专利名称：一种电化学处理污水的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种处理污水的方法及装置。
背景技术：
工业的快速发展使得污水日趋呈现多组分、高化学需氧量、高色度、难生物降解等特点，使得传统的物理、化学、生物法较难满足处理要求。近年来，环保工作者针对一些处理难度较高的印染废水、化工废水、高含盐废水等废水治理的方法展开了广泛研究。其中电化学方法因为实用性广，自控简便，效果好等原因得到了广泛的重视电化学方法可以处理多种污染物质，能够应付复杂的处理要求，对生物法难以奏效的有机氯、磷、硫等合成药物废水，造纸、印染废水，化工废水等，采用电化学方法处理可获得较满意的效果。但是目前的电化学研究领域还存在着许多问题首先，对电化学降解有机物的机理研究还不充分，一般认为；其次，电解方法虽具有去除复杂高浓度污染物的能力，但同时亦具有耗能较高，效果不稳定，电极易钝化等显著缺点，所以寻找更加节能高效的处理方法成为电化学研究的一大热点。我国专利200710038117. 9亦提出采用小板距大电流高流速以增加水与电极的接触，污水在加压和高密度电流作用下产生发生氧化还原反应，再经气浮分离，该方法有效提高了电解的效率，但还存在着以下问题1、加压压力大，使得装置造价较高；2、极板间距过小，加工困难，并且易发生电流短流而浪费能耗；3、电解采用小电压大电流的方式，极板腐蚀快，装置的极板需要经常更换而使得装置的寿命较短，而这又增加了处理的成本。脉冲电解被证明具有很好的节能效果，如陈彬等用脉冲电解对高浓度厨房废水进行的处理证明，当COD去除率相近时，脉冲电解处理废水所需的电能消耗比直流电解节省 15% 35% ；当电能消耗相近时，脉冲电解处理废水的COD去除率比直流电解增加5% 7%。 同时，脉冲电解具有脉冲电流能够有效地减缓或降低电极板的极化，从而降低槽电压，进而降低电能消耗。但该电解方法仍然存在能耗高，处理效率低等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种处理效果好、平均能耗低、设备运行安全可靠的处理污水的方法及装置。本发明提供的处理污水的方法，是一种电化学方法，具体来说，采用低电压直流电解技术，电解阳极采用钛板等不易钝化的材料，其工艺条件为电压S 30V，极板间距 d=2mnTl0mm，电解时，控制装置内部压力P = O. 3Mpa，在该条件下，污染物在系统内得到有效转化而被去除。采用本发明方法，使得电解的效率比非加压电解有较大幅度的增加。本发明的原理是，在电解的金属材料上加上过电位，在电解的装置内部加压，在电解的过程中，因为过电位电势的存在，使得系统内部产生OH自由基氧化有机污染物，且因为电解过程中压力的存在，电解产生的新生态02溶于水中，促进了与有机物的反应，同时使得系统内部产生的OH自由基的含量增加，根据间接测定水中产生过氧化氢的含量(如图1所示)显示，上述条件下系统内部产生的过氧化氢的产量比系统不加压条件下过氧化氢的产量超出1倍，说明采用上述电解工艺条件时，系统内部产生了大量的OH自由基，促进了系统内有机物的降解。相应于上述方法的电化学处理污水的装置，包括泵1，闸阀2，加压电解槽3，直流电源4，压力表5，泄压阀6，原料槽7，出水槽8。其流程是由泵1将原料槽7中的污水泵入加压电解槽3内进行电解，加压电解槽内的压力可调，系统内压力由压力表5显示，进入加压电解槽3内的流量由第一闸阀2控制，泄压阀6设在加压电解槽3与原料槽7的回流管路上，直流电源4给电解槽提供电解电源，电解之后的污水经第二闸阀9排至出水槽8。本发明以电化学氧化-还原原理为指导，利用低电压脉冲电流快速离解大分子有机污染物，从而达到高效节能的污水处理效果。与现有的电解工艺相比，本电解工艺具有以下特点采用的电解电压较低，使用安全；再同等电解条件下可较大幅度地提高电解的效率，电解阳极极板损耗少，提高了电解系统的经济性。本发明特别适用于印染、化工等工业废水的处理、回用等处理领域。
图1是电解过程中压力与水中产生过氧化氢的含量关系。图2是本发明的电解工艺流程图。图中标号1是泵，2是第一闸阀，3是加压电解槽，4是直流电源，5是压力表，6是泄压阀，7是原料槽，8是出水槽，9是第二闸阀。
具体实施例方式实施例1
某染料罗丹明B，溶液浓度30mg/L，采用常规电解方式，电压30V，pH值2. 52，硫酸钠浓度0. 03mol/L，水力停留时间20分钟时，罗丹明B的转化率为18%。当采用本电解方法， 在电压30V,频率530Hz，压力为0. IMPa, pH值2. 52，硫酸钠浓度0. 03mol/L,水力停留时间 20分钟时，罗丹明B的转化效率为38%。电解效率提高了一倍。实施例2
某印染废水，溶液COD为3000mg/L，在采用常规电解方式，电压30V，pH值2. 52，硫酸钠浓度0. 03mol/L,水力停留时间30分钟时，印染废水的COD降解效率为8%。当采用本电解工况，在电压30V，压力为0. 3MPa，pH值2. 52，硫酸钠浓度0. 03mol/L，水力停留时间30 分钟时，印染废水的COD降解效率为30%。电解效率提高了近4倍。
权利要求
1.一种电化学处理污水的方法，其特征在于采用低电压直流电解技术，电解阳极采用钛板材料，其工艺条件为电压g 30V，极板间距d=2mnTl0mm，电解时，控制装置内部压力 P^o. 3Mpa，在该条件下，污染物在系统内得到有效转化而被去除。
2.—种对应于权利要求1所述方法的电化学处理污水的装置，其特征在于包括泵 (1)，第一闸阀(2)，加压电解槽(3)，直流电源(4)，压力表(5)，泄压阀(6)，原料槽(7)，出水槽(8)，第二闸阀(9);其流程是由泵(1)将原料槽(7)中的污水泵入加压电解槽(3)内进行电解，加压电解槽内的压力可调，系统内压力由压力表(5)显示，进入加压电解槽(3)内的流量由第一闸阀(2)控制，泄压阀(6)设在加压电解槽(3)与原料槽(7)的回流管路上， 直流电源(4 )给电解槽提供电解电源，电解之后的污水经第二闸阀(9 )排至出水槽(8 )。
全文摘要
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种电化学处理污水的方法及装置。其流程是由泵将原料槽中的污水泵入加压电解槽内进行电解，加压电解槽内的压力可调，进入加压电解槽内的流量由闸阀控制，电解槽上设置有泄压阀，电解槽的电源为直流电源，电解之后的污水经闸阀排至出水槽。本发明中直流电源的电压≦30V，极板间距为d=2mm~10mm，电解时装置内部压力P≦0.3MPa，在该条件下，污染物在系统内得到有效转化而被去除。与现有的电解工艺相比，本发明具有以下特点采用的电解电压较低，使用安全；在同等电解条件下可较大幅度地提高电解的效率，电解阳极极板损耗少，提高了电解系统的经济性。
文档编号C02F1/461GK102267746SQ20111022650
公开日2011年12月7日 申请日期2011年8月9日 优先权日2011年8月9日
发明者何坚, 侯惠奇, 赵永军, 郑正 申请人:复旦大学