[发明专利]一种阴极电絮凝和电氧化过程耦合的同步去除N-P-COD的水处理系统

说明书

本发明涉及污水处理设备的技术领域，具体涉及一种阴极电絮凝和电氧化过程耦合的同步去除N‑P‑COD的水处理系统。包依次连通的进水口、沉淀系统、清水池及出水口，所述沉淀系统包括电性连接的金属阴极和阳极，工作时，沉淀系统内电解质为含有氯化钠的溶液。本发明通过将一般发生在阳极的电絮凝过程转移到阴极，利用阴极析氢反应产生局部碱性环境，促进金属电极碱性腐蚀溶出产生絮体除磷，同时耦合阳极析氯过程去除氨氮和COD，在单一电解系统中同时实现电絮凝除磷和电化学氧化脱氮、去除有机物的过程。本发明的系统解决了同步去除氨氮、磷和COD要求下阳极腐蚀和惰性保护等要求的冲突，避免阴极无效析氢过程。

技术领域

本发明涉及污水处理设备的技术领域，具体涉及一种阴极电絮凝和电氧化过程耦合的同步去除N-P-COD的水处理系统。

背景技术

污水中大量氮磷营养元素的排放是造成水体富营养化的主要原因，脱氮除磷是污水处理的基本要求。电化学处理技术具有操作简单、响应迅速、装置集约、绿色高效等优点，被认为是最有前途的水处理技术之一。电化学脱氮主要是指电化学氧化法直接在阳极表面去除氨氮或利用溶液中Cl^-、Br^-还原为Cl₂或者Br₂等强氧化性物质去除氨氮，同时电化学氧化技术对部分有机物也有较好的去除效果。除磷则主要通过电絮凝过程来完成。电絮凝通过使用铝、铁作为牺牲阳极，在阳极失去电子后形成羟基聚合物等絮体，与磷酸盐形成沉淀从而达到除磷目的。目前多数是单独研究电化学过程在脱氮和除磷中的应用，这是由于电化学氧化过程需要惰性阳极，污染物在阳极被直接氧化或被阳极生成的活性物质间接氧化。而电絮凝过程则需要牺牲金属阳极，以溶出金属离子以产生必要的絮凝剂。对同一阳极的不同需要导致了电化学同步去除氮、磷和COD的过程难以在单一电解体系中实现。阴极反应往往只实现析出氢气的副反应，对污染物去除没有贡献。

如果能够同时利用阴极和阳极反应，实现一种能够同时去除氨氮、磷和COD的电化学处理系统，对于节约能耗，减少处理设备的占地具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阴极电絮凝和电氧化过程耦合的同步去除N-P-COD的水处理系统，通过将一般发生在阳极的电絮凝过程转移到阴极，利用阴极析氢反应产生局部碱性环境，促进金属电极碱性腐蚀溶出产生絮体除磷，同时耦合阳极析氯过程去除氨氮和COD，在单一电解系统中同时实现电絮凝除磷和电化学氧化脱氮、去除有机物的过程。

本发明实现目的所采用的方案是：一种阴极电絮凝和电氧化过程耦合的同步去除N-P-COD的水处理系统，包依次连通的进水口、沉淀系统、清水池及出水口，所述沉淀系统包括电性连接的金属阴极和尺稳阳极，工作时，沉淀系统内电解质为含有氯化钠的溶液。

优选地，所述沉淀系统包括相互连通的电解装置和沉淀池，所述电解装置包括电解池及设置于所述电解池内的金属阴极和阳极，所述电解池的出水口与沉淀池连通。

优选地，所述金属阴极为铝板、镁板、锌板中的任一种；所述阳极为DSA尺稳阳极、镀铂钛阳极、掺硼金刚石电极、石墨电极中的任一种。

优选地，所述电解池的出水口处设置有出水阀。

优选地，所述清水池与电解池之间通过管道连通，清水池和电解池之间设置有药剂箱。

优选地，所述药剂箱和电解池内均设置有水位控制器。

优选地，所述沉淀池由两块隔板分为并排设置的第一沉淀区、第二沉淀区和第三沉淀区，隔板的底部与沉淀池的底部之间为非封闭设置，其中第一沉淀区与电解池连通，第三沉淀区与清水池连通。

优选地，所述第二沉淀区内有多个平行设置的斜板。

优选地，所述沉淀池的底部设置为V型斗。

优选地，工作时，电解池内氯化钠的浓度为0.1-2mol/L。更为优选的，工作时，电解池内氯化钠的浓度为0.1-1mol/L。