公布日：2024.12.31

申請日：2024.11.29

分類號：C02F1/461(2023.01)I;C02F1/42(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N

摘要

本發明涉及高鹽有機廢水處理技術領域，特別涉及一種用于高鹽有機廢水的多膜堆疊式電解處理裝置，包括堆棧系統和直流電源，堆棧系統包括剛性陽極板和剛性陰極板，剛性陰極板與剛性陽極板之間依次排列若干堆棧單元，相鄰堆棧單元之間設置有柔性雙極板，直流電源的正極連接剛性陽極板的陽極電流輸入端以及柔性雙極板的雙極板陽極電流輸入端，直流電源的負極連接剛性陰極板的陰極電流輸入端以及柔性雙極板的雙極板陰極電流輸入端。在外加電場作用下，鹽陽離子與鹽陰離子發生定向遷移，分別通過陰陽離子交換膜進入鹽液室，達到回收鹽的目的，同時廢水中的有機污染物被降解及鹽分被脫除，提高后續廢水的生化處理的效率。

權利要求書

1.一種用于高鹽有機廢水的多膜堆疊式電解處理裝置，其特征在于：包括堆棧系統（1）和直流電源（5），所述堆棧系統（1）包括陽極夾緊板（9）以及陰極夾緊板（12），所述陽極夾緊板（9）的一端安裝有剛性陽極板（10），所述陰極夾緊板（12）的一端安裝有剛性陰極板（13），所述剛性陰極板（13）與剛性陽極板（10）之間依次排列若干相通的堆棧單元，相鄰所述堆棧單元之間設置有相通的柔性雙極板（11）；每一所述堆棧單元均由陽離子交換膜（15）、陰離子交換膜（14）以及三組柔性隔板（25）組成，形成柔性隔板（25）-陽離子交換膜（15）-柔性隔板（25）-陰離子交換膜（14）-柔性隔板（25）的三明治結構，每一所述柔性隔板（25）的內腔均嵌有一層絲網（27），位于三明治結構中間的柔性隔板（25）與其兩側柔性隔板（25）的朝向相反；所述直流電源（5）的正極連接剛性陽極板（10）的陽極電流輸入端（24）以及柔性雙極板（11）的雙極板陽極電流輸入端（30），所述直流電源（5）的負極連接剛性陰極板（13）的陰極電流輸入端（33）以及柔性雙極板（11）的雙極板陰極電流輸入端。

2.根據權利要求1所述的用于高鹽有機廢水的多膜堆疊式電解處理裝置，其特征在于：所述剛性陽極板（10）包括絕緣的第一剛性邊框，所述第一剛性邊框的一端內腔有陽極本體（19），所述陽極電流輸入端（24）設置在第一剛性邊框的一側并連接至陽極本體（19），所述第一剛性邊框的下端設置有非貫穿的廢水進水孔（23）和鹽液進水孔（20），所述第一剛性邊框的底部設置有連通廢水進水孔（23）的廢水進水管（22）以及連通鹽液進水孔（20）的鹽液進水管（21）。

3.根據權利要求2所述的用于高鹽有機廢水的多膜堆疊式電解處理裝置，其特征在于：所述柔性隔板（25）包括絕緣的第一柔性邊框，所述絲網（27）內嵌在第一柔性邊框的內腔，所述第一柔性邊框的上端設置有兩組貫穿式的第一集水孔（28），其中一所述第一集水孔（28）與第一柔性邊框的內腔連通，所述第一柔性邊框的下端設置有兩組貫穿式的第一布水孔（26），其中一所述第一布水孔（26）與第一柔性邊框的內腔連通，兩組所述第一布水孔（26）分別正對廢水進水孔（23）和鹽液進水孔（20）。

4.根據權利要求3所述的用于高鹽有機廢水的多膜堆疊式電解處理裝置，其特征在于：所述柔性雙極板（11）包括絕緣的第二柔性邊框，所述第二柔性邊框的兩端分別內嵌有陽極本體（19）和陰極本體（32），所述雙極板陰極電流輸入端設于第二柔性邊框的一側并連接陰極本體（32），所述雙極板陽極電流輸入端（30）以及雙極板陰極電流輸入端設于第二柔性邊框的一側并對應連接至陽極本體（19）和陰極本體（32），所述第二柔性邊框的上端設置有兩組貫穿式的第二集水孔（31），所述第二集水孔（31）與第一集水孔（28）一一對應，所述第二柔性邊框的下端設置有兩組貫穿式的第二布水孔（29），所述第二布水孔（29）與第一布水孔（26）一一對應。

5.根據權利要求4所述的用于高鹽有機廢水的多膜堆疊式電解處理裝置，其特征在于：所述剛性陰極板（13）包括絕緣的第二剛性邊框，所述第二剛性邊框的一端內嵌有陰極本體（32），所述陰極電流輸入端（33）設置在第二剛性邊框的一側并連接至陰極本體（32），所述第二剛性邊框的上端設置有非貫穿并對應第二集水孔（31）的鹽液出水孔（34）和廢水出水孔（37），所述第二剛性邊框的頂部設置有連通鹽液出水孔（34）的鹽液出水管（35）以及連通廢水出水孔（37）的廢水出水管（36）。

6.根據權利要求1所述的用于高鹽有機廢水的多膜堆疊式電解處理裝置，其特征在于：還包括鹽液循環系統（2）和廢水循環系統（8），所述剛性陽極板（10）或柔性雙極板（11）與相鄰的陽離子交換膜（15）之間形成陽極室（18），所述剛性陰極板（13）或柔性雙極板（11）與相鄰的陰離子交換膜（14）之間形成陰極室（16），所述陰離子交換膜（14）與相鄰的陽離子交換膜（15）之間形成鹽液室（17），所述鹽液室（17）內的溶液進入鹽液循環系統（2），所述陽極室（18）和陰極室（16）內的溶液進入廢水循環系統（8）。

7.根據權利要求1所述的用于高鹽有機廢水的多膜堆疊式電解處理裝置，其特征在于：所述直流電源（5）提供的電流密度為0mA/cm2～100mA/cm2。

8.根據權利要求1所述的用于高鹽有機廢水的多膜堆疊式電解處理裝置，其特征在于：所述剛性陽極板（10）的電極材質為鈦涂釕，所述剛性陰極板（13）的電極材質為不銹鋼。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于高鹽有機廢水的多膜堆疊式電解處理裝置，旨在實現高鹽有機廢水的高效處理，回收廢水中鹽，同時降解廢水中的有機物，提高廢水可生化性，降低該類廢水處理成本。

為了解決上述的技術問題，本發明是通過以下技術方案來實現：

一種用于高鹽有機廢水的多膜堆疊式電解處理裝置，包括堆棧系統和直流電源，所述堆棧系統包括陽極夾緊板以及陰極夾緊板，所述陽極夾緊板的一端安裝有剛性陽極板，所述陰極夾緊板的一端安裝有剛性陰極板，所述剛性陰極板與剛性陽極板之間依次排列若干相通的堆棧單元，相鄰所述堆棧單元之間設置有相通的柔性雙極板，每一所述堆棧單元均包括三組相堆疊的柔性隔板，其中一相鄰的柔性隔板之間設置有陽離子交換膜，另一相鄰的柔性隔板之間設置有陰離子交換膜，所述柔性隔板的內腔嵌有一層絲網，位于中間的柔性隔板與其兩側柔性隔板的朝向相反，所述直流電源的正極連接剛性陽極板的陽極電流輸入端以及柔性雙極板的雙極板陽極電流輸入端，所述直流電源的負極連接剛性陰極板的陰極電流輸入端以及柔性雙極板的雙極板陰極電流輸入端。

優選的，所述剛性陽極板包括絕緣的第一剛性邊框，所述第一剛性邊框的一端內腔有陽極本體，所述陽極電流輸入端設置在第一剛性邊框的一側并連接至陽極本體，所述第一剛性邊框的下端設置有非貫穿的廢水進水孔和鹽液進水孔，所述第一剛性邊框的底部設置有連通廢水進水孔的廢水進水管以及連通鹽液進水孔的鹽液進水管。

優選的，所述柔性隔板包括絕緣的第一柔性邊框，所述絲網內嵌在第一柔性邊框的內腔，所述第一柔性邊框的上端設置有兩組貫穿式的第一集水孔，其中一所述第一集水孔與第一柔性邊框的內腔連通，所述第一柔性邊框的下端設置有兩組貫穿式的第一布水孔，其中一所述第一布水孔與第一柔性邊框的內腔連通，兩組所述第一布水孔分別正對廢水進水孔和鹽液進水孔。

優選的，所述柔性雙極板包括絕緣的第二柔性邊框，所述第二柔性邊框的兩端分別內嵌有陽極本體和陰極本體，所述雙極板陰極電流輸入端設于第二柔性邊框的一側并連接陰極本體，所述雙極板陽極電流輸入端以及雙極板陰極電流輸入端設于第二柔性邊框的一側并對應連接至陽極本體和陰極本體，所述第二柔性邊框的上端設置有兩組貫穿式的第二集水孔，所述第二集水孔與第一集水孔一一對應，所述第二柔性邊框的下端設置有兩組貫穿式的第二布水孔，所述第二布水孔與第一布水孔一一對應。

優選的，所述剛性陰極板包括絕緣的第二剛性邊框，所述第二剛性邊框的一端內嵌有陰極本體，所述陰極電流輸入端設置在第二剛性邊框的一側并連接至陰極本體，所述第二剛性邊框的上端設置有非貫穿并對應第二集水孔的鹽液出水孔和廢水出水孔，所述第二剛性邊框的頂部設置有連通鹽液出水孔的鹽液出水管以及連通廢水出水孔的廢水出水管。

優選的，還包括鹽液循環系統和廢水循環系統，所述剛性陽極板或柔性雙極板與相鄰的陽離子交換膜之間形成陽極室，所述剛性陰極板或柔性雙極板與相鄰的陰離子交換膜之間形成陰極室，所述陰離子交換膜與相鄰的陽離子交換膜之間形成鹽液室，所述鹽液室內的溶液進入鹽液循環系統，所述陽極室和陰極室內的溶液進入廢水循環系統。

優選的，所述直流電源提供的電流密度為0mA/cm2～100mA/cm2。

優選的，所述剛性陽極板的電極材質為鈦涂釕，所述剛性陰極板的電極材質為不銹鋼。

采用了上述技術方案后，本發明的有益效果是：

在外加電場作用下，鹽陽離子與鹽陰離子發生定向遷移，分別通過陰陽離子交換膜進入鹽液室，達到回收鹽的目的，同時廢水中的鹽分被脫除，提高后續廢水的生化處理的效率。高鹽有機廢水中的有機物在電極表面發生降解反應，大分子有機物變為小分子有機物，從而提高廢水可生化性。

（發明人：程言妍;顧穎鵬;王旦;彭政;唐彥強;張永壯;王杰曉）