[发明专利]一种处理餐饮废水的装置及方法

说明书

[技术领域]

本发明属于水处理技术领域，特别涉及一种直流脉冲电絮凝-生物降解处理餐饮废水的方法与装置。

[技术背景]

餐饮废水污染物具有有机物含量大，悬浮物浓度大，水质变幅大和处理复杂等特点，一直以来都是废水处理的重点与难点，目前餐饮废水处理普遍采用生物法、混凝法等集中处理，具有投资大，工艺复杂等弱点。餐饮废水的复杂性与常规方法的集中处理模式，以及极高含量的有机物，是导致当前大量餐饮废水难以处理和不易达标排放的最直接原因。因此研究小规模的适合个体餐饮废水排放单位的集成餐饮费水处理方式对解决当前餐饮废水所导致的种种问题具有相当重要的现实意义。

电絮凝沉淀法是一种靠电流的电子传递作用使电极发生氧化还原反应而产生具有去污活性离子的方法，其产生的阳离子具有破坏废水中悬浮粒子的的带电特性，能使悬浮物聚集而沉淀，将污染物从废水中除去。通常用于水处理的电极材料为铁和铝或铁铝的混合物，阳极在电流的作用下失电子而发生溶解作用生成Al³⁺、Fe²⁺、Fe³⁺等阳离子，同时在阳极析出少量的O₂微气泡，在阴极上析出H₂微气泡，电絮凝的作用机理包括电解、脱稳、凝聚、气浮等过程，电解作用是指电阳极溶解产生阳离子的过程：电极在电流的作用下发生电解氧化还原反应，Fe或Al电极在阳极失电子产生Fe²⁺或Al³⁺。其中Fe²⁺在氧气的作用下迅速转变为Fe³⁺。水中的OH^-失电子生成O₂形成气泡逸出。在阴极，水分子解离形成的H+得电子生成H₂气泡逸出。脱稳作用是指阳极溶解产生的Fe³⁺、Al³⁺等离子与OH^-作用形成Fe(OH)₃和Al(OH)₃胶体物质与废水中的悬浮粒子发生电荷相互作用，使悬浮粒子脱除稳态而发生凝聚反应形成沉淀，然后再电解产生的O₂和H₂微气泡作用下吸附并浮载至水面，达到固液分离的效果。电解氧化还原包括两部分的内容，一是污染物直接与电解产生的Fe(OH)₃和Al(OH)₃胶体物质发生相互作用脱稳沉淀，二是电解过程中产生的OH·自由基具有极强的氧化性。能够无选择性地直接氧化废水中的有机污染物，产生CO₂和更简单的有机物。而向电絮凝反应器中通入臭氧则可大大强化这一过程，生成更多的OH·自由基增强氧化和电絮凝能力。产生的Fe²⁺也可以还原废水中的氧化性组分，生成Fe³⁺继续引发电絮凝反应。臭氧强化的电絮凝过程的反应式如下：

阳极：Fe-2e→Fe²⁺；2H₂O₂-4e→O₂+4H⁺

阴极：2H₂O+2e→H₂+2OH^-；

溶液中：2Fe²⁺+O₂+2H⁺→2Fe³⁺+H₂O₂，Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+HO·+OH^-，Fe²⁺+HO·→Fe³⁺+OH^-，Fe²⁺+2OH^-→Fe(OH)₂，Fe³⁺+3OH^-→Fe(OH)₃。

通入臭氧后：Fe²⁺+O₃→FeO²⁺+O₂，FeO²⁺+H₂O→Fe³⁺+HO·+OH^-