公布日：2023.05.12

申請(qǐng)日：2023.04.04

分類(lèi)號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/461(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F1/66(2023.01)I;C02F1/32(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N

摘要

本發(fā)明創(chuàng)造提供了一種耦合式電化學(xué)有機(jī)污水處理裝置，包括：pH調(diào)節(jié)單元、電催化氧化單元和光電芬頓氧化單元。pH調(diào)節(jié)單元內(nèi)部設(shè)有陰極室和陽(yáng)極室，且在陰極室和陽(yáng)極室之間設(shè)有離子膜。電催化氧化單元包括陰極套筒和陽(yáng)極組件，陽(yáng)極組件可拆卸的設(shè)置在陰極套筒內(nèi)部，陽(yáng)極組件包括陽(yáng)極管和陽(yáng)極柱，陽(yáng)極管可拆卸的套設(shè)在陽(yáng)極柱外部，且陽(yáng)極柱和陽(yáng)極管均采用不銹鋼材料制成。光電芬頓氧化單元包括：陽(yáng)極套筒、陰極網(wǎng)筒和紫外線(xiàn)燈，陰極網(wǎng)筒設(shè)置在陽(yáng)極套筒內(nèi)部，紫外線(xiàn)燈設(shè)置在陰極網(wǎng)筒內(nèi)部，且在陰極網(wǎng)筒的底部設(shè)有用于承載紫外線(xiàn)燈的支撐架。本發(fā)明創(chuàng)造所述的一種耦合式電化學(xué)有機(jī)污水處理裝置，能節(jié)約藥劑投加成本，同時(shí)提高污水處理便利性。

權(quán)利要求書(shū)

1.一種耦合式電化學(xué)有機(jī)污水處理裝置，其特征在于，包括：pH調(diào)節(jié)單元、電催化氧化單元和光電芬頓氧化單元；所述pH調(diào)節(jié)單元內(nèi)部設(shè)有陰極室（12）和陽(yáng)極室（11），在陰極室（12）內(nèi)部設(shè)有陰極板，在陽(yáng)極室（11）內(nèi)部設(shè)有陽(yáng)極板，且在陰極室（12）和陽(yáng)極室（11）之間設(shè)有離子膜（13）；所述陽(yáng)極室（11）上設(shè)有第一進(jìn)液管（51）和第一出液管（52），陰極室（12）上設(shè)有第二進(jìn)液管（53）和第二出液管（54），所述電催化氧化單元通過(guò)第一出液管（52）與陽(yáng)極室（11）相連通，光電芬頓氧化單元通過(guò)第二進(jìn)液管（53）與陰極室（12）相連通，且電催化氧化單元通過(guò)連接管（55）與光電芬頓氧化單元相連通；所述電催化氧化單元包括陰極套筒（2）和陽(yáng)極組件，所述陰極套筒（2）采用金屬鈦材料制成，所述陽(yáng)極組件可拆卸的設(shè)置在陰極套筒（2）內(nèi)部，陽(yáng)極組件包括陽(yáng)極管（32）和陽(yáng)極柱（31），所述陽(yáng)極管（32）可拆卸的套設(shè)在陽(yáng)極柱（31）外部，且陽(yáng)極柱（31）和陽(yáng)極管（32）均采用不銹鋼材料制成；所述陽(yáng)極管（32）為多個(gè)，多個(gè)陽(yáng)極管（32）同心套設(shè)在陽(yáng)極柱（31）外部，在相鄰兩陽(yáng)極管（32）的側(cè)壁之間形成極管間隙，陽(yáng)極管（32）的長(zhǎng)度隨直徑的增大而逐漸變小，以使得多個(gè)陽(yáng)極管（32）的底部端面在完成與陽(yáng)極柱（31）的裝配后保持平齊；當(dāng)陽(yáng)極組件在外加電場(chǎng)的作用下發(fā)生溶蝕時(shí)，多個(gè)陽(yáng)極管（32）沿由外向內(nèi)的順序被逐個(gè)消耗，且通過(guò)調(diào)整電流大小和電解時(shí)間的方式能控制陽(yáng)極組件的溶蝕進(jìn)度，通過(guò)電催化氧化單元的電壓變化能判斷陽(yáng)極管（32）的消耗情況；所述光電芬頓氧化單元包括：陽(yáng)極套筒（41）、陰極網(wǎng)筒（42）和紫外線(xiàn)燈（44），所述陽(yáng)極套筒（41）和陰極網(wǎng)筒（42）均為DSA涂層電極，所述陰極網(wǎng)筒（42）設(shè)置在陽(yáng)極套筒（41）內(nèi)部，紫外線(xiàn)燈（44）設(shè)置在陰極網(wǎng)筒（42）內(nèi)部，且在陰極網(wǎng)筒（42）的底部設(shè)有用于承載紫外線(xiàn)燈（44）的支撐架（43）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耦合式電化學(xué)有機(jī)污水處理裝置，其特征在于：所述陰極套筒（2）的頂端設(shè)有第一連接法蘭（21），在陽(yáng)極柱（31）的頂端設(shè)有第二連接法蘭（311），在陽(yáng)極管（32）的頂端設(shè)有第三連接法蘭（321），且第一連接法蘭（21）、第二連接法蘭（311）和第三連接法蘭（321）通過(guò)法蘭螺栓相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耦合式電化學(xué)有機(jī)污水處理裝置，其特征在于：所述光電芬頓氧化單元還包括曝氣組件，曝氣組件包括曝氣頭（45）和氣泵，所述曝氣頭（45）置于陽(yáng)極套筒（41）內(nèi)部，且位于支撐架（43）下方，所述氣泵置于陽(yáng)極套筒（41）外部，且氣泵的出氣口通過(guò)導(dǎo)管與曝氣頭（45）相連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耦合式電化學(xué)有機(jī)污水處理裝置，其特征在于：所述pH調(diào)節(jié)單元還包括回流管（56），所述回流管（56）的一端與第二出液管（54）相連通，另一端與連接管（55）相連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耦合式電化學(xué)有機(jī)污水處理裝置，其特征在于：所述耦合式電化學(xué)有機(jī)污水處理裝置包括原水罐（6），所述原水罐（6）通過(guò)第一進(jìn)液管（51）與陽(yáng)極室（11）相連通，在原水罐（6）上設(shè)有原水進(jìn)液管（61），且在原水罐（6）內(nèi)部設(shè)有攪拌器（62）。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耦合式電化學(xué)有機(jī)污水處理裝置，其特征在于：所述耦合式電化學(xué)有機(jī)污水處理裝置還包括沉淀罐（7），所述沉淀罐（7）通過(guò)第二出液管（54）與陰極室（12）相連通，在沉淀罐（7）上設(shè)有沉淀出液管（71），在沉淀罐（7）內(nèi)部設(shè)有沉降斜板（72），所述沉淀出液管（71）的管口位于沉降斜板（72）上方，第二出液管（54）的管口位于沉降斜板（72）的下方，且在沉降罐的底部設(shè)有污泥斗（73）。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耦合式電化學(xué)有機(jī)污水處理裝置，其特征在于：在陰極套筒（2）的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有防腐涂層。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明創(chuàng)造旨在提出一種耦合式電化學(xué)有機(jī)污水處理裝置，以實(shí)現(xiàn)降低有機(jī)污水處理的藥劑投加成本并提升有機(jī)污水處理便利性的目的。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種耦合式電化學(xué)有機(jī)污水處理裝置，包括：pH調(diào)節(jié)單元、電催化氧化單元和光電芬頓氧化單元；所述pH調(diào)節(jié)單元內(nèi)部設(shè)有陰極室和陽(yáng)極室，在陰極室內(nèi)部設(shè)有陰極板，在陽(yáng)極室內(nèi)部設(shè)有陽(yáng)極板，且在陰極室和陽(yáng)極室之間設(shè)有離子膜；所述陽(yáng)極室上設(shè)有第一進(jìn)液管和第一出液管，陰極室上設(shè)有第二進(jìn)液管和第二出液管，所述電催化氧化單元通過(guò)第一出液管與陽(yáng)極室相連通，光電芬頓氧化單元通過(guò)第二進(jìn)液管與陰極室相連通，且電催化氧化單元通過(guò)連接管與光電芬頓氧化單元相連通；所述電催化氧化單元包括陰極套筒和陽(yáng)極組件，所述陽(yáng)極組件可拆卸的設(shè)置在陰極套筒內(nèi)部，陽(yáng)極組件包括陽(yáng)極管和陽(yáng)極柱，所述陽(yáng)極管可拆卸的套設(shè)在陽(yáng)極柱外部，且陽(yáng)極柱和陽(yáng)極管均采用不銹鋼材料制成；所述光電芬頓氧化單元包括：陽(yáng)極套筒、陰極網(wǎng)筒和紫外線(xiàn)燈，所述陰極網(wǎng)筒設(shè)置在陽(yáng)極套筒內(nèi)部，紫外線(xiàn)燈設(shè)置在陰極網(wǎng)筒內(nèi)部，且在陰極網(wǎng)筒的底部設(shè)有用于承載紫外線(xiàn)燈的支撐架；在進(jìn)行有機(jī)污水處理時(shí)，陽(yáng)極室能對(duì)待處理污水進(jìn)行酸化處理，以使得待處理污水變?yōu)樗嵝�，電催化氧化單元中的�?yáng)極組件能在酸性污水中發(fā)生溶蝕，以使得酸性污水中出現(xiàn)二價(jià)鐵離子，光電芬頓氧化單元將對(duì)含有二價(jià)鐵離子的酸性污水進(jìn)行氧化處理，以使得污水中的有機(jī)污染物發(fā)生氧化，陰極室對(duì)氧化處理后的酸性污水進(jìn)行堿化處理，以使得本裝置的出水變?yōu)橹行浴?/span>

進(jìn)一步的，所述陽(yáng)極管為多個(gè)，多個(gè)陽(yáng)極管同心套設(shè)在陽(yáng)極柱外部，且在相鄰兩陽(yáng)極管的側(cè)壁之間形成極管間隙。

進(jìn)一步的，所述陰極套筒的頂端設(shè)有第一連接法蘭，在陽(yáng)極柱的頂端設(shè)有第二連接法蘭，在陽(yáng)極管的頂端設(shè)有第三連接法蘭，且第一連接法蘭、第二連接法蘭和第三連接法蘭通過(guò)法蘭螺栓相連。

進(jìn)一步的，所述光電芬頓氧化單元還包括曝氣組件，曝氣組件包括曝氣頭和氣泵，所述曝氣頭置于陽(yáng)極套筒內(nèi)部，且位于支撐架下方，所述氣泵置于陽(yáng)極套筒外部，且氣泵的出氣口通過(guò)導(dǎo)管與曝氣頭相連通。

進(jìn)一步的，所述pH調(diào)節(jié)單元還包括回流管，所述回流管的一端與第二出液管相連通，另一端與連接管相連通。

進(jìn)一步的，所述耦合式電化學(xué)有機(jī)污水處理裝置包括原水罐，所述原水罐通過(guò)第一進(jìn)液管與陽(yáng)極室相連通，在原水罐上設(shè)有原水進(jìn)液管，且在原水罐內(nèi)部設(shè)有攪拌器。

進(jìn)一步的，所述耦合式電化學(xué)有機(jī)污水處理裝置還包括沉淀罐，所述沉淀罐通過(guò)第二出液管與陰極室相連通，在沉淀罐上設(shè)有沉淀出液管，在沉淀罐內(nèi)部設(shè)有沉降斜板，所述沉淀出液管的管口位于沉降斜板上方，第二出液管的管口位于沉降斜板的下方，且在沉降罐的底部設(shè)有污泥斗。

進(jìn)一步的，所述陽(yáng)極套筒和陰極網(wǎng)筒均為DSA涂層電極，在所述陰極套筒采用金屬鈦材料制成，且在陰極套筒的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有防腐涂層。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明創(chuàng)造所述的一種耦合式電化學(xué)有機(jī)污水處理裝置具有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）本發(fā)明創(chuàng)造所述的一種耦合式電化學(xué)有機(jī)污水處理裝置，能通過(guò)pH調(diào)節(jié)單元的陽(yáng)極室將待處理污水調(diào)整為酸性，并能通過(guò)電催化氧化單元的陽(yáng)極組件使待處理污水中出現(xiàn)二價(jià)鐵離子，從而在不投加藥物的情況下方便光電芬頓氧化單元對(duì)有機(jī)污水進(jìn)行氧化處理。其次，本裝置中pH調(diào)節(jié)單元的陰極室還能對(duì)光電芬頓氧化單元的出水進(jìn)行堿化處理，堿化處理的過(guò)程不僅能在不投加藥物的情況下使本裝置的出水酸堿度變?yōu)橹行�，還能對(duì)出水中的三價(jià)鐵離子進(jìn)行還原，從而降低光電芬頓氧化單元的含鐵污泥產(chǎn)量，進(jìn)而降低后續(xù)處理成本。此外，本裝置還能通過(guò)調(diào)整工作電流等方式準(zhǔn)確調(diào)節(jié)水體的pH值和鐵離子濃度，從而提高有機(jī)污水處理的便利性。

（2）本發(fā)明創(chuàng)造所述的一種耦合式電化學(xué)有機(jī)污水處理裝置，其陽(yáng)極組件包括多個(gè)同心套設(shè)在陽(yáng)極柱外部的陽(yáng)極管，在進(jìn)行使用時(shí)，工作人員可通過(guò)調(diào)整直流電大小和電解時(shí)間的方式控制陽(yáng)極管的溶蝕進(jìn)度，從而使污水中的二價(jià)鐵離子含量滿(mǎn)足光電芬頓氧化單元的使用消耗。同時(shí)還可通過(guò)電壓的變化量判斷陽(yáng)極管的消耗情況，以便及時(shí)對(duì)陽(yáng)極管進(jìn)行更換。

（3）本發(fā)明創(chuàng)造所述的一種耦合式電化學(xué)有機(jī)污水處理裝置，在光電芬頓氧化單元內(nèi)部設(shè)有曝氣組件和紫外線(xiàn)燈。在進(jìn)行污水處理時(shí)，曝氣組件能向光電芬頓氧化單元內(nèi)部輸送氧氣，在紫外線(xiàn)和陰極套筒的配合下能使光電芬頓氧化單元內(nèi)部生成大量雙氧水，從而提高污水的處理能力。

（發(fā)明人：丁曄;秦微;馮輝;張東國(guó);李曉鵬;趙明新;崔雪亮）