公布日：2023.05.12
申請日：2023.04.04
分類號：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)有陰極室和陽極室，且在陰極室和陽極室之間設(shè)有離子膜。電催化氧化單元包括陰極套筒和陽極組件，陽極組件可拆卸的設(shè)置在陰極套筒內(nèi)部，陽極組件包括陽極管和陽極柱，陽極管可拆卸的套設(shè)在陽極柱外部，且陽極柱和陽極管均采用不銹鋼材料制成。光電芬頓氧化單元包括：陽極套筒、陰極網(wǎng)筒和紫外線燈，陰極網(wǎng)筒設(shè)置在陽極套筒內(nèi)部，紫外線燈設(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，同時提高污水處理便利性。
權(quán)利要求書
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）和陽極室（11），在陰極室（12）內(nèi)部設(shè)有陰極板，在陽極室（11）內(nèi)部設(shè)有陽極板，且在陰極室（12）和陽極室（11）之間設(shè)有離子膜（13）；所述陽極室（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第一出液管（52）與陽極室（11）相連通，光電芬頓氧化單元通過第二進(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）和陽極組件，所述陰極套筒（2）采用金屬鈦材料制成，所述陽極組件可拆卸的設(shè)置在陰極套筒（2）內(nèi)部，陽極組件包括陽極管（32）和陽極柱（31），所述陽極管（32）可拆卸的套設(shè)在陽極柱（31）外部，且陽極柱（31）和陽極管（32）均采用不銹鋼材料制成；所述陽極管（32）為多個，多個陽極管（32）同心套設(shè)在陽極柱（31）外部，在相鄰兩陽極管（32）的側(cè)壁之間形成極管間隙，陽極管（32）的長度隨直徑的增大而逐漸變小，以使得多個陽極管（32）的底部端面在完成與陽極柱（31）的裝配后保持平齊；當(dāng)陽極組件在外加電場的作用下發(fā)生溶蝕時，多個陽極管（32）沿由外向內(nèi)的順序被逐個消耗，且通過調(diào)整電流大小和電解時間的方式能控制陽極組件的溶蝕進(jìn)度，通過電催化氧化單元的電壓變化能判斷陽極管（32）的消耗情況；所述光電芬頓氧化單元包括：陽極套筒（41）、陰極網(wǎng)筒（42）和紫外線燈（44），所述陽極套筒（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)置在陽極套筒（41）內(nèi)部，紫外線燈（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），在陽極柱（31）的頂端設(shè)有第二連接法蘭（311），在陽極管（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）置于陽極套筒（41）內(nèi)部，且位于支撐架（43）下方，所述氣泵置于陽極套筒（41）外部，且氣泵的出氣口通過導(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）通過第一進(jìn)液管（51）與陽極室（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)有陰極室和陽極室，在陰極室內(nèi)部設(shè)有陰極板，在陽極室內(nèi)部設(shè)有陽極板，且在陰極室和陽極室之間設(shè)有離子膜；所述陽極室上設(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第一出液管與陽極室相連通，光電芬頓氧化單元通過第二進(jìn)液管與陰極室相連通，且電催化氧化單元通過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極組件，所述陽極組件可拆卸的設(shè)置在陰極套筒內(nèi)部，陽極組件包括陽極管和陽極柱，所述陽極管可拆卸的套設(shè)在陽極柱外部，且陽極柱和陽極管均采用不銹鋼材料制成；所述光電芬頓氧化單元包括：陽極套筒、陰極網(wǎng)筒和紫外線燈，所述陰極網(wǎng)筒設(shè)置在陽極套筒內(nèi)部，紫外線燈設(shè)置在陰極網(wǎng)筒內(nèi)部，且在陰極網(wǎng)筒的底部設(shè)有用于承載紫外線燈的支撐架；在進(jìn)行有機(jī)污水處理時，陽極室能對待處理污水進(jìn)行酸化處理，以使得待處理污水變?yōu)樗嵝裕姶呋趸瘑卧械年枠O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)二價鐵離子，光電芬頓氧化單元將對含有二價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，所述陽極管為多個，多個陽極管同心套設(shè)在陽極柱外部，且在相鄰兩陽極管的側(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，在陽極柱的頂端設(shè)有第二連接法蘭，在陽極管的頂端設(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，所述曝氣頭置于陽極套筒內(nèi)部，且位于支撐架下方，所述氣泵置于陽極套筒外部，且氣泵的出氣口通過導(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，所述原水罐通過第一進(jìn)液管與陽極室相連通，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：
（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pH調(diào)節(jié)單元的陽極室將待處理污水調(diào)整為酸性，并能通過電催化氧化單元的陽極組件使待處理污水中出現(xiàn)二價鐵離子，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光電芬頓氧化單元的出水進(jìn)行堿化處理，堿化處理的過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�，還能對出水中的三價鐵離子進(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，其陽極組件包括多個同心套設(shè)在陽極柱外部的陽極管，在進(jìn)行使用時，工作人員可通過調(diào)整直流電大小和電解時間的方式控制陽極管的溶蝕進(jìn)度，從而使污水中的二價鐵離子含量滿足光電芬頓氧化單元的使用消耗。同時還可通過電壓的變化量判斷陽極管的消耗情況，以便及時對陽極管進(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燈。在進(jìn)行污水處理時，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;李曉鵬;趙明新;崔雪亮）
