上由高到低依次設(shè)置為上陰極(15)、中陰極(16)和下陰極(17)；所述第一絕緣板(12)設(shè)置在所述上陽極(3)和中陽極(4)之間，所述第二絕緣板(13)設(shè)置在所述中陽極(4)和下陽極(5)之間，所述第三絕緣板(14)設(shè)置在所述下陽極(5)的底部；所述陰極為空心圓柱形結(jié)構(gòu)，所述陽極在圓柱形結(jié)構(gòu)內(nèi)，且未占滿圓柱形結(jié)構(gòu)，所述陽極置于陰極中間，所述陰極環(huán)繞在陽極外側(cè)，所述陰極和陽極之間的空隙為腔體(2)；所述氯氣檢測裝置(8)和氣體出口(9)設(shè)置在所述頂蓋(10)上；所述頂部開口(11)和底部開口(6)設(shè)置在所述外殼的外側(cè)；所述高鹽氨氮廢水處理裝置還包括氣液交換層(18)，所述氣液交換層(18)設(shè)置在所述頂部開口(11)與上陽極(3)之間；所述氣液交換層(18)內(nèi)填充球狀聚丙烯材料；所述的高鹽氨氮廢水處理方法包括以下步驟：所述高鹽氨氮廢水通過所述頂部開口(11)進(jìn)入腔體(2)，經(jīng)過所述氣液交換層(18)后進(jìn)行動(dòng)態(tài)連續(xù)電解，得到出水和氮?dú)猓鰟?dòng)態(tài)連續(xù)電解時(shí)下陽極(5)的電流大于所述中陽極(4)的電流，所述中陽極(4)的電流大于所述上陽極(3)的電流，所述出水從底部開口(6)排出，所述氮?dú)饨?jīng)過所述氣液交換層(18)后從氣體出口(9)排出；所述高鹽氨氮廢水的pH值為8-10；所述高鹽氨氮廢水中氨氮濃度為20-600mg/L，氯離子濃度為3-15g/L，COD濃度為150-300mg/L。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種高鹽氨氮廢水處理裝置及處理方法。本發(fā)明提供的高鹽氨氮廢水處理裝置設(shè)有上陽極、中陽極和下陽極，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)連續(xù)電解，降低氯氣尾氣的產(chǎn)生。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供了一種高鹽氨氮廢水處理裝置，包括陽極、陰極、外殼1、頂蓋10、底蓋7、頂部開口11、底部開口6、氯氣檢測裝置8、氣體出口9、第一絕緣板12、第二絕緣板13和第三絕緣板14，
所述陽極在垂直方向上由高到低依次設(shè)置為上陽極3、中陽極4和下陽極5；所述陰極在垂直方向上由高到低依次設(shè)置為上陰極15、中陰極16和下陰極17；所述第一絕緣板12設(shè)置在所述上陽極3和中陽極4之間，所述第二絕緣板13設(shè)置在所述中陽極4和下陽極5之間，所述第三絕緣板14設(shè)置在所述下陽極5的底部；
所述陰極為空心圓柱形結(jié)構(gòu)，所述陽極在圓柱形結(jié)構(gòu)內(nèi)，且未占滿圓柱形結(jié)構(gòu)，所述陽極置于陰極中間，所述陰極環(huán)繞在陽極外側(cè)，所述陰極和陽極之間的空隙為腔體2；
所述氯氣檢測裝置8和氣體出口9設(shè)置在所述頂蓋10上；
所述頂部開口11和底部開口6設(shè)置在所述外殼的外側(cè)。
優(yōu)選地，所述陰極的材質(zhì)為鈦合金或哈氏合金。
優(yōu)選地，所述陽極的材質(zhì)為鈦合金復(fù)合材料，所述鈦合金復(fù)合材料以鈦合金為基材，表面有RuO2涂層和/或IrO2涂層。
優(yōu)選地，所述第一絕緣板12、第二絕緣板13和第三絕緣板14的材質(zhì)獨(dú)立地為聚氯乙烯或聚丙烯。
優(yōu)選地，所述第一絕緣板12、第二絕緣板13和第三絕緣板14的厚度獨(dú)立地為3-10mm。
優(yōu)選地，所述陽極與陰極的相對面之間的距離為10-25mm。
優(yōu)選地，所述的高鹽氨氮廢水處理裝置還包括氣液交換層18，所述氣液交換層18設(shè)置在所述頂部開口11與上陽極3之間。
優(yōu)選地，所述氣液交換層18內(nèi)填充球狀聚丙烯材料。
本發(fā)明提供了一種高鹽氨氮廢水處理方法，利用上述技術(shù)方案所述的高鹽氨氮廢水處理裝置，包括以下步驟：
所述高鹽氨氮廢水通過所述底部開口6進(jìn)入腔體2，進(jìn)行動(dòng)態(tài)連續(xù)電解，得到出水和氮?dú)�，所述�?dòng)態(tài)連續(xù)電解時(shí)下陽極5的電流大于所述中陽極4的電流，所述中陽極4的電流大于所述上陽極3的電流，所述出水從頂部開口11排出，所述氮?dú)鈴臍怏w出口9排出；所述高鹽氨氮廢水的pH值為10.5-12.5。
本發(fā)明還提供了另一種高鹽氨氮廢水處理方法，利用上述技術(shù)方案所述的高鹽氨氮廢水處理裝置，包括以下步驟：
所述高鹽氨氮廢水通過所述頂部開口11進(jìn)入腔體2，經(jīng)過所述氣液交換層15后進(jìn)行動(dòng)態(tài)連續(xù)電解，得到出水和氮?dú)�，所述�?dòng)態(tài)連續(xù)電解時(shí)下陽極5的電流大于所述中陽極4的電流，所述中陽極4的電流大于所述上陽極(3)的電流，所述出水從底部開口6排出，所述氮?dú)饨?jīng)過所述氣液交換層18后從氣體出口9排出；所述高鹽氨氮廢水的pH值為8-10。
本發(fā)明提供了一種高鹽氨氮廢水處理裝置，包括陽極、陰極、外殼1、頂蓋10、底蓋7、頂部開口11、底部開口6、氯氣檢測裝置8、氣體出口9、第一絕緣板12、第二絕緣板13和第三絕緣板14，所述陽極在垂直方向上由高到低依次設(shè)置為上陽極3、中陽極4和下陽極5；所述陰極在垂直方向上由高到低依次設(shè)置為上陰極15、中陰極16和下陰極17；所述第一絕緣板12設(shè)置在所述上陽極3和中陽極4之間，所述第二絕緣板13設(shè)置在所述中陽極4和下陽極5之間，所述第三絕緣板14設(shè)置在所述下陽極5的底部；所述陰極為空心圓柱形結(jié)構(gòu)，所述陽極在圓柱形結(jié)構(gòu)內(nèi)，且未占滿圓柱形結(jié)構(gòu)，所述陽極置于陰極中間，所述陰極環(huán)繞在陽極外側(cè)，所述陰極和陽極之間的空隙為腔體2；所述氯氣檢測裝置8和氣體出口9設(shè)置在所述頂蓋10上；所述頂部開口11和底部開口6設(shè)置在所述外殼的外側(cè)。
本發(fā)明中所述陽極包括上陽極3、中陽極4和下陽極5，在動(dòng)態(tài)連續(xù)電解的過程中，通過控制下陽極5、中陽極4、上陽極3的電流密度逐漸降低，實(shí)現(xiàn)電解產(chǎn)生的氯氣量在下陽極5、中陽極4、上陽極3由下至上逐漸減少，產(chǎn)生的氯氣使廢水中氨氮在底部大量去除，隨著電流密度降低達(dá)到梯度去除，避免中陽極、上陽極產(chǎn)生過多的氯氣，實(shí)現(xiàn)了氯氣的充分利用，降低氯氣尾氣的產(chǎn)生，同時(shí)使氨氮廢水中的COD濃度達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。
進(jìn)一步地，針對pH值為8-10的高鹽氨氮廢水，本發(fā)明的高鹽氨氮廢水處理裝置還包括氣液交換層18，所述氣液交換層18設(shè)置在所述頂部開口11與上陽極3之間，pH值為8-10的高鹽氨氮廢水堿性弱，電解產(chǎn)生的氯氣不易反應(yīng)生成次氯酸根，易從廢水中溢出，利用氣液交換層能夠使氯氣與廢水充分接觸，將廢水中的氨氮氧化為氮?dú)�，進(jìn)一步減少氯氣尾氣的產(chǎn)生。
同時(shí)，本發(fā)明的高鹽氨氮廢水處理裝置結(jié)構(gòu)簡單，工藝流程短，不需要添加藥劑；陰極環(huán)繞在陽極外側(cè)，極大地減少占地面積。
本發(fā)明針對pH值為10.5-12.5的高鹽氨氮廢水，還提供了高鹽氨氮廢水處理方法，包括以下步驟：所述高鹽氨氮廢水通過所述底部開口6進(jìn)入腔體2，進(jìn)行動(dòng)態(tài)連續(xù)電解，得到出水和氮?dú)�，所述�?dòng)態(tài)連續(xù)電解時(shí)下陽極5的電流大于所述中陽極4的電流，所述中陽極4的電流大于所述上陽極3的電流，所述出水從頂部出口11排出，所述氮?dú)鈴臍怏w出口9排出。本發(fā)明中，pH值為10.5-12.5的高鹽氨氮廢水堿性強(qiáng)，氯氣易發(fā)生反應(yīng)生成次氯酸根，不易從廢水從溢出，在動(dòng)態(tài)連續(xù)電解的過程中，控制下陽極5、中陽極4、上陽極3的電流密度逐漸降低，實(shí)現(xiàn)電解產(chǎn)生的氯氣量在下陽極5、中陽極4、上陽極3由下至上逐漸減少，達(dá)到廢水中氨氮在電解裝置底部大量去除，隨著電流密度降低達(dá)到梯度去除，避免中陽極4、上陽極3產(chǎn)生過多的氯氣。
（發(fā)明人：洪侃;徐建兵;李忠岐;梁鑫;曾鵬;汪光鑫;劉新敏）
