[发明专利]一种同步减污降碳脱氮除磷三维电催化处理装置及工艺

说明书

本发明公开了一种同步减污降碳脱氮除磷三维电催化处理装置及工艺，涉及废水处理技术领域，解决现有三维电催化侧重于废水中COD的去除，无法同步脱氮除磷的问题，包括电催化反应池、沉淀池、第一电源、第二电源、曝气管，所述电催化反应池的一端设置有进水管，另一端设置有与沉淀池连通的溢流管，所述电催化反应池内呈间距依次设置有碳毡电极、铁电极、泡沫铜电极、钛基涂层电极，所述第一电源的阴极与碳毡电极连接，阳极与铁电极连接，第二电源的阴极与泡沫铜电极连接，阳极与钛基涂层电极连接，泡沫铜电极、钛基涂层电极之间设置有三维粒子电极和曝气盘，该曝气盘与曝气管连通。本发明将水处理功能有机统一，实现同步减污降碳脱氮除磷。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，更具体的是涉及一种同步减污降碳脱氮除磷三维电催化处理装置及工艺。

背景技术

难降解有机废水成分复杂、危害大，易导致癌变、畸变，对人类健康产生重大影响，是需要优先治理的环境问题。在许多情况下，采用传统生物法和物理化学法来处理难生化处理有机废水很难达到理想的处理效果，并且其操作工艺复杂，成本相对较高。三维电催化氧化技术的出现为难降解有机废水的处理提供了一种绿色环保高效的方法。三维电催化氧化体系具有传质传热快、脱除效率高、操作简便、占地面积小等优点，呈现广阔的应用前景。

目前，传统的三维电催化更侧重于废水中COD的去除，对于同步脱氮除磷的研究较少。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种将电絮凝、电催化双氧水合成、异相芬顿、均相芬顿、电催化脱氮以及电催化阳极氧化等水处理功能有机统一的水处理装置。

本发明采用的技术方案如下：一种同步减污降碳脱氮除磷三维电催化处理装置，包括电催化反应池、沉淀池、第一电源、第二电源、曝气管、进水管、溢流管、出水管，所述电催化反应池的一端与进水管连通，电催化反应池的另一端通过溢流管与沉淀池的一端连通，沉淀池的另一端与出水管连通，所述电催化反应池内沿水流方向呈间距依次设置有碳毡电极、铁电极、泡沫铜电极、钛基涂层电极，所述第一电源的阴极与碳毡电极连接，第一电源的阳极与铁电极连接，所述第二电源的阴极与泡沫铜电极连接，第二电源的阳极与钛基涂层电极连接，所述泡沫铜电极、钛基涂层电极之间设置有三维粒子电极和曝气盘，所述曝气盘与曝气管连通。

本发明的工作过程：将污水pH值调解至3-4后从进水管进入到电催化反应池中，控制第一电源的电流大小，释放铁离子，帮助第二电源系统中泡沫铜阴极表面催化成的建立和帮助初步合成的三维粒子电极负载异相芬顿催化剂；然后开始正常处理污水，污水pH值调解至3-4后从进水管进入到电催化反应池中，调解第一电源和第二电源控制的催化系统的电流大小，第一电源释放一定量铁源铁离子，第二电源在底部曝气的过程中同步发生阴极硝态氮的还原、阳极的电催化氧化、三维粒子电极的自产双氧水、异相芬顿和均相芬顿，实现污水的高效减污降碳脱氮的过程；经电催化反应池处理的水经溢流管流入沉淀池，并将pH值调解至6-8后加入一定量PAM后去除废水中剩余磷酸根与铁离子后，以上清液的形式排出。

所述碳毡电极和铁电极的间距为3-5cm，所述泡沫铜电极和钛基涂层电极的间距为5-8cm，所述泡沫铜电极和钛基涂层电极之间底部有曝气盘，中间投放有三维粒子电极；所述铁电极采用厚度为2-5mm碳钢板，碳毡电极的厚度为2-5mm，钛基涂层电极采用商用钛基涂层电极。

一种同步减污降碳脱氮除磷三维电催化处理工艺，由催化处理构建期和正常处理期组成，所述催化处理构建期的具体步骤为：

S1、通过进水管排入PH值为3-4的废水，进水量为设计进水量的1/5；

S2、启动第一电源和第二电源，第一电源调解电流大小为50-200mA，第二电源控制电流大小为300-1000mA；

S3、投放三维粒子电极，并开启底部曝气，时间为1-2天；