公布日：2023.11.10

申請日：2023.08.01

分類號：C02F1/461(2023.01)I;C02F1/467(2023.01)I;C02F1/463(2023.01)I;C02F1/465(2023.01)I;C02F1/40(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F9/00(2023.01)I;C02F1

/66(2023.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F3/00(2023.01)N;C02F101/34(2006.01)N;C02F103/34(2006.01)N

摘要

本發明屬于廢水處理技術領域，具體涉及一種電化學廢水處理設備、廢水處理方法及應用，其方法包括調整廢水的pH，將其通過電化學廢水處理設備和過濾除油裝置，再次調整pH，后通過吸附材料，再通入生化池，洗脫吸附材料可回收酚。此方法綠色環保，處理后廢水的濁度、色度、COD、乳化油含量均大幅降低，酚的回收率可達到90％以上。此方法中使用的電化學廢水處理設備中的電解反應槽，在出水端設置了阻隔板，利用油的密度小于水的密度實現水走下油走上，使得油水徹底分離，再通過設置過濾板使油水在出電解反應槽前不會接觸，達到去除乳化油的目的。

權利要求書

1.一種電化學廢水處理設備，其特征在于，電解反應槽內沿水流方向依次設置有：電極，設置于進水端；阻隔板，位于出水端，垂直于水流方向交錯設置；過濾板，位于出水端，平行于水流方向，設置在出油口和出水口之間。

2.根據權利要求1所述的電化學廢水處理設備，其特征在于，所述阻隔板包括第一阻隔板、第二阻隔板、第三阻隔板；所述第一阻隔板和所述第二阻隔板在電解反應槽的上方和下方相對設置，中間預留水流通道；所述第三阻隔板設置在第一阻隔板和第二阻隔板的下游，位于水流通道處。

3.根據權利要求2所述的電化學廢水處理設備，其特征在于，所述阻隔板寬度與電解反應槽寬度相同，所述第一阻隔板的高度是電解反應槽高度的10％～50％；所述第二阻隔板的高度是電解反應槽高度的20％～50％；所述第三阻隔板的高度是電解反應槽高度的10％～70％；和/或，所述阻隔板為耐腐蝕絕緣材料。

4.根據權利要求1至3任一項所述的電化學廢水處理設備，其特征在于，所述過濾板一端安裝于所述第三阻隔板上，另一端安裝于電解反應槽的槽壁上，長度為電解反應槽長度的5％～20％，寬度與電解反應槽寬度相同；和/或，所述過濾板為油過濾材料。

5.根據權利要求1所述的電化學廢水處理設備，其特征在于，所述電極包括1～10對并聯的電極；和/或，所述電極的材料包括鐵、鋁、鐵鋁合金中的任一種；和/或，每個電極的表面積為電解反應槽垂直于水流方向截面積的10％～40％。

6.一種電化學廢水處理方法，其特征在于，包括以下步驟：S1：將待處理的廢水調pH至8～10；S2：將步驟S1中調整pH后的廢水引入權利要求1至5任一項所述的電化學廢水處理設備進行處理；S3：將從電化學廢水處理設備中排出的廢水進行過濾除油，調pH至3～7；S4：將步驟S3中調整pH后的廢水通過吸附材料，再通入生化池。

7.根據權利要求6所述的電化學廢水處理方法，其特征在于，步驟S2中，設置電化學廢水處理設備的輸出電壓范圍為12～48V，輸出電流調控范圍為40～120A，水的流量為0.5～100t/h；和/或，調整pH的試劑包括鹽酸、硫酸、氫氧化鈉、碳酸氫鈉中的至少一種。

8.根據權利要求6所述的電化學廢水處理方法，其特征在于，還包括對吸附材料進行脫附；對吸附材料進行脫附所用的試劑包括甲醇、乙醇、氫氧化鈉溶液中的至少一種。

9.根據權利要求6所述的電化學廢水處理方法，其特征在于，過濾除油的裝置使用的濾芯包括陶瓷濾芯。

10.一種權利要求1至5任一項所述的電化學廢水處理設備或權利要求6至9任一項所述的電化學廢水處理方法在處理脫硫蒸氨后的廢水中的應用。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中對污水除油，主要是除乳化油及酚回收效果的不理想的缺陷，從而提供一種電化學廢水處理設備、廢水處理方法及應用。

為此，本發明提供了如下技術方案：

本發明提供一種電化學廢水處理設備，電解反應槽內沿水流方向依次設置有：電極，設置于進水端；阻隔板，位于出水端，垂直于水流方向交錯設置；過濾板，位于出水端，平行于水流方向，設置在出油口和出水口之間。還包括電源控制裝置、流量調節裝置，所述電解反應槽包括可拆卸的槽體和槽蓋，槽體和槽蓋間用密封圈進行密封。

優選的，所述阻隔板包括第一阻隔板、第二阻隔板、第三阻隔板；所述第一阻隔板和第二阻隔板在電解反應槽的上方和下方相對設置，中間預留水流通道；所述第三阻隔板設置在第一阻隔板和第二阻隔板的下游，位于水流通道處。

優選的，所述阻隔板寬度與電解反應槽寬度相同，所述第一阻隔板的高度是電解反應槽高度的10％～50％；所述第二阻隔板的高度是電解反應槽高度的20％～50％；所述第三阻隔板的高度是電解反應槽高度的10％～70％。

優選的，所述阻隔板為絕緣材料，且其具有一定強度，能承受住長期水流的沖擊。

優選的，所述過濾板一端安裝于所述第三阻隔板上，另一端安裝于電解反應槽的槽壁上，長度為電解反應槽長度的5％-20％，寬度與電解反應槽寬度相同。

優選的，所述過濾板為油過濾材料。

優選的，所述電極包括1～10對并聯的電極，且每個電極上都有開關對其進行控制，可實現處理能力的提升和降低。

優選的，所述電極的材料包括鐵、鋁、鐵鋁合金中的任一種。

優選的，每個電極的表面積為電解反應槽垂直于水流方向截面積的10％～40％，根據廢水的流量進行調整。

本發明提供的電化學廢水處理設備中，電解反應槽的槽體和槽蓋由耐腐蝕材料制作；電極的形狀包括片狀和圓柱狀；在槽體進水端上方設置有進水口，在槽體下方設置有排泥口；槽蓋上，沿水流方向在第一阻隔板后方設置有頂部出油口，方便在電解反應槽上方聚集的油排出。

本發明提供一種電化學廢水處理方法，包括以下步驟：

S1：將待處理的廢水調pH至8～10；

S2：將步驟S1中調整pH后的廢水引入上述電化學廢水處理設備進行破乳、絮凝、氣浮等處理；

S3：將從電化學廢水處理設備中排出的廢水進行過濾除油，調pH至3～7；

S4：將步驟S3中調整pH后的廢水通過吸附材料，再通入生化池。

優選的，步驟S2中，設置電化學廢水處理設備的輸出電壓范圍為12～48V，輸出電流調控范圍為40～120A，水的流量為0.5～100t/h。

優選的，調整pH的試劑包括鹽酸、硫酸、氫氧化鈉、碳酸氫鈉中的至少一種。

優選的，還包括對吸附材料進行洗脫。可在吸附材料吸附飽和后，也就是COD出水超過2000mg/L后，再進行脫附。

優選的，對吸附材料進行脫附所用的試劑包括甲醇、乙醇、氫氧化鈉溶液中的至少一種。

優選的，過濾除油的裝置使用的濾芯包括陶瓷濾芯，所使用的陶瓷濾芯孔徑包括0.5μm。

本發明提供的電化學廢水處理方法中，所述吸附材料是以多烯類單體和交聯劑共聚并負載有堿性陰離子活性官能團的吸附材料；所述多烯類單體包括苯乙烯、丙烯腈、2-氯苯乙烯中的至少一種；所述交聯劑包括二乙烯基苯、二乙烯基苯基甲烷、三甲基丙烯酸甘油酯中的至少一種；所述堿性陰離子活性官能團包括伯胺、仲胺、叔胺、季胺中的至少一種，能夠對廢水中的酚類物質通過分子間作用力進行吸附。

本發明提供的電化學廢水處理方法中，待處理的廢水中COD：6000～8000mg/L，色度：500～700度，濁度：10～100NTU，乳化油含量：80～120mg/L，酚含量：800～1200mg/L；從電化學廢水處理設備中排出的廢水中COD：≤4200mg/L，色度：≤100度，濁度：≤70NTU，乳化油含量：≤20mg/L，酚含量：≤1200mg/L；過濾除油后的廢水中COD：≤4000mg/L，色度：≤90度，濁度：≤20NTU，乳化油含量：≤10mg/L，酚含量：≤1100mg/L，水質外觀呈現淺黃色或微黃色；經過吸附材料的廢水中COD：1000～2000mg/L，色度：≤20度，濁度：≤5NTU，乳化油含量：≤5mg/L，酚含量：≤10mg/L，水質外觀呈無色透明。

本發明提供的電化學廢水處理方法中，污水中含有的有機物包括二氮雜苯、氮雜聯苯、氮雜苊、氮雜蒽、吡啶、咔唑、吲哚中的至少一種；多環類化合物包括萘、蒽、菲、苯并

芘中的至少一種；酚類物質包括苯酚、鄰甲酚、對甲酚、鄰對甲酚、二甲酚、鄰苯二甲酚及其同系物中的至少一種。

本發明還提供一種上述電化學廢水處理設備或上述電化學廢水處理方法在處理脫硫蒸氨后的廢水中的應用。

本發明的有益效果有：

本發明提供的電化學廢水處理設備的電解反應槽內沿水流方向依次設置有：電極，設置于進水端；阻隔板，位于出水端，垂直于水流方向交錯設置；過濾板，位于出水端，平行于水流方向，設置在出油口和出水口之間。上述電化學裝置集電解氧化、電解還原、電解絮凝、電解氣浮于一身，設備緊湊，液-液分離、固-液分離的效果優良，可有效除去乳化油。電解可溶性金屬陽極的產物具有絮凝、氣浮、吸附、共沉淀、氧化還原等性能，污染物顆粒與帶正電的金屬陽極產物通過靜電引力和范德華力絡合聚集成團，生成可沉降的絮凝體而被去除。有機分子也可以通過陽極氧化分解成小分子而容易被吸附，染料和溶解態的金屬離子則可通過陰極的電還原沉積作用于水體分離。廢水中的乳化油受到電場影響由外在的穩定狀態變為不穩定的狀態，隨著電荷的移動，微米油滴會因為碰撞變成大油滴，微量的電解伴隨著氣浮作用使得油滴走向液面上方，隨著水流移動到電解反應槽出水端后，因電解反應槽出水端沒有電場的存在，水中的殘渣會下沉，乳化油上浮，在阻隔板的阻隔下，利用油的密度小于水的密度使油走上方水走下方，實現油水的徹底分離，再通過設置過濾板使油水在出電解反應槽前不會接觸，達到去除乳化油的目的。形成的絮體輕微、難沉降時，還可以利用陰極析氫或耦合后續電氣浮工藝，由電解水產生的O2和H2(直徑不超過60μm，遠小于加壓氣泡粒徑)在上浮過程中將微輕絮體帶至水面，實現固-液分離。在實際工況運行中，上述電化學廢水處理設備不占用大量的區域面積，無絮凝劑的加入，不引入雜質，不改變水質，為廢水的回收利用創造了前提條件；沒有絮凝劑的加入，因而污泥產生量更少，其絮凝效果也優于傳統氧化劑或絮凝劑的10～15倍；因電場的使用，可以對水進行消毒和滅菌，使得水質保存的時間更長久。

本發明提供的電化學廢水處理設備的電極包括1～10對并聯的電極，且每個電極上都有開關對其進行控制，可實現處理能力的提升和降低，使得電化學廢水處理設備的適用性更強，應用范圍更廣。

本發明提供的電化學廢水處理方法，包括以下步驟：調整待處理的廢水pH至8～10，后通入上述電化學廢水處理設備中進行破乳、絮凝、氣浮等處理，再進行過濾除油，調整廢水pH至3～7，后通過吸附材料，再通入生化池。經過此方法處理后廢水濁度≤5NTU，色度≤20度，水由濃茶褐色變為無色透明，COD由6000～8000mg/L降低為1000～2000mg/L；乳化油含量由80～120mg/L降為≤5mg/L。在廢水進入電化學廢水處理設備前調整其pH至8～10使其達到電化學廢水處理設備酸堿要求處理的最佳條件，且廢水呈堿性時，陽極溶出產生的金屬離子經水解和絡合作用消耗了廢水中過多的OH-，使pH下降。經電化學廢水處理設備處理后的廢水還含有微量的油、固體雜質等懸浮物，過濾除油裝置可以過濾去除懸浮物、油類雜質。吸附材料是一種利用其對不同成分的選擇性吸附和篩選作用，通過選用適宜的吸附和解吸條件借以分離、提純某一種或某一類有機化合物的技術，它具有吸附快、解吸率高、吸附容量大、洗脫率高、再生簡便等優點。采用吸附材料吸附酚類化合物，在不改變酚組成成分的同時，在常溫常壓下對廢水中的酚進行回收，實現資源的二次運用，降低了運行成本。且不使用萃取劑進行萃取，更加綠色環保，實現可持續化發展。經吸附材料后殘留的有機物基本為小分子結構，可作為生化處理的碳源，不會對生化系統造成任何壓力，生化系統的運行不會受到影響。

本發明提供的電化學廢水處理方法中，包括對吸附材料進行脫附。可在吸附材料吸附飽和后，也就是COD出水超過2000mg/L后，進行脫附，以完成對酚的回收，酚的回收率可達到90％以上。

本發明提供的電化學廢水處理方法中，所述過濾除油裝置的濾芯包括陶瓷濾芯，所使用的陶瓷濾芯孔徑包括0.5μm，膠體及油類雜質會被截留在陶瓷濾芯表面，其處理精度可達到乳化油含量≤1mg/L，除油率可以達到80～95％以上，粒徑大于0.5μm的懸浮物去除率達98％以上，可進一步保證通過吸附材料的廢水符合吸附工藝。

本發明提供的電化學廢水處理設備和電化學廢水處理方法可用于處理脫硫蒸氨后的廢水，效果良好。

（發明人：胡永博;鄧茂盛）