一種電催化氧化處理高濃度廢水的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電化學(xué)水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種常溫常壓電催化氧化處理高濃度廢水的方法及裝置，包括反應(yīng)池、電極和復(fù)合催化劑組合，若干個(gè)反應(yīng)池分別設(shè)置進(jìn)出水口，進(jìn)氣管和采用特殊的合金電極組合與復(fù)合催化劑活性顆粒填料，布置合適的布水布?xì)庀到y(tǒng)，在若干個(gè)反應(yīng)池裝置構(gòu)成的一體式分離反應(yīng)器的基礎(chǔ)上進(jìn)行電催化氧化，選擇均相催化劑進(jìn)行催化，在常溫常壓的條件下，將高濃度難以生化的有機(jī)廢水進(jìn)行徹底礦化為二氧化碳和水或在降解污染有機(jī)物的同時(shí)提高廢水的B/C比使廢水可生物降解。本發(fā)明運(yùn)用特種電極產(chǎn)生的電、磁、氣在嫁接了特種合金活性炭活性顆粒和氣體作用下，實(shí)現(xiàn)催化氧化，解決不同性質(zhì)的高濃度及生物難以降解的工業(yè)廢水。
【專利說(shuō)明】一種電催化氧化處理高濃度廢水的方法及裝置
[【技術(shù)領(lǐng)域】]
[0001]本發(fā)明涉及電化學(xué)氧化法污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來(lái)說(shuō)是一種電催化氧化處理高濃度廢水的方法及裝置。
[【背景技術(shù)】]
[0002]眾所周知，工業(yè)廢水是指工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水、污水和廢液，其中含有隨水流失的工業(yè)生產(chǎn)用料、中間產(chǎn)物和產(chǎn)品以及生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物。工業(yè)廢水分類通常有三種，a.根據(jù)污染物的化學(xué)性質(zhì)來(lái)分，b.根據(jù)企業(yè)的產(chǎn)品和對(duì)象分類，c.根據(jù)污染物的主要成分分類，不同的工業(yè)廢水處理其方法和裝置不同，主要分為四大類:物理處理、化學(xué)處理、物理化學(xué)法和生物處理法。高濃度的工業(yè)廢水指污染物濃度高、毒性大的廢水,而且成分復(fù)雜、有異味，色度高，不易生物降解有機(jī)廢水中所含的有機(jī)污染物。
[0003]隨著社會(huì)各界對(duì)環(huán)境要求的提高，電化學(xué)水處理技術(shù)具有其他水處理技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)越性，如:不需要外加藥劑，不要求特別的光源，反應(yīng)條件溫和，操作簡(jiǎn)單，占地面積小，時(shí)間短，效率高。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展各行各業(yè)都有高濃度難降解廢水的產(chǎn)生，此類廢水已影響到企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
[0004]綜合國(guó)內(nèi)外資料，其治理高濃度廢水處理手段基本為物化處理、化學(xué)處理及生物處理技術(shù)。化學(xué)處理技術(shù)是應(yīng)用化學(xué)原理和化學(xué)作用通過(guò)焚燒法、氧化法、臭氧氧化法、電化學(xué)氧化法將廢水中的污染物成分轉(zhuǎn)化為無(wú)害，使廢水得到凈化，化學(xué)處理技術(shù)主要分為兩大類，一類是在常溫常壓下利用氧化劑將廢水中的有機(jī)物氧化成二氧化碳和水，另一類是在高溫高壓下分解高濃度廢水中有機(jī)物，包括超臨界水氧化和濕式氧化工藝，所用的氧化劑通常為氧氣或過(guò)氧化氫，一般采用催化劑降低反應(yīng)，加快反應(yīng)速率?；瘜W(xué)氧化法反應(yīng)速度快，但成本高，難以將難降解的有機(jī)物一步氧化到無(wú)機(jī)物質(zhì)，而且對(duì)中間產(chǎn)物的控制較少?？v觀所有水處理技術(shù)的方方面面，要適應(yīng)新形勢(shì)下嚴(yán)峻的環(huán)境現(xiàn)狀必須對(duì)原有的生產(chǎn)工藝和水處技術(shù)進(jìn)行改造和創(chuàng)新。
[0005]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枴?00710040395.8”公開了一種常溫常壓催化氧化污水處理反應(yīng)池和組合裝置，該專利公開的資料中提及實(shí)現(xiàn)高濃度廢水降解的催化劑的生產(chǎn)工藝和材料系傳統(tǒng)的。本發(fā)明專利徹底公開了為何常溫常壓催化氧化可以實(shí)現(xiàn)高濃度有毒，有害污染有機(jī)物的降解，主要是電極，復(fù)合催化劑配伍應(yīng)用了合金材料，和全新的工藝組合。
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【發(fā)明內(nèi)容】
]
[0006]本發(fā)明創(chuàng)造根據(jù)國(guó)際先進(jìn)AOP深度氧化(Advanced Oxidat1n Process)和FP多極催化等前沿技術(shù)，結(jié)合最新磁電控制技術(shù)和對(duì)極性材料和催化劑的研究，開發(fā)出在常溫常壓下兼有超強(qiáng)氧化、三維催化、吸附和過(guò)濾等綜合處理功能的多功能“高濃度”、“低濃度”難生化廢水處理方法及裝置。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)一種電催化氧化處理高濃度廢水的方法，包括反應(yīng)池、電極組合復(fù)合催化劑生產(chǎn)工藝等，該方法首先設(shè)有若干個(gè)電催化氧化處理反應(yīng)池裝置，在若干個(gè)電催化氧化處理反應(yīng)池分別設(shè)置進(jìn)水口、進(jìn)氣管和出水口及集氣口等，電催化氧化處理反應(yīng)池內(nèi)置復(fù)合催化劑，采用特殊的電極組合與催化劑耦合，配套稀貴復(fù)合金屬活性顆料填料，布置合適的布水布?xì)庀到y(tǒng)，在若干個(gè)電催化氧化處理反應(yīng)池裝置構(gòu)成的一體式分離反應(yīng)器的基礎(chǔ)上進(jìn)行電催化氧化，選擇合金催化劑進(jìn)行催化氧化，在自然的常溫常壓條件下，應(yīng)用磁、電、氣技術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)羥基自由基.0H等活性基團(tuán)迅速生成，通過(guò)直接氧化和間接氧化的原理，使污水中有毒有害物質(zhì)在電極和復(fù)合催化劑填料上發(fā)生直接電化學(xué)反應(yīng)，利用電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的.0H和伴生的各類自由基等強(qiáng)氧化性活性物、將污水中有機(jī)物徹底礦化成二氧化碳和水，將大分子有機(jī)污染物破環(huán)斷長(zhǎng)鏈氧化成小分子有機(jī)污染物，打斷如偶氮基、硝基、硫化羥基、碳亞氨基等有機(jī)物分子中的雙鍵發(fā)色團(tuán)，達(dá)到脫色的目的，同時(shí)有效地提高B0D/C0D值，將高濃度難以生化有機(jī)廢水進(jìn)行徹底礦化，該方法包括:
[0008]a.根據(jù)處理污染有機(jī)物的種類和COD狀況，設(shè)置若干個(gè)電催化氧化處理反應(yīng)池組成一體式多段處理器；所述的一體式多段處理器由若干個(gè)電催化氧化處理反應(yīng)池串聯(lián)或并聯(lián)或混聯(lián)組成；這個(gè)所謂的串聯(lián)，并聯(lián)和混聯(lián)不是簡(jiǎn)單的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)，而是針對(duì)廢水COD及成份和經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)對(duì)每個(gè)反應(yīng)池的電極種類、數(shù)量、復(fù)合催化劑的組合加以針對(duì)性的變化，以得到高濃度，難降解廢水的有效處理；
[0009]b.采用合金組合鈦基燒結(jié)和不銹鋼電極，所述的合金為銅錫合金或鋅銅合金等，所述的合金組合電極也可按處理廢水的性質(zhì)、替換為石墨與鐵或不銹鋼與鐵或鐵與鋁等通過(guò)實(shí)驗(yàn)和工程驗(yàn)證鈦基材與合金燒結(jié)與不銹鋼電極組合，它的污水適用范圍更廣；
[0010]c.一次性加入復(fù)合催化劑，催化劑為吸附性強(qiáng)脫附性好的活性炭嫁接合金的有催化活性的復(fù)合催化顆粒，并根據(jù)處理成分決定比例組合，一般為20 %~80%或40 %~60%，所嫁接的合金依據(jù)降解廢水需要選擇銅錫合金或鋅銅合金和鈀碳、銀、錳，與正負(fù)電極與復(fù)合催化劑進(jìn)行耦合，正負(fù)電極為復(fù)合催化劑提供電場(chǎng)，使復(fù)合催化劑形成微電場(chǎng)，形成微電場(chǎng)的復(fù)合催化劑縮小了正負(fù)極的間距，從而提高電場(chǎng)的效率，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和工程驗(yàn)證鈦基材合金燒結(jié)電極與不銹鋼電極組合在復(fù)合催化劑的耦合作用下處理汚水范圍更廣可將幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)mg/L的COD降解，實(shí)現(xiàn)高濃度的廢水處理；
[0011] d.一種復(fù)載有合金組成的正負(fù)電極與嫁接合金復(fù)合催化劑進(jìn)行耦合，除高速形成微電場(chǎng)和縮小正負(fù)極的間距，由于應(yīng)用稀貴合金材料使本反應(yīng)器在原基礎(chǔ)上提高電場(chǎng)的效率20~30 %，為實(shí)現(xiàn)高濃度的廢水處理提供了主要的條件。
[0012]一種電催化氧化處理高濃度廢水方法的裝置，包括反應(yīng)池、電極組合等部件，該裝置由若干個(gè)電催化氧化處理反應(yīng)池組成在一起，所述的電催化氧化處理反應(yīng)池設(shè)有進(jìn)出水口的池體和插置于池體腔內(nèi)的正負(fù)電極并在池體下部的進(jìn)氣口及池體上部的集氣口組成，所述的正負(fù)電極的材料配對(duì)組合為:合金組合電極，所述的合金組合電極為銅錫合金或鋅銅合金，所述的池體腔內(nèi)設(shè)有一次性填充復(fù)合催化劑；所述的復(fù)合催化劑是由活性碳浸潰稀貴合金溶液后，再以適當(dāng)溫度焙燒而成的帶有銅錫合金或鋅銅合金的稀貴金屬的活性碳，所述的池體內(nèi)設(shè)有布?xì)庀到y(tǒng)，所述的布?xì)庀到y(tǒng)是池體內(nèi)腔底部設(shè)有曝氣管接通所述的進(jìn)氣口，在曝氣管上方，位于池體的下部，設(shè)有過(guò)濾板，過(guò)濾板上均布安裝濾頭，氣體通過(guò)二種方式進(jìn)入，過(guò)濾板的進(jìn)氣量大于濾頭的氣量，形成氣體剪切力，濾頭布置在負(fù)極下方，避免復(fù)極產(chǎn)生和增加H2O2和O3的產(chǎn)生、加大.0Η的產(chǎn)生，提高對(duì)污染物氧化能量，所述的正負(fù)電極采用雙面平板柵狀電極，加大與活性碳顆粒催化劑接觸面積，且垂直平行相間置于活性碳顆粒催化劑中，并上下對(duì)稱設(shè)置在池體中。
[0013]該裝置由若干個(gè)電催化氧化處理反應(yīng)池組成在一起，組成方式為串聯(lián)或并聯(lián)或混聯(lián)。
[0014]本發(fā)明專利根據(jù)一體式反應(yīng)器的特點(diǎn)，與電催化氧化耦合，除電極組合和復(fù)合催化劑等部件外，反應(yīng)池設(shè)有進(jìn)出水口和插置于池體腔內(nèi)的正負(fù)電極和池體下部的進(jìn)氣口及池體上部的集氣口組成，所述的池體內(nèi)設(shè)有布?xì)庀到y(tǒng)，所述的布?xì)庀到y(tǒng)是池體內(nèi)腔底部設(shè)有曝氣管接通所述的進(jìn)氣口，在曝氣管上方，位于池體的下部，設(shè)有過(guò)濾板，過(guò)濾板上均布安裝濾頭，氣體通過(guò)兩種方式進(jìn)入，過(guò)濾板的進(jìn)氣量大于濾頭的氣量，形成氣體剪切力，濾頭布置在正負(fù)極中間，避免復(fù)極產(chǎn)生從而消除傳質(zhì)的屏障，所述的正負(fù)電極采用雙面平板電極，且垂直平行相間置于活性碳顆粒催化劑中，并上下對(duì)稱設(shè)置在池體中。除加大與復(fù)合催化劑的接觸面積，還有利于污水和催化劑與電極板的接觸，不容易出現(xiàn)電場(chǎng)死角使污水完全處在電場(chǎng)之中，提高效率，成本降低，實(shí)現(xiàn)高濃度廢水處理。本發(fā)明的電催化氧化處理效果好，其優(yōu)點(diǎn)在于:
[0015]1.在電解氧化污水處理反應(yīng)池中填充復(fù)合催化劑，復(fù)合催化劑是帶復(fù)合稀貴金屬的活性顆粒，在電場(chǎng)和氣體作用下，實(shí)現(xiàn)催化氧化過(guò)程；
[0016]2.解決電耗，提高正負(fù)極電壓效率，采用合金組合電極，增強(qiáng)正負(fù)極的耐磨性和氧化效果；
[0017]3.電解所用電極材料與催化劑合理的電化學(xué)配對(duì)組合，可去除難以解降的污染物；
[0018]4.采取了有效的布?xì)庀到y(tǒng)，氣體通過(guò)兩種方式進(jìn)入，形成氣體剪切力，從而在常溫常壓下實(shí)現(xiàn)催化氧化污水處理；
[0019]5.若干個(gè)反應(yīng)池進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)或混合連接，適用于解決多種不同性質(zhì)的工業(yè)廢水；
[0020]6.電極結(jié)構(gòu)采用雙面平板電極，增強(qiáng)與活性炭顆粒催化劑接觸面積，催化作用好，節(jié)省電能，提聞電場(chǎng)效率；
[0021]7.實(shí)現(xiàn)了高濃度難解廢水的處理，克服了現(xiàn)有技術(shù)對(duì)高濃度難解廢水一般采用高溫高壓分解廢水中有機(jī)物的技術(shù)偏見，具有使用安全和有效性；
[0022]8.反應(yīng)池腔內(nèi)設(shè)有一次性填充復(fù)合催化劑，解決了在現(xiàn)有技術(shù)中多次投放催化劑的工藝。
[【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】]
[0023]圖1是本發(fā)明創(chuàng)造的工藝流程示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明創(chuàng)造電催化氧化污水處理反應(yīng)池結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是圖2的A-A面剖視圖；
[0026]圖4是本發(fā)明創(chuàng)造的電催化氧化污水處理反應(yīng)池的串聯(lián)應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5是本發(fā)明創(chuàng)造的電催化氧化污水處理反應(yīng)池的并聯(lián)應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6是本發(fā)明創(chuàng)造的電催化氧化污水處理反應(yīng)池的混聯(lián)的應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]指定圖1作為本發(fā)明的摘要附圖。[【具體實(shí)施方式】]
[0030]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，本發(fā)明創(chuàng)造是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，任何發(fā)明創(chuàng)造都離不開公知常識(shí)，只要將公知常識(shí)組合在一起，發(fā)揮新的作用，產(chǎn)生新的效果，比現(xiàn)有技術(shù)好，都具有創(chuàng)造性，本申請(qǐng)文本技術(shù)公開充分，這種裝置的結(jié)構(gòu)和原理對(duì)本專業(yè)的人來(lái)說(shuō)是非常清楚的。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例在技術(shù)保密下，已取得顯著效果，在這里，實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0031]參見圖1，I為廢水，2為電催化氧化處理反應(yīng)池，3為排水，廢水通過(guò)本發(fā)明創(chuàng)造在自然常溫常壓條件下，實(shí)現(xiàn)電催化氧化處理，污水中未被生物降解的有機(jī)物進(jìn)一步氧化分析，實(shí)現(xiàn)污水達(dá)標(biāo)排放。根據(jù)處理污染狀況，選擇若干個(gè)電催化氧化處理反應(yīng)池組成一體式多段處理器，包括串并聯(lián)和混聯(lián)，對(duì)化工污染處理，可選在本發(fā)明創(chuàng)造之前設(shè)有生化池，有利于化工污染高效處理。
[0032]該方法包括:
[0033]a.根據(jù)處理污染有機(jī)物的種類和COD狀況，設(shè)置若干個(gè)電催化氧化處理反應(yīng)池組成一體式多段處理器；所述的一體式多段處理器由若干個(gè)電催化氧化處理反應(yīng)池串聯(lián)或并聯(lián)或混聯(lián)組成；這個(gè)所謂的串聯(lián)，并聯(lián)和混聯(lián)不是簡(jiǎn)單的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)，而是針對(duì)廢水COD及成份和經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)對(duì)每個(gè)反應(yīng)池的電極種類、數(shù)量、復(fù)合催化劑的組合加以針對(duì)性的變化，以得到高濃度，難降解廢水的有效處理；
[0034]b.采用合金組合鈦基燒結(jié)和不銹鋼電極，所述的合金為銅錫合金或鋅銅合金等，所述的合金組合電極也可按處理廢水的性質(zhì)、替換為石墨與鐵或不銹鋼與鐵或鐵與鋁等通過(guò)實(shí)驗(yàn)和工程驗(yàn)證鈦基材與合金燒結(jié)與不銹鋼電極組合，它的污水適用范圍更廣；
[0035] c.一次性加入復(fù)合催化劑，催化劑為吸附性強(qiáng)脫附性好的活性炭嫁接合金的有催化活性的復(fù)合催化顆粒，并根據(jù)處理成分決定比例組合，一般為20 %~80%或40 %~60%，所嫁接的合金依據(jù)降解廢水需要選擇銅錫合金或鋅銅合金和鈀碳、銀、錳，與正負(fù)電極與復(fù)合催化劑進(jìn)行耦合，正負(fù)電極為復(fù)合催化劑提供電場(chǎng)，使復(fù)合催化劑形成微電場(chǎng)，形成微電場(chǎng)的復(fù)合催化劑縮小了正負(fù)極的間距，從而提高電場(chǎng)的效率，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和工程驗(yàn)證鈦基材合金燒結(jié)電極與不銹鋼電極組合在復(fù)合催化劑的耦合作用下處理汚水范圍更廣可將幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)mg/L的COD降解，實(shí)現(xiàn)高濃度的廢水處理；
[0036]d.一種復(fù)載有合金組成的正負(fù)電極與嫁接合金復(fù)合催化劑進(jìn)行耦合，除高速形成微電場(chǎng)和縮小正負(fù)極的間距，由于應(yīng)用稀貴合金材料使本反應(yīng)器在原基礎(chǔ)上提高電場(chǎng)的效率20~30 %，為實(shí)現(xiàn)高濃度的廢水處理提供了主要的條件。
[0037]參見圖2，21為進(jìn)氣口，22為進(jìn)水口，23為池體，24電極正，25為電極負(fù)，26為出水口，27為復(fù)合催化劑，28為過(guò)濾板，29為濾頭，30為曝氣管31為集氣口，圖2給出了本電催化氧化污水處理反應(yīng)池包含進(jìn)出水口池體、插置于池體腔內(nèi)的正負(fù)電極和池體下部的進(jìn)氣口，正負(fù)電極的材料配對(duì)組合為:合金電極組合或石墨-鐵組合，或不銹鋼-鐵組合，或鐵-鋁組合，或有鈦基材鍍稀有元素或燒結(jié)合金-不銹鋼組合。池體腔內(nèi)填充復(fù)合催化劑。所述的復(fù)合催化劑是由活性碳浸潰稀貴合金金屬溶液后再以高溫焙燒而成的嫁接稀貴金屬的活性碳，或通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的數(shù)據(jù)浸潰硝酸銀或硫酸錳等。池體內(nèi)設(shè)有布?xì)庀到y(tǒng)，所述的布?xì)庀到y(tǒng)是:池體內(nèi)腔底部設(shè)有曝氣管接通進(jìn)氣口，在曝氣管上方，位于池體的下部，設(shè)有過(guò)濾板，過(guò)濾板上均布安裝產(chǎn)生小氣泡的濾頭。
[0038]參見圖3，32為電極插槽，33為池體，34為電極，池體兩側(cè)內(nèi)壁有對(duì)應(yīng)的電極插槽，使正負(fù)電極垂直平行相間插置于池體中或上下對(duì)稱設(shè)置，以利于更換，為解決電機(jī)上的電耗，電極結(jié)構(gòu)采用雙面平板電極，提高電場(chǎng)的效率，為進(jìn)一步做好技術(shù)實(shí)施:
[0039](I)正負(fù)電極的組成可以按廢水中有機(jī)污染物的特性來(lái)區(qū)分選擇。
[0040]本發(fā)明主要針對(duì)廢水污染濃度高毒性大所以組成電極選用陰極為銅錫合金、鋅銅合金、鈦、鉻、鋇合金等，陽(yáng)極選用鈦基涂以硅碳經(jīng)高溫?zé)Y(jié)形成一種催化電極使有機(jī)物在陽(yáng)極直接催化分解和部分直接氧化。
[0041](2)復(fù)合催化劑填料
[0042] 復(fù)合催化劑常見潰浸錫、銅、鉬等稀有金屬，而本發(fā)明創(chuàng)造的復(fù)合催化劑潰浸的是直接配方組成的合金溶液，如銅錫合金溶液、鋅銅合金溶液和碳硅復(fù)合溶液等，反復(fù)潰浸多次，每次潰浸后經(jīng)高溫焙燒在活性炭表面形成多元合金層，其有機(jī)物催化氧化作用比常規(guī)的復(fù)合催化劑提高20— 30%。
[0043](3)布?xì)庀到y(tǒng)
[0044]在陰極區(qū)進(jìn)行補(bǔ)氣，不斷的氧和原水在陰極得到還原，使裝置中的水多結(jié)合I個(gè)或2個(gè)氧變成H2O2和03，提高了.0H的生成量，或O3對(duì)有機(jī)物直接氧化。
[0045](4)電源系統(tǒng):
[0046]電源是根據(jù)需要處理的污水性質(zhì)、水量、處理工藝制定的，包括電壓、電流等參數(shù)，和恒壓恒流直流電源、脈沖電源、整流脈動(dòng)電源等。
[0047](5)電催化氧化污水處理反應(yīng)池和組合裝置的工作原理
[0048]本發(fā)明創(chuàng)造是以三維催化技術(shù)(FP)為核心，在常溫常壓下實(shí)現(xiàn)羥基自由基.0Η等活性基團(tuán)迅速生成，通過(guò)直接氧化和間接氧化的原理，應(yīng)用現(xiàn)代磁、電、氣技術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)污染物的高效降解。
[0049]原理是污水中有毒有害物質(zhì)在電極和復(fù)合催化劑填料上發(fā)生直接電化學(xué)反應(yīng)或利用電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的.0H和其他強(qiáng)氧化性活性物種將污水中有機(jī)物徹底礦化成CO2和H2O,或?qū)⒋蠓肿佑袡C(jī)污染物氧化成小分子有機(jī)污染物，打斷如偶氮基、硝基、硫化羥基、碳亞氨基等有機(jī)物分子中的雙鍵發(fā)色團(tuán)，達(dá)到脫色的目的，同時(shí)有效地提高B0D/C0D值，改善廢水的可生化性。
[0050]參見圖4，圖4給出了串聯(lián)式電催化氧化污水處理組合裝置，采用多個(gè)上述實(shí)施例的電催化氧化污水處理反應(yīng)池，根據(jù)污水的濃度和每個(gè)裝置的去除率設(shè)計(jì)若干個(gè)反應(yīng)池進(jìn)行串聯(lián)，以其前一反應(yīng)池的出水口連接后一反應(yīng)池的進(jìn)水口的方式進(jìn)行串連構(gòu)成，達(dá)到有效去除和降解高濃度難降解污染物的目的。
[0051]參見圖5，圖5給出了并聯(lián)式電催化氧化污水處理組合裝置是采用多個(gè)前述實(shí)施例的電催化氧化污水處理反應(yīng)池，以前面多個(gè)反應(yīng)池的出水口連接后面多個(gè)反應(yīng)池的進(jìn)水口構(gòu)成，主要解決水量大及單個(gè)串聯(lián)裝置無(wú)法處理大量廢水的方式。
[0052]參見圖6，圖6給出了混合式電催化氧化污水處理組合裝置是采用多個(gè)前述的電催化氧化污水處理反應(yīng)池，以前述實(shí)施例的串聯(lián)和并聯(lián)相結(jié)合的混合式連接構(gòu)成，該方法是解決企業(yè)產(chǎn)生的廢水含有特種異難降解的成分需要將該股廢水配置特別對(duì)應(yīng)的催化劑和進(jìn)行個(gè)案處理后再混入相應(yīng)的串聯(lián)反應(yīng)池進(jìn)行綜合處理以達(dá)到有機(jī)廢水達(dá)標(biāo)排放。
[0053]例I
[0054]高濃度鍍錫鋼板(SPA)廢水處理
[0055]國(guó)內(nèi)某鋼廠1420鍍錫冷軋廢水(SPA)含苯酚磺酸，原處理工藝無(wú)法達(dá)標(biāo)排放，為此針對(duì)含苯酚磺酸廢水進(jìn)行新工藝(催化氧化)和菌種篩選，最終在常溫常壓自然條件下，采用催化氧化處理工藝，去除率達(dá)到84%至95%，同時(shí)篩選國(guó)產(chǎn)高效復(fù)合微生物“SBJD”生物活液，填補(bǔ)了國(guó)產(chǎn)微生物處理冷軋含油廢水的空白。
[0056]例2
[0057]國(guó)內(nèi)某合資企業(yè)生產(chǎn)汽車鋼板，應(yīng)用的乳化液、鋼板平整液、光整液，以至于廢水站很難達(dá)標(biāo)排放,采用本發(fā)明試驗(yàn)結(jié)果總的CODcr去除率大于80%，動(dòng)植物油含量由1800mg/L 下降至 22mg/L。
[0058]例3
[0059]某化工廠產(chǎn)生的“EMA”廢水濃度高達(dá)COD 86萬(wàn)，用6段串聯(lián)，采用本發(fā)明進(jìn)行了中試，中試水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果為:進(jìn)水CODcr:86萬(wàn)mg/L,出水3萬(wàn)mg/L ;B/C提高到0.9可生化
[0060]例4
[0061]國(guó)家戰(zhàn)略物資項(xiàng)目煤制油三乙胺分子篩催化劑含三乙胺鹽，在國(guó)內(nèi)找遍所有電催化企業(yè)都無(wú)法處理，由于本發(fā)明裝置應(yīng)用的是合金催化劑，采用多段串聯(lián)后處理，通過(guò)四段常溫常壓催化氧化，降解率平均在97%到98%之間，不但節(jié)能減排還可為國(guó)家每年取得顯著經(jīng)濟(jì)收益。
[0062]例5
[0063]高濃度丙稀酸廢水
[0064]上海某化工廠每天產(chǎn)生480m3丙稀酸廢水，采用焚燒處理。每m3處理費(fèi)用280元。金山一家環(huán)保公司尋至本司要求用電催化氧化作小試。經(jīng)四段串聯(lián)處理，該COD高達(dá)80350mg/L, PH為2~3廢水第一段處理
[0065]C0D80350mg/L降到32523mg/L，PH從2~3上升到5~6。第二段處理
[0066]C0D32523mg/L降到11941mg/L，PH從5~6上升到6~7。第三段處理
[0067]C0D11941mg/L降到3894mg/L，PH從6~7上升到7。第四段處理
[0068]C0D3894mg/L 降到 1964mg/L，PH 從 7 上升到 7.5 ~8。
[0069]估算該項(xiàng)目設(shè)備預(yù)算為3200萬(wàn)。原年處理費(fèi)用為48384000元投資笫一年扣除投資3200萬(wàn)，還可省下16384000元。
【權(quán)利要求】
1.一種電催化氧化處理高濃度廢水的方法，包括反應(yīng)池、電極組合等部件，其特征在于該方法首先設(shè)有若干個(gè)電催化氧化處理反應(yīng)池裝置，在若干個(gè)電催化氧化處理反應(yīng)池分別設(shè)置進(jìn)水口、進(jìn)氣管和出水口，電催化氧化處理反應(yīng)池內(nèi)置復(fù)合催化劑，采用特殊的電極組合與催化劑耦合，催化劑采用潰浸一種稀貴的復(fù)合金屬又經(jīng)過(guò)適當(dāng)溫度處理的活性顆料填料，布置合適的布水系統(tǒng)，在若干個(gè)電催化氧化處理反應(yīng)池裝置構(gòu)成一種與處理廢水濃度要求的相連或又并連又串連的一體式高濃度廢水降解分離反應(yīng)器，進(jìn)行電催化氧化，反應(yīng)器在自然的常溫常壓條件下，應(yīng)用磁、電、氣及催化劑結(jié)合作用下使羥基自由基.0H活性基團(tuán)迅速生成，使污水中有毒有害物質(zhì)在電極和復(fù)合催化劑填料上發(fā)生直接電化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)直接氧化，并利用電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的.0H和伴生的強(qiáng)氧化性活性物質(zhì)對(duì)廢水中汚染有機(jī)物實(shí)現(xiàn)破環(huán)，將污水中的大分子有機(jī)污染物氧化成小分子有機(jī)污染物，打斷如偶氮基、硝基、硫化羥基、碳亞氣基等有機(jī)物分子中的雙鍵發(fā)色團(tuán)，達(dá)到脫色的目的，最終達(dá)將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，同時(shí)有效地提高廢水的B/C比，使原來(lái)不可生物降解的為可生物降解，該方法包括: a.根據(jù)處理污染有機(jī)物的種類和COD狀況，設(shè)置若干個(gè)電催化氧化處理反應(yīng)池組成一體式多段處理器；所述的一體式多段處理器由若干個(gè)電催化氧化處理反應(yīng)池串聯(lián)或并聯(lián)或混聯(lián)組成； b.在常溫常壓條件下達(dá)到降解高濃度有機(jī)物，反應(yīng)器內(nèi)的正負(fù)電極采用合金組合電極，或組成合金后的鍍層，再加以高溫?zé)Y(jié)使鈦基上覆蓋一層導(dǎo)電性增強(qiáng)的電極，所述的合金為銅錫合金或鋅銅合金硅鈀等，也可依據(jù)處理有機(jī)物的種類替換為石墨與鐵或不銹鋼與鐵或鐵與鋁或有鈦基材鍍稀有元素與不銹鋼電極組合以達(dá)到高效和經(jīng)濟(jì)適用的目的； c.一次性加入復(fù)合催化劑填料，將稀有金屬組成為銅錫合金或鋅銅合金和硅鈀合金或與電極相匹配的合金催化活性組分，嫁接在活性炭上，再與現(xiàn)有的復(fù)合催化劑以80 %比20組合，該組合為電催化氧化復(fù)合催化活性填料，在電場(chǎng)作用下，更高效地處理高濃度有毒有害有機(jī)污染廢水； d.一種復(fù)載有合金組成的正負(fù)電極與嫁接合金復(fù)合催化劑進(jìn)行耦合，除高速形成微電場(chǎng)和縮小正負(fù)極的間距，由于應(yīng)用稀貴合金材料使本反應(yīng)器在原基礎(chǔ)上提高電場(chǎng)的效率20~30 %，為實(shí)現(xiàn)高濃度的廢水處理提供了主要的條件。
2.一種電催化氧化處理高濃度廢水方法的裝置，包括反應(yīng)池、電極組合等部件，其特征在于該裝置由若干個(gè)電催化氧化處理反應(yīng)池組成在一起，所述的電催化氧化處理反應(yīng)池設(shè)有進(jìn)出水口的池體和插置于池體腔內(nèi)的正負(fù)電極并在池體下部的進(jìn)氣口及池體上部的集氣口組成，所述的正負(fù)電極的材料配對(duì)組合為:合金組合電極，所述的合金組合電極為銅錫合金或鋅銅合金，所述的池體腔內(nèi)設(shè)有一次性填充復(fù)合催化劑；所述的復(fù)合催化劑是由活性碳浸潰稀貴合金溶液后，再以適當(dāng)溫度焙燒而成的帶有銅錫合金或鋅銅合金的稀貴金屬的活性碳，所述的池體內(nèi)設(shè)有布?xì)庀到y(tǒng)，所述的布?xì)庀到y(tǒng)是池體內(nèi)腔底部設(shè)有曝氣管接通所述的進(jìn)氣口，在曝氣管上方，位于池體的下部，設(shè)有過(guò)濾板，過(guò)濾板上均布安裝濾頭，氣體通過(guò)二種方式進(jìn)入，過(guò)濾板的進(jìn)氣量大于濾頭的氣量，形成氣體剪切力，濾頭布置在負(fù)極下方，避免復(fù)極產(chǎn)生和增加H202、03的產(chǎn)生、加大.0H的產(chǎn)生，提高對(duì)污染物氧化能量，所述的正負(fù)電極采用雙面平板柵狀電極，加大與活性碳顆粒催化劑接觸面積，且垂直平行相間置于活性碳顆粒催化劑中，并上下對(duì)稱設(shè)置在池體中。
3.—種如權(quán)利要求2所述的電催化氧化處理高濃度廢水方法的裝置，其特征在于該裝置由若干個(gè)電催化氧化 處理反應(yīng)池組成在一起，組成方式為串聯(lián)或并聯(lián)或混聯(lián)。
【文檔編號(hào)】C02F1/467GK104176798SQ201410461268
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】江國(guó)平 申請(qǐng)人:江國(guó)平