[实用新型]一种电化学法-浸没式膜分离集成水处理装置

说明书

一种电化学法‑浸没式膜分离集成水处理装置，属于水处理技术领域，涉及一种将电絮凝、电催化氧化或电芬顿等电化学过程与浸没式膜分离过程集成的水处理装置。利用电化学法强大的降解能力和废水的循环处理，提高污染物的去除效率。该装置主要包括电絮凝/电催化氧化/电芬顿反应区、浸没式膜分离区和沉降区三部分，其中电絮凝/电催化氧化/电芬顿反应系统可根据需要选配电极；膜分离区可采用浸没式或其他型式的膜组件；两区之间用隔板隔开，于膜分离区设置曝气装置，控制膜污染，其提升作用使废水在两区之间循环流动，膜分离区浓缩后的废水再次进入反应区进行处理。二者的下部为联通的沉降区，内部污泥自沉降区定期排出。

技术领域

本实用新型涉及一种水与污(废)水处理装置，属于水处理技术领域。

背景技术

电化学法是一种研究和应用比较广泛，尤其在去除水中难降解有机物方面具有比较突出优势的水处理技术。电絮凝、电催化氧化、电芬顿是常用的电化学水处理方法。

电絮凝是以铝、铁等金属为阳极，在直流电的作用下，阳极溶解产生Al、Fe 等离子，再经一系列水解、聚合及亚铁氧化等过程，形成各种羟基络合物、多核羟基络合物以及氢氧化物氢氧化物等，使水中的胶体物质、悬浮颗粒等混凝沉淀而分离。同时，带电的污染物颗粒在电场中泳动，其部分电荷被电极中和而促使其脱稳聚沉。此外，电絮凝过程中，能够产生氧化能力较强的氧气，分解水中有机污染物，且生成的氢气也起到了气浮的作用。由于阳极的氧化作用和阴极的还原作用，电絮凝还能同时高效去除水中有机物和其他多种污染物。与常规的化学絮凝相比，电絮凝对有机物的去除率更高，而且操作比较简便、管理方便。该技术在有机废水无害化处理上具有较大竞争优势和市场前景，其处理对象涉及酚类、染料、烃类、表面活性剂、芳烃、重金属类、杀虫剂、除草剂等多种常见的难生物降解的有机化合物、重金属和无机物。

电催化氧化是利用具有催化性能的金属氧化物电极，产生具有强氧化能力的羟基自由基(·OH)或其它自由基和基团，氧化水中的有机污染物，使其分解为 H2O、CO2或其他小分子化合物。与传统的生物处理方法相比，电催化氧化技术具有操作管理方便，氧化条件可控程度高，对有机物的分解更加彻底，效率高，易实现自动化控制，设备集成度高，占地少等优点，尤其在生物难降解废水的处理方面表现出了高效的降解能力，已成为废水处理领域中的研究热点。为了提高·OH 基团氧化有机物的效率，需限制氧气的析出，因此必须控制好反应条件，如反应温度、溶液pH值和反应的电流密度等，选择较高电位的阳极材料能很好地抑制氧气的析出。

在已知阳极中，金刚石膜电极和镀铂钛电极(Ti/Pt)被认为具有较高的析氧电位，但价格昂贵。形稳电极(DSA)是20世纪60年代末发展起来的一种金属氧化物电极。该电极有耐蚀稳定、催化活性高、寿命长等优点，研究和应用日益增多。目前，氧化物的成分主要有SnO2、PbO2、Sb2O5、RuO2、IrO2、MnO2、Ta2O5等或它们之中两种或两种以上的复合物，而且两元以上的氧化物往往具有更优越的导电性、稳定性及催化活性。

芬顿(Fenton)氧化法是一种高效的高级氧化技术，应用日益广泛。不过，普通芬顿法自身存在对污染物的矿化度不高、H2O2易分解且利用率不高、反应过程中形成的氢氧化铁絮凝物增加了后续处理费用等缺陷，限制了其发展。目前，人们用引入紫外线和电解的方法来解决以上难题，分别称为光芬顿法和电芬顿法。虽然光芬顿提高了难降解有机物的矿化程度，但是存在光量子效率低和自动生成·OH不完善的缺点，从而使人们把主要精力集中在把电解反应和芬顿反应置于同一反应器中进行的电芬顿法上。