公布日：2022.06.28
申請(qǐng)日：2020.12.24
分類號(hào)：C02F1/46(2006.01)I;C02F1/72(2006.01)I;C02F9/14(2006.01)I;B01J23/889(2006.01)I;B01J35/00(2006.01)I;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，公開了一種用于處理廢水的電化學(xué)催化氧化裝置，其包括殼體。殼體兩側(cè)設(shè)置有兩電極。殼體底部設(shè)置有布水區(qū)、曝氣區(qū)和反洗區(qū)，殼體上方設(shè)置有出水區(qū)；在出水區(qū)和布水區(qū)之間的殼體內(nèi)部填充有催化劑。氣洗區(qū)的氣洗法蘭和儲(chǔ)氣罐連接。通過配水管將用于容納預(yù)處理后廢水的配水槽連接與布水區(qū)的進(jìn)水法蘭連接。本發(fā)明還公開了一種包含上述電化學(xué)催化氧化裝置的系統(tǒng)以及該系統(tǒng)的使用方法。本發(fā)明通過三維電極催化池提料技術(shù)、洗料技術(shù)、均勻布水布?xì)饧夹g(shù)、實(shí)現(xiàn)催化氧化法連續(xù)處理廢水，運(yùn)行過程中無需外加化學(xué)試劑，不產(chǎn)生二次污染，運(yùn)行中僅僅消耗電能，運(yùn)行成本低，同時(shí)也克服現(xiàn)有技術(shù)中催化劑由于被污物附著容易失效的缺陷。
權(quán)利要求書
1.一種用于處理廢水的電化學(xué)催化氧化裝置，其特征在于：包括殼體、配水槽、配水管、儲(chǔ)氣罐、電極陽極和電極陰極；所述配水槽位于殼體頂部；所述電極陽極和電極陰極設(shè)置于殼體兩側(cè)，并分別與電源連接；所述殼體底部設(shè)置有布水區(qū)、曝氣區(qū)和反洗區(qū)，殼體上方設(shè)置有出水區(qū)；在出水區(qū)和布水區(qū)之間的殼體內(nèi)部填充有催化劑；所述反洗區(qū)包括氣洗法蘭、氣洗管組和排空法蘭，布水區(qū)包括進(jìn)水法蘭和布水管組；所述氣洗法蘭、排空法蘭和進(jìn)水法蘭設(shè)置于殼體上，所述氣洗管組和布水管組上分別設(shè)有若干出氣孔和出水孔；所述氣洗法蘭出氣端和進(jìn)水法蘭的出水端分別與氣洗管組和布水管組連接，氣洗法蘭進(jìn)氣端和進(jìn)水法蘭的進(jìn)水端分別與三通閥和儲(chǔ)氣罐連接；所述三通閥分別與配水管和自來水管連接；所述配水管與用于容納預(yù)處理后廢水的配水槽連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理廢水的電化學(xué)催化氧化裝置，其特征在于：所述電極陽極采用石墨碳板，電極陰極采用不銹鋼板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理廢水的電化學(xué)催化氧化裝置，其特征在于：所述催化劑包括如下重量分?jǐn)?shù)的組分：30-35份的活性炭，8-15份的粘接劑，12-18份鐵的氧化物，18-22份銅的氧化物，4-7份錳的氧化物，2-4份鋅的氧化物，3-5份鋯的氧化物，4-5份鈰的氧化物，4-7份鈦的氧化物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理廢水的電化學(xué)催化氧化裝置，其特征在于：還包括鼓風(fēng)機(jī)，所述曝氣區(qū)包括若干曝氣組件，所述曝氣組件包括設(shè)置于殼體上的曝氣法蘭、豎向設(shè)置的曝氣連接管和由若干根設(shè)有若干出氣孔的水平管道組成的曝氣管網(wǎng)；所述曝氣法蘭設(shè)置于殼體上端，曝氣管網(wǎng)設(shè)置于殼體底部，所述曝氣連接管的一端與曝氣法蘭的出氣端連接，另一端與曝氣管網(wǎng)的進(jìn)氣口連接；所述曝氣法蘭的進(jìn)氣端與鼓風(fēng)機(jī)連接；所述出水區(qū)包括用于收集催化氧化后廢水的集水管和與集水管連接并設(shè)置于殼體上的出水法蘭；所述集水管上設(shè)置有若干進(jìn)水孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理廢水的電化學(xué)催化氧化裝置，其特征在于：所述氣洗管組包括一根豎向設(shè)置的氣洗連接管和由若干根水平管道組成的氣洗管網(wǎng)；所述排空閥設(shè)置于殼體下端，所述氣洗法蘭設(shè)置于殼體上端，氣洗管網(wǎng)設(shè)置于殼體底部；氣洗連接管一端與氣洗法蘭的出氣端連接，另一端與氣洗管網(wǎng)的進(jìn)氣口連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理廢水的電化學(xué)催化氧化裝置，其特征在于：所述進(jìn)水法蘭設(shè)置于殼體的下端；殼體上端還設(shè)置有用于排出活性劑泡沫或者用于溢流的泡沫法蘭。
7.一種用于處理廢水的電化學(xué)催化氧化系統(tǒng)，其特征在于：包括通過管道依次連接的中和池、混凝反應(yīng)池、第一沉淀池、電化學(xué)催化氧化裝置、厭氧好氧組合裝置和第二沉淀池；所述電化學(xué)催化氧化裝置為權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的用于處理廢水的電化學(xué)催化氧化裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于處理廢水的電化學(xué)催化氧化系統(tǒng)，其特征在于：所述中和池上設(shè)置有與廢水管連接進(jìn)入的進(jìn)水口和用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水中PH值的PH探頭；所述第一沉淀池的上端與電化學(xué)催化氧化裝置的配水槽連接。
9.一種用于處理廢水的電化學(xué)催化氧化方法，其特征在于：采用權(quán)利要求7或8所述的用于處理廢水的電化學(xué)催化氧化系統(tǒng)，其步驟如下：S1、將高濃度制藥廢水通過提升泵定量提升進(jìn)入中和池中，通過PH探頭實(shí)時(shí)監(jiān)控廢水PH值并通過信息反饋控制加藥泵調(diào)節(jié)廢水PH為中性；S2、將經(jīng)過PH調(diào)整后的廢水自流進(jìn)入混凝反應(yīng)池，通過投加PAC、PAM混凝劑去除廢水中的SS，廢水進(jìn)入第一沉淀池，進(jìn)行泥水分離；S3、經(jīng)過預(yù)處理后的廢水送入電化學(xué)催化氧化裝置的配水槽中進(jìn)行催化氧化；S4、經(jīng)過電化學(xué)催化氧化裝置處理后的高濃度制藥廢水進(jìn)入后續(xù)的厭氧好氧組合裝置，經(jīng)過綜合處理后廢水進(jìn)入第二沉淀池中沉淀，上清液達(dá)標(biāo)排放。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于處理廢水的電化學(xué)催化氧化方法，其特征在于：所述步驟S3催化氧化中，催化劑填充量為電化學(xué)催化氧化裝置總?cè)莘e的60％-70％，電極所施加的脈沖直流電壓為50-80V，曝氣量為0.1-0.3m3/min；廢水在電化學(xué)催化氧化裝置內(nèi)停留時(shí)間25-35min，廢水從電化學(xué)催化氧化裝置殼體底部進(jìn)入，均勻布水緩慢上升與催化劑接觸，并利用曝氣在通電的情況下產(chǎn)生羥基自由基將廢水中的有機(jī)物進(jìn)行氧化，廢水流經(jīng)催化劑反應(yīng)后從頂部收水。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于處理廢水的電化學(xué)催化氧化裝置、系統(tǒng)及方法，本發(fā)明通過三維電極催化池提料技術(shù)、洗料技術(shù)、均勻布水布?xì)饧夹g(shù)、實(shí)現(xiàn)催化氧化法連續(xù)處理高濃度制藥廢水，運(yùn)行過程中無需外加化學(xué)試劑，不產(chǎn)生二次污染，運(yùn)行中僅僅消耗電能，運(yùn)行成本低，同時(shí)也克服現(xiàn)有技術(shù)中催化劑由于被污物附著容易失效的缺陷。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
本發(fā)明公開了一種用于處理廢水的電化學(xué)催化氧化裝置，其包括殼體、配水槽、配水管、儲(chǔ)氣罐、電極陽極和電極陰極。所述配水槽位于殼體頂部。所述電極陽極和電極陰極設(shè)置于殼體兩側(cè)，并分別與電源連接。所述殼體底部設(shè)置有布水區(qū)、曝氣區(qū)和反洗區(qū)，殼體上方設(shè)置有出水區(qū)；在出水區(qū)和布水區(qū)之間的殼體內(nèi)部填充有催化劑。所述反洗區(qū)包括氣洗法蘭、氣洗管組和排空法蘭，布水區(qū)包括進(jìn)水法蘭和布水管組。所述氣洗法蘭、排空法蘭和進(jìn)水法蘭設(shè)置于殼體上，所述氣洗管組和布水管組上分別設(shè)有若干出氣孔和出水孔。所述氣洗法蘭出氣端和進(jìn)水法蘭的出水端分別與氣洗管組和布水管組連接，氣洗法蘭進(jìn)氣端和進(jìn)水法蘭的進(jìn)水端分別與三通閥和儲(chǔ)氣罐連接；所述三通閥分別與配水管和自來水管連接；所述配水管與用于容納預(yù)處理后廢水的配水槽連接。
進(jìn)一步地，所述電極陽極采用石墨碳板，電極陰極采用不銹鋼板。
進(jìn)一步地，所述催化劑包括如下重量分?jǐn)?shù)的組分：30-35份的活性炭，8-15份的粘接劑，12-18份鐵的氧化物，18-22份銅的氧化物，4-7份錳的氧化物，2-4份鋅的氧化物，3-5份鋯的氧化物，4-5份鈰的氧化物，4-7份鈦的氧化物。
進(jìn)一步地，還包括鼓風(fēng)機(jī)，所述曝氣區(qū)包括若干曝氣組件，所述曝氣組件包括設(shè)置于殼體上的曝氣法蘭、豎向設(shè)置的曝氣連接管和由若干根設(shè)有若干出氣孔的水平管道組成的曝氣管網(wǎng)；所述曝氣法蘭設(shè)置于殼體上端，曝氣管網(wǎng)設(shè)置于殼體底部，所述曝氣連接管的一端與曝氣法蘭的出氣端連接，另一端與曝氣管網(wǎng)的進(jìn)氣口連接；所述曝氣法蘭的進(jìn)氣端與鼓風(fēng)機(jī)連接；所述出水區(qū)包括用于收集催化氧化后廢水的集水管和與集水管連接并設(shè)置于殼體上的出水法蘭；所述集水管上設(shè)置有若干進(jìn)水孔。
進(jìn)一步地，所述氣洗管組包括一根豎向設(shè)置的氣洗連接管和由若干根水平管道組成的氣洗管網(wǎng)；所述排空閥設(shè)置于殼體下端，所述氣洗法蘭設(shè)置于殼體上端，氣洗管網(wǎng)設(shè)置于殼體底部，氣洗連接管一端與氣洗法蘭的出氣端連接，另一端與氣洗管網(wǎng)的進(jìn)氣口連接。
進(jìn)一步地，所述進(jìn)水法蘭設(shè)置于殼體的下端；殼體上端還設(shè)置有用于排出活性劑泡沫或者用于溢流的泡沫法蘭。
本發(fā)明還公開了一種用于處理廢水的電化學(xué)催化氧化系統(tǒng)，其包括通過管道依次連接的中和池、混凝反應(yīng)池、第一沉淀池、電化學(xué)催化氧化裝置、厭氧好氧組合裝置和第二沉淀池；所述電化學(xué)催化氧化裝置為上述用于處理廢水的電化學(xué)催化氧化裝置。
進(jìn)一步地，所述中和池上設(shè)置有與廢水管連接進(jìn)入的進(jìn)水口和用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水中PH值的PH探頭；所述第一沉淀池的上端與電化學(xué)催化氧化裝置的配水槽連接。
本發(fā)明還公開了一種用于處理廢水的電化學(xué)催化氧化方法，其采用上述用于處理廢水的電化學(xué)催化氧化系統(tǒng)，其步驟如下：
S1、將高濃度制藥廢水通過提升泵定量提升進(jìn)入中和池中，通過PH探頭實(shí)時(shí)監(jiān)控廢水PH值并通過信息反饋控制加藥泵調(diào)節(jié)廢水PH為中性。
S2、將經(jīng)過PH調(diào)整后的廢水自流進(jìn)入混凝反應(yīng)池，通過投加PAC、PAM混凝劑去除廢水中的SS，廢水進(jìn)入第一沉淀池，進(jìn)行泥水分離。
S3、經(jīng)過預(yù)處理后的廢水送入電化學(xué)催化氧化裝置的配水槽中進(jìn)行催化氧化。
S4、經(jīng)過電化學(xué)催化氧化裝置處理后的高濃度制藥廢水進(jìn)入后續(xù)的厭氧好氧組合裝置，經(jīng)過綜合處理后廢水進(jìn)入第二沉淀池中沉淀，上清液達(dá)標(biāo)排放。
進(jìn)一步地，所述步驟S3催化氧化中，催化劑填充量為電化學(xué)催化氧化裝置總?cè)莘e的60％-70％，電極所施加的脈沖直流電壓為50-80V，曝氣量為0.1-0.3m3/min；廢水在電化學(xué)催化氧化裝置內(nèi)停留時(shí)間25-35min，廢水從電化學(xué)催化氧化裝置殼體底部進(jìn)入，均勻布水緩慢上升與催化劑接觸，并利用曝氣在通電的情況下產(chǎn)生羥基自由基將廢水中的有機(jī)物進(jìn)行氧化，廢水流經(jīng)催化劑反應(yīng)后從頂部收水。
本發(fā)明的有益之處為：
1、本發(fā)明的電化學(xué)催化氧化裝置配套儲(chǔ)氣罐，用于儲(chǔ)存壓縮空氣進(jìn)行反洗，反洗時(shí)利用儲(chǔ)氣罐內(nèi)壓縮空氣瞬間釋放，利用壓縮較大的氣壓及瞬時(shí)釋放的大量空氣使催化劑膨脹流化，再輔助自來水沖洗，可將運(yùn)行過程中產(chǎn)生的污染物洗凈。傳統(tǒng)催化氧化裝置反洗系統(tǒng)采用普通鼓風(fēng)機(jī)及反洗水泵進(jìn)行汽水聯(lián)合反洗，但因普通鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的空氣壓力較小，反洗氣量不足，往往造成反洗不徹底。
2、本發(fā)明的電化學(xué)催化氧化裝置配套配水槽，配水槽位于電化學(xué)催化氧化裝置頂部，配水槽與布水管組連接，通過配水槽及布水管實(shí)現(xiàn)均勻布水。同時(shí)增設(shè)配水槽后可以解決因止回閥等故障造成電化學(xué)高級(jí)氧化通電運(yùn)行過程中廢水通過進(jìn)水管道回流至調(diào)節(jié)池，造成設(shè)備損壞。
3、本發(fā)明提供的催化劑，制備成本低廉，機(jī)械強(qiáng)度較高，對(duì)比傳統(tǒng)催化劑，其對(duì)高濃度制藥廢水的處理效率得到大幅度的提升。
4、本發(fā)明在處理廢水的電化學(xué)催化氧化方法中，廢水首先經(jīng)過PH調(diào)整，混凝沉淀后進(jìn)入電化學(xué)催化氧化裝置，更能發(fā)揮電化學(xué)催化氧化裝置對(duì)高濃度制藥廢水的處理效果，電化學(xué)催化氧化裝置運(yùn)行過程中無需外加化學(xué)試劑，不產(chǎn)生二次污染，運(yùn)行中僅僅消耗電能，運(yùn)行成本低。
（發(fā)明人：陳燕貴）
