公布日：2022.08.19
申請日：2022.05.26
分類(lèi)號：C02F9/06(2006.01)I;C02F1/461(2006.01)I;C02F1/76(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N;C02F103/16(2006.01)N;
C02F1/66(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供了一種高鹽氨氮廢水處理裝置及處理方法，屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明中的陽(yáng)極包括上陽(yáng)極、中陽(yáng)極和下陽(yáng)極，在動(dòng)態(tài)連續電解的過(guò)程中，通過(guò)控制下陽(yáng)極、中陽(yáng)極、上陽(yáng)極的電流密度逐漸降低，實(shí)現電解產(chǎn)生的氯氣量在下陽(yáng)極、中陽(yáng)極、上陽(yáng)極由下至上逐漸減少，產(chǎn)生的氯氣使廢水中氨氮在底部大量去除，隨著(zhù)電流密度降低達到梯度去除，避免中陽(yáng)極、上陽(yáng)極產(chǎn)生過(guò)多的氯氣，實(shí)現了氯氣的充分利用，降低氯氣尾氣的產(chǎn)生，同時(shí)使氨氮廢水中的COD濃度達到廢水排放標準。
權利要求書(shū)
1.一種高鹽氨氮廢水處理方法，其特征在于，利用高鹽氨氮廢水處理裝置，所述高鹽氨氮廢水處理裝置包括陽(yáng)極、陰極、外殼(1)、頂蓋(10)、底蓋(7)、頂部開(kāi)口(11)、底部開(kāi)口(6)、氯氣檢測裝置(8)、氣體出口(9)、第一絕緣板(12)、第二絕緣板(13)和第三絕緣板(14)；所述陽(yáng)極在垂直方向上由高到低依次設置為上陽(yáng)極(3)、中陽(yáng)極(4)和下陽(yáng)極(5)；所述陰極在垂直方向上由高到低依次設置為上陰極(15)、中陰極(16)和下陰極(17)；所述第一絕緣板(12)設置在所述上陽(yáng)極(3)和中陽(yáng)極(4)之間，所述第二絕緣板(13)設置在所述中陽(yáng)極(4)和下陽(yáng)極(5)之間，所述第三絕緣板(14)設置在所述下陽(yáng)極(5)的底部；所述陰極為空心圓柱形結構，所述陽(yáng)極在圓柱形結構內，且未占滿(mǎn)圓柱形結構，所述陽(yáng)極置于陰極中間，所述陰極環(huán)繞在陽(yáng)極外側，所述陰極和陽(yáng)極之間的空隙為腔體(2)；所述氯氣檢測裝置(8)和氣體出口(9)設置在所述頂蓋(10)上；所述頂部開(kāi)口(11)和底部開(kāi)口(6)設置在所述外殼的外側；所述的高鹽氨氮廢水處理方法包括以下步驟：所述高鹽氨氮廢水通過(guò)所述底部開(kāi)口(6)進(jìn)入腔體(2)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)連續電解，得到出水和氮氣，所述動(dòng)態(tài)連續電解時(shí)下陽(yáng)極(5)的電流大于所述中陽(yáng)極(4)的電流，所述中陽(yáng)極(4)的電流大于所述上陽(yáng)極(3)的電流，所述出水從頂部開(kāi)口(11)排出，所述氮氣從氣體出口(9)排出；所述高鹽氨氮廢水的pH值為10.5-12.5；所述高鹽氨氮廢水中氨氮濃度為20-600mg/L，氯離子濃度為3-15g/L，COD濃度為150-300mg/L。
2.根據權利要求1所述的高鹽氨氮廢水處理方法，其特征在于，所述陰極的材質(zhì)為鈦合金或哈氏合金。
3.根據權利要求1所述的高鹽氨氮廢水處理方法，其特征在于，所述陽(yáng)極的材質(zhì)為鈦合金復合材料，所述鈦合金復合材料以鈦合金為基材，表面有RuO2涂層和/或IrO2涂層。
4.根據權利要求1所述的高鹽氨氮廢水處理方法，其特征在于，所述第一絕緣板(12)、第二絕緣板(13)和第三絕緣板(14)的材質(zhì)獨立地為聚氯乙烯或聚丙烯。
5.根據權利要求1或4所述的高鹽氨氮廢水處理方法，其特征在于，所述第一絕緣板(12)、第二絕緣板(13)和第三絕緣板(14)的厚度獨立地為3-10mm。
6.根據權利要求1所述的高鹽氨氮廢水處理方法，其特征在于，所述陽(yáng)極與陰極的相對面之間的距離為10-25mm。
7.一種高鹽氨氮廢水處理方法，其特征在于，利用高鹽氨氮廢水處理裝置，所述高鹽氨氮廢水處理裝置包括陽(yáng)極、陰極、外殼(1)、頂蓋(10)、底蓋(7)、頂部開(kāi)口(11)、底部開(kāi)口(6)、氯氣檢測裝置(8)、氣體出口(9)、第一絕緣板(12)、第二絕緣板(13)和第三絕緣板(14)；所述陽(yáng)極在垂直方向上由高到低依次設置為上陽(yáng)極(3)、中陽(yáng)極(4)和下陽(yáng)極(5)；所述陰極在垂直方向上由高到低依次設置為上陰極(15)、中陰極(16)和下陰極(17)；所述第一絕緣板(12)設置在所述上陽(yáng)極(3)和中陽(yáng)極(4)之間，所述第二絕緣板(13)設置在所述中陽(yáng)極(4)和下陽(yáng)極(5)之間，所述第三絕緣板(14)設置在所述下陽(yáng)極(5)的底部；所述陰極為空心圓柱形結構，所述陽(yáng)極在圓柱形結構內，且未占滿(mǎn)圓柱形結構，所述陽(yáng)極置于陰極中間，所述陰極環(huán)繞在陽(yáng)極外側，所述陰極和陽(yáng)極之間的空隙為腔體(2)；所述氯氣檢測裝置(8)和氣體出口(9)設置在所述頂蓋(10)上；所述頂部開(kāi)口(11)和底部開(kāi)口(6)設置在所述外殼的外側；所述高鹽氨氮廢水處理裝置還包括氣液交換層(18)，所述氣液交換層(18)設置在所述頂部開(kāi)口(11)與上陽(yáng)極(3)之間；所述氣液交換層(18)內填充球狀聚丙烯材料；所述的高鹽氨氮廢水處理方法包括以下步驟：所述高鹽氨氮廢水通過(guò)所述頂部開(kāi)口(11)進(jìn)入腔體(2)，經(jīng)過(guò)所述氣液交換層(18)后進(jìn)行動(dòng)態(tài)連續電解，得到出水和氮氣，所述動(dòng)態(tài)連續電解時(shí)下陽(yáng)極(5)的電流大于所述中陽(yáng)極(4)的電流，所述中陽(yáng)極(4)的電流大于所述上陽(yáng)極(3)的電流，所述出水從底部開(kāi)口(6)排出，所述氮氣經(jīng)過(guò)所述氣液交換層(18)后從氣體出口(9)排出；所述高鹽氨氮廢水的pH值為8-10；所述高鹽氨氮廢水中氨氮濃度為20-600mg/L，氯離子濃度為3-15g/L，COD濃度為150-300mg/L。
發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種高鹽氨氮廢水處理裝置及處理方法。本發(fā)明提供的高鹽氨氮廢水處理裝置設有上陽(yáng)極、中陽(yáng)極和下陽(yáng)極，實(shí)現動(dòng)態(tài)連續電解，降低氯氣尾氣的產(chǎn)生。
為了實(shí)現上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供了一種高鹽氨氮廢水處理裝置，包括陽(yáng)極、陰極、外殼1、頂蓋10、底蓋7、頂部開(kāi)口11、底部開(kāi)口6、氯氣檢測裝置8、氣體出口9、第一絕緣板12、第二絕緣板13和第三絕緣板14，
所述陽(yáng)極在垂直方向上由高到低依次設置為上陽(yáng)極3、中陽(yáng)極4和下陽(yáng)極5；所述陰極在垂直方向上由高到低依次設置為上陰極15、中陰極16和下陰極17；所述第一絕緣板12設置在所述上陽(yáng)極3和中陽(yáng)極4之間，所述第二絕緣板13設置在所述中陽(yáng)極4和下陽(yáng)極5之間，所述第三絕緣板14設置在所述下陽(yáng)極5的底部；
所述陰極為空心圓柱形結構，所述陽(yáng)極在圓柱形結構內，且未占滿(mǎn)圓柱形結構，所述陽(yáng)極置于陰極中間，所述陰極環(huán)繞在陽(yáng)極外側，所述陰極和陽(yáng)極之間的空隙為腔體2；
所述氯氣檢測裝置8和氣體出口9設置在所述頂蓋10上；
所述頂部開(kāi)口11和底部開(kāi)口6設置在所述外殼的外側。
優(yōu)選地，所述陰極的材質(zhì)為鈦合金或哈氏合金。
優(yōu)選地，所述陽(yáng)極的材質(zhì)為鈦合金復合材料，所述鈦合金復合材料以鈦合金為基材，表面有RuO2涂層和/或IrO2涂層。
優(yōu)選地，所述第一絕緣板12、第二絕緣板13和第三絕緣板14的材質(zhì)獨立地為聚氯乙烯或聚丙烯。
優(yōu)選地，所述第一絕緣板12、第二絕緣板13和第三絕緣板14的厚度獨立地為3-10mm。
優(yōu)選地，所述陽(yáng)極與陰極的相對面之間的距離為10-25mm。
優(yōu)選地，所述的高鹽氨氮廢水處理裝置還包括氣液交換層18，所述氣液交換層18設置在所述頂部開(kāi)口11與上陽(yáng)極3之間。
優(yōu)選地，所述氣液交換層18內填充球狀聚丙烯材料。
本發(fā)明提供了一種高鹽氨氮廢水處理方法，利用上述技術(shù)方案所述的高鹽氨氮廢水處理裝置，包括以下步驟：
所述高鹽氨氮廢水通過(guò)所述底部開(kāi)口6進(jìn)入腔體2，進(jìn)行動(dòng)態(tài)連續電解，得到出水和氮氣，所述動(dòng)態(tài)連續電解時(shí)下陽(yáng)極5的電流大于所述中陽(yáng)極4的電流，所述中陽(yáng)極4的電流大于所述上陽(yáng)極3的電流，所述出水從頂部開(kāi)口11排出，所述氮氣從氣體出口9排出；所述高鹽氨氮廢水的pH值為10.5-12.5。
本發(fā)明還提供了另一種高鹽氨氮廢水處理方法，利用上述技術(shù)方案所述的高鹽氨氮廢水處理裝置，包括以下步驟：
所述高鹽氨氮廢水通過(guò)所述頂部開(kāi)口11進(jìn)入腔體2，經(jīng)過(guò)所述氣液交換層15后進(jìn)行動(dòng)態(tài)連續電解，得到出水和氮氣，所述動(dòng)態(tài)連續電解時(shí)下陽(yáng)極5的電流大于所述中陽(yáng)極4的電流，所述中陽(yáng)極4的電流大于所述上陽(yáng)極(3)的電流，所述出水從底部開(kāi)口6排出，所述氮氣經(jīng)過(guò)所述氣液交換層18后從氣體出口9排出；所述高鹽氨氮廢水的pH值為8-10。
本發(fā)明提供了一種高鹽氨氮廢水處理裝置，包括陽(yáng)極、陰極、外殼1、頂蓋10、底蓋7、頂部開(kāi)口11、底部開(kāi)口6、氯氣檢測裝置8、氣體出口9、第一絕緣板12、第二絕緣板13和第三絕緣板14，所述陽(yáng)極在垂直方向上由高到低依次設置為上陽(yáng)極3、中陽(yáng)極4和下陽(yáng)極5；所述陰極在垂直方向上由高到低依次設置為上陰極15、中陰極16和下陰極17；所述第一絕緣板12設置在所述上陽(yáng)極3和中陽(yáng)極4之間，所述第二絕緣板13設置在所述中陽(yáng)極4和下陽(yáng)極5之間，所述第三絕緣板14設置在所述下陽(yáng)極5的底部；所述陰極為空心圓柱形結構，所述陽(yáng)極在圓柱形結構內，且未占滿(mǎn)圓柱形結構，所述陽(yáng)極置于陰極中間，所述陰極環(huán)繞在陽(yáng)極外側，所述陰極和陽(yáng)極之間的空隙為腔體2；所述氯氣檢測裝置8和氣體出口9設置在所述頂蓋10上；所述頂部開(kāi)口11和底部開(kāi)口6設置在所述外殼的外側。
本發(fā)明中所述陽(yáng)極包括上陽(yáng)極3、中陽(yáng)極4和下陽(yáng)極5，在動(dòng)態(tài)連續電解的過(guò)程中，通過(guò)控制下陽(yáng)極5、中陽(yáng)極4、上陽(yáng)極3的電流密度逐漸降低，實(shí)現電解產(chǎn)生的氯氣量在下陽(yáng)極5、中陽(yáng)極4、上陽(yáng)極3由下至上逐漸減少，產(chǎn)生的氯氣使廢水中氨氮在底部大量去除，隨著(zhù)電流密度降低達到梯度去除，避免中陽(yáng)極、上陽(yáng)極產(chǎn)生過(guò)多的氯氣，實(shí)現了氯氣的充分利用，降低氯氣尾氣的產(chǎn)生，同時(shí)使氨氮廢水中的COD濃度達到廢水排放標準。
進(jìn)一步地，針對pH值為8-10的高鹽氨氮廢水，本發(fā)明的高鹽氨氮廢水處理裝置還包括氣液交換層18，所述氣液交換層18設置在所述頂部開(kāi)口11與上陽(yáng)極3之間，pH值為8-10的高鹽氨氮廢水堿性弱，電解產(chǎn)生的氯氣不易反應生成次氯酸根，易從廢水中溢出，利用氣液交換層能夠使氯氣與廢水充分接觸，將廢水中的氨氮氧化為氮氣，進(jìn)一步減少氯氣尾氣的產(chǎn)生。
同時(shí)，本發(fā)明的高鹽氨氮廢水處理裝置結構簡(jiǎn)單，工藝流程短，不需要添加藥劑；陰極環(huán)繞在陽(yáng)極外側，極大地減少占地面積。
本發(fā)明針對pH值為10.5-12.5的高鹽氨氮廢水，還提供了高鹽氨氮廢水處理方法，包括以下步驟：所述高鹽氨氮廢水通過(guò)所述底部開(kāi)口6進(jìn)入腔體2，進(jìn)行動(dòng)態(tài)連續電解，得到出水和氮氣，所述動(dòng)態(tài)連續電解時(shí)下陽(yáng)極5的電流大于所述中陽(yáng)極4的電流，所述中陽(yáng)極4的電流大于所述上陽(yáng)極3的電流，所述出水從頂部出口11排出，所述氮氣從氣體出口9排出。本發(fā)明中，pH值為10.5-12.5的高鹽氨氮廢水堿性強，氯氣易發(fā)生反應生成次氯酸根，不易從廢水從溢出，在動(dòng)態(tài)連續電解的過(guò)程中，控制下陽(yáng)極5、中陽(yáng)極4、上陽(yáng)極3的電流密度逐漸降低，實(shí)現電解產(chǎn)生的氯氣量在下陽(yáng)極5、中陽(yáng)極4、上陽(yáng)極3由下至上逐漸減少，達到廢水中氨氮在電解裝置底部大量去除，隨著(zhù)電流密度降低達到梯度去除，避免中陽(yáng)極4、上陽(yáng)極3產(chǎn)生過(guò)多的氯氣。
（發(fā)明人：洪侃;徐建兵;李忠岐;梁鑫;曾鵬;汪光鑫;劉新敏）
