一種電化學(xué)氧化裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電化學(xué)氧化裝置，該裝置包括殼體、進(jìn)水口、液體分布器、陽極床、陰極床、微電解填料、出水口、電源、填料卸口、填料壓板、溢流堰，用該裝置處理焦化廢水可以將難降解有機(jī)物氧化降解為二氧化碳、水和無機(jī)離子等無害物質(zhì)，和傳統(tǒng)電化學(xué)方法相比降低了處理廢水所需的能耗，能有效節(jié)約成本，該裝置本身易于管理，操作簡單且運(yùn)行穩(wěn)定。
【專利說明】ー種電化學(xué)氧化裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及ー種電化學(xué)氧化裝置，屬于焦化廢水污染控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]焦化廢水主要來自煉焦、煤氣凈化及化工產(chǎn)品的精制等過程，產(chǎn)生大量以含酚類化合物為主的高濃度有機(jī)廢水，水質(zhì)成分復(fù)雜，隨原煤和煉焦エ藝的不同而變化，含有許多難以生物降解的芳香族有機(jī)物、雜環(huán)及多環(huán)化合物，是ー種較難處理的エ業(yè)廢水。
[0003]現(xiàn)有的焦化廢水處理方法主要可分為物理化學(xué)方法和生物化學(xué)方法，生物化學(xué)法因其處理成本低，是迄今為止焦化廢水處理最有效、也是應(yīng)用最廣的方法，目前國內(nèi)多采用優(yōu)化的活性污泥法對焦化廢水進(jìn)行處理，處理后出水含酚、氰兩項(xiàng)指標(biāo)，可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，但COD和氨氮濃度仍然較高，對環(huán)境有較大危害，高級氧化技術(shù)正是由于處理這類高濃度難降解污染物的需要而發(fā)展起來的新興處理技術(shù)，這類技術(shù)是通過運(yùn)用電、光、輻照及催化劑生成具有極強(qiáng)氧化能力的自由基將水體中的大分子難降解有機(jī)物氧化降解成低毒或無毒的小分子物質(zhì)，甚至直接降解成為ニ氧化碳、水和無機(jī)離子等無害成分，但一般能耗較大,且處理成本較高。
[0004]A/0、A2/0和其他組合エ藝的實(shí)施，需要配套的裝置，而焦化廢水處理裝置中，核心単元為反應(yīng)器，常用反應(yīng)器有序批式活性污泥法反應(yīng)器(SBR)、固體床反應(yīng)器和好氧流化床反應(yīng)器等，但將上述反應(yīng)器直接作為A2/0エ藝配套處理裝置中的厭氧、缺氧反應(yīng)器時，需要進(jìn)水中氨氮濃度低于250mg/L才能使出水中氨氮濃度低于15mg/L，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，因此，待處理廢水進(jìn)入反應(yīng)器前必須進(jìn)行大量稀釋，系統(tǒng)才能穩(wěn)定運(yùn)行，這導(dǎo)致系統(tǒng)處理量増大，處理成本增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供ー種電化學(xué)氧化裝置，該裝置包括以下部件:包括殼體1、進(jìn)水口 2、液體分布器4、陽極床5、陰極床6、微電解填料層7、出水ロ 8、電源9、填料卸ロ 10、填料壓板13、溢流堰15，進(jìn)水口 2設(shè)置在殼體I的下部，液體分布器4設(shè)置在進(jìn)水口處，在液體分布器4上方設(shè)置4層以上的陽極床5，陽極床5上方設(shè)置4層以上的陰極床6，陽極床5或陰極床6設(shè)于填料壓板13之上，微電解填料層7填充在陽極床或陰極床與填料壓板13之間，溢流堰15設(shè)置在殼體I內(nèi)壁上，溢流堰15設(shè)置在殼體I內(nèi)壁上，出水ロ 8設(shè)置在殼體I上，垂直方向上高于溢流堰15底部，低于溢流堰15堰ロ最低點(diǎn)，水經(jīng)溢流堰15流到出水ロ 8處，陰極床和陽極床分別用導(dǎo)線串連在一起，電源分別與串聯(lián)后的陰極床6和陽極床5連接，填料卸ロ 10設(shè)置在殼體上，進(jìn)水口處設(shè)有流量計(jì)。
[0006]本實(shí)用新型所述的殼體I為圓柱體，反應(yīng)器塔的直徑為1600mm以上，高徑比為3:1?5:1。
[0007]本實(shí)用新型所述的液體分布器4為排管式噴淋器，液體分布器4設(shè)置在入水ロ處，其中噴孔的孔徑為3?5mm，孔數(shù)為100?200個/m2，液體分布器4可保證液體在塔截面上分布均勻。
[0008]本實(shí)用新型所述的微電解填料層7由螺旋長條狀碳鋼屑組成，其中碳鋼屑的公稱直徑為38~76mm，長度范圍為6(Tl20mm，微電解填料和電極材料根據(jù)實(shí)際消耗情況進(jìn)行不定期補(bǔ)充，檢修周期為3飛個月，以保證反應(yīng)器有效運(yùn)行，達(dá)到理想的處理效果。
[0009]本實(shí)用新型所述的陽極床5包括填料支撐板、篩網(wǎng)、陽極材料17，在陽極材料的上面放置填料支撐板，填料支撐板上放置篩網(wǎng)，陽極床間的間距為20(T400mm，其中陽極材料為Ti/Sn02陽極材料或者Ti/Ti02陽極材料，均采用常規(guī)方法制備得到。
[0010]本實(shí)用新型所述的陰極床6包括填料支撐板、篩網(wǎng)、陰極材料16，在陰極材料的上面放置填料支撐板，填料支撐板上放置篩網(wǎng)，陰極床間的間距為20(T400mm，其中陰極材料可以采用常規(guī)方法制備得到，具體步驟如下:
[0011]將聚丙烯腈纖維在200 0C ^400 °C下用濃度為20%~40%的磷酸溶液浸潰處理SO^lOOmin后，用蒸餾水洗滌聚丙烯腈纖維至pH為6.8^7.2，置于室溫下晾干，隨后在7000C~1000°C條件下烘焙2(T30min進(jìn)行炭化，自然冷卻至室溫后編織為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的氈、布或者紙中的一種，即得到活性炭纖維陰極材料。
[0012]本實(shí)用新型所述的填料支撐板為市售的分塊式氣體噴射支承板、柵格式支承板、升氣管式支承板三種中的一種，支撐板使得布水更加均勻，有效防止溝流和壁流現(xiàn)象發(fā)生，支承板的厚度為3~5mm，圓孔/方孔孔徑范圍為l(Tl5mm，填料壓板為市售的絲網(wǎng)壓板，網(wǎng)孔的孔徑范圍為15~28_，篩網(wǎng)采用市售的不銹鋼軋花網(wǎng)，網(wǎng)孔范圍為4~12目。
[0013]本實(shí)用新型所述的電化學(xué)氧化的裝置在處理焦化廢水中的應(yīng)用，具體步驟如下:在常溫常壓下，按15(T200g/L的添加量在待處理焦化廢水中添加NaCl或Na2SO4，然后將焦化廢水以10(Tl20m3/d的流量輸入反應(yīng)器，水流方式為上流式，外加電壓為1.(T15V，電流密度為5(T300A/m2，廢水與填料的總接觸時間為1.5^2.5h，微電解填料與焦化廢水的質(zhì)量比為 0.5:1 ~1.0:1。[0014]本實(shí)用新型中出水口位置高于填料，使得電化學(xué)填料不會由于暴露于空氣中而板結(jié)。
[0015]本實(shí)用新型中陽極床和陰極床固定于殼體上，各層可拆卸，還可根據(jù)不同要求調(diào)節(jié)陽極和陰極極板的間距。
[0016]本實(shí)用新型中填料卸口 10的結(jié)構(gòu)與人孔相似，直徑為450mm以上，按方便卸料的原則在殼體的任意位置上設(shè)置填料卸口，填料卸口內(nèi)設(shè)置擋板。
[0017]溢流堰15選用齒形堰，能有效抑制由于溢流不穩(wěn)定而造成液層分布不均勻的現(xiàn)象，從而提高裝置處理效率。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0019](I)本實(shí)用新型提供的裝置能強(qiáng)化電化學(xué)降解效果，陽極氧化和填料微電解均能夠有效去除焦化廢水中C0D,對含有偶?xì)狻⑻茧p鍵、硝基、鹵代基結(jié)構(gòu)的難降解有機(jī)物質(zhì)等都有很好的降解效果，針對有機(jī)物濃度大、高毒性、高色度、難生化降解廢水的處理，B0D/C0D值可提高0.1~0.3，即提高廢水的可生化性，廢水中COD去除率為55~80%左右，色度去除率為60~90% ；
[0020](2)本實(shí)用新型提供的裝置反應(yīng)條件溫和，操作簡便，反應(yīng)條件為常溫、常壓、低電壓，電解反應(yīng)器中電極材料、填料無需更換，只需補(bǔ)充；[0021](3)本實(shí)用新型提供的裝置應(yīng)用靈活，能減少占地面積，降低運(yùn)行成本和處理費(fèi)用，可作為焦化廢水常規(guī)生化處理的預(yù)處理，經(jīng)過本實(shí)用新型所提供裝置的處理，廢水可生化性得到提高，有助于后續(xù)生化處理對廢水中污染物的高效降解，同時也可作為焦化廢水常規(guī)生化處理的深度處理，進(jìn)一歩降解廢水中的污染物，使出水中COD和氨氮含量達(dá)標(biāo)；
[0022](4)本實(shí)用新型的系統(tǒng)在操作時，無需添加任何化學(xué)試劑，無二次污染，屬于緑色化學(xué)技術(shù)，該方法處理效果好，操作運(yùn)行方便，特別適用于含鹽量高、色度大的難降解焦化廢水的處理，既可以作為預(yù)處理技術(shù)，也可以作為深度處理技木。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本實(shí)用新型圖1中A部分的局部放大示意圖；
[0025]圖3是本實(shí)用新型溢流堰結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖中:I是殼體，2是進(jìn)水口，3是流量計(jì),4是液體分布器,5是陽極床,6是陰極床，7是微電解填料層，8是出水口，9是電源，10是填料卸ロ，11是限位板，12是填料支撐板，13是填料壓板，14是篩網(wǎng)，15是溢流堰，16是陰極材料，17是陽極材料。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說明，但本實(shí)用新型保護(hù)范圍并不限于所述內(nèi)容。
[0028]實(shí)施例1
[0029]本實(shí)施例中的電化學(xué)氧化裝置包括殼體1、進(jìn)水口 2、液體分布器4、陽極床5、陰極床6、微電解填料層7、出水ロ 8、電源9、填料卸ロ 10、填料壓板13、溢流堰15，進(jìn)水口 2設(shè)置在殼體I的下部，液體分布器4設(shè)置在進(jìn)水口處，在液體分布器4上方設(shè)置4層以上的陽極床5，陽極床5上方設(shè)置4層以上的陰極床6，陽極床5或陰極床6設(shè)于填料壓板13之上，微電解填料層7填充在陽極床或陰極床與填料壓板13之間，溢流堰15設(shè)置在殼體I內(nèi)壁上，溢流堰15設(shè)置在殼體I內(nèi)壁上，出水ロ 8設(shè)置在殼體I上，垂直方向上高于溢流堰15底部，低于溢流堰15堰ロ最低點(diǎn)，水經(jīng)溢流堰15流到出水ロ 8處，陰極床和陽極床分別用導(dǎo)線串連在一起，電源分別與串聯(lián)后的陰極床6和陽極床5連接，填料卸ロ 10設(shè)置在殼體上，進(jìn)水口處設(shè)有流量計(jì)，如圖1所示。
[0030]本實(shí)施例中裝置為圓柱體殼體，反應(yīng)器塔的直徑為1600 mm，其高徑比為3:1。
[0031]本實(shí)施例中液體分布器4為排管式噴淋器,液體分布器4設(shè)置在入水ロ處，其中噴淋器噴孔的孔徑為5mm，孔數(shù)為100個/m2，液體分布器4可保證液體在塔截面上分布均勻，出水ロ位置高于填料，使得電化學(xué)填料不會由于暴露于空氣中而板結(jié)。
[0032]本實(shí)施例中微電解填料層7由螺旋長條狀碳鋼屑組成，其中碳鋼屑的公稱直徑為38mm,長度范圍為60mm,微電解填料和電極材料根據(jù)實(shí)際消耗情況進(jìn)行不定期補(bǔ)充,檢修周期為3個月，以保證反應(yīng)器有效運(yùn)行，達(dá)到理想的處理效果。
[0033]本實(shí)施例中陽極床5包括填料支撐板12、篩網(wǎng)14、陽極材料17，填料壓板上放置陽極材料，填料支撐板上放置篩網(wǎng)，陽極床間的間距為200mm，如圖2所示，其中陽極材料制備方法如下:[0034]①用無水乙醇配制SnCl4和SbCl3溶液，溶液中SnCl4的濃度0.2mol/L, SbCl3的濃度0.0lmol/L，然后在溶液中加入濃度為0.25mol/L的氨水，加至溶液中沉淀不再增加為止，沉淀過濾、洗滌3次，然后在50°C下在濾渣中滴加分析純草酸至其完全溶解，按每IL溶液中加入3.5mL聚乙二醇的比例在溶液中加入聚乙二醇制成溶膠；
[0035]②將步驟①中制備得到的溶膠涂在經(jīng)打磨、堿洗、酸洗三步處理后的網(wǎng)狀鈦基體表面，網(wǎng)孔孔徑為12mm，鈦基體厚度為4.5mm，然后在90°C下烘干25min使溶膠變成凝膠，反復(fù)將溶膠涂在網(wǎng)狀鈦基體表面然后進(jìn)行烘干，此過程反復(fù)進(jìn)行5次后，在600°C下熱處理180min，然后自然冷卻降至室溫，用蒸餾水洗滌電極表面3次，即可得到清潔的Ti/Sn02陽極材料。
[0036]本實(shí)施例中的陰極床6包括填料支撐板、篩網(wǎng)、陰極材料16，在陰極材料的上面放置填料支撐板，填料支撐板上放置篩網(wǎng)，陰極床間的間距為200mm，如圖2所示，其中陰極材料的制備方法如下:
[0037]將聚丙烯腈纖維在200°C下用濃度為20%的磷酸溶液浸潰處理IOOmin后，用蒸餾水洗滌聚丙烯腈纖維至PH為6.8，置于室溫下晾干，隨后在700°C條件下烘焙30min進(jìn)行炭化，自然冷卻至室溫后編織為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的氈，即得到活性炭纖維陰極材料。
[0038]本實(shí)施例中填料支撐板為市售的分塊式氣體噴射支承板，填料支承板的板材選用3mm厚的不銹鋼板，圓孔的孔徑范圍為10mm，填料壓板13為市售的絲網(wǎng)壓板，網(wǎng)孔的孔徑范圍為15mm，篩網(wǎng)14采用市售的不銹鋼軋花網(wǎng)，網(wǎng)孔范圍為4目。
[0039]本實(shí)施例中陽極床和陰極床通過限位板11固定于殼體上，各層可拆卸。
[0040]本實(shí)施例中填料卸口 10的結(jié)構(gòu)與人孔相似，直徑為470mm，按填料卸口設(shè)置在離地面600_處，填料卸口內(nèi)設(shè)置擋板。
[0041]本實(shí)施例中溢流堰15選用齒形堰，能有效抑制由于溢流不穩(wěn)定而造成液層分布不均勻的現(xiàn)象，從而提高裝置處理效率(見圖3)。
[0042]本實(shí)施例中所述的電化學(xué)氧化的裝置在處理焦化廢水中的應(yīng)用，步驟如下:本實(shí)施例中焦化廢水取自云南省開元市解化化工公司焦化廢水處理廠的隔油池。
[0043]在常溫常壓下，按150g/L的添加量在待處理的焦化廢水中加入NaCl，然后用泵以IOOmVd的流量將上述焦化廢水打入電化學(xué)高級氧化裝置，廢水首先經(jīng)過陽極床5，廢水中的有機(jī)物與陽極充分接觸，在外接電源9的作用下，陽極表面產(chǎn)生的吸附態(tài).0H，將有機(jī)污染物氧化降解為二氧化碳、水和無機(jī)離子等無害成分，發(fā)生陽極氧化反應(yīng)，從而初步降低廢水中COD和氨氮；
[0044]隨后廢水進(jìn)入陰極床6，反應(yīng)器內(nèi)的微電解填料7發(fā)生微電解過程，其氧化還原、電富集、物理吸附和絮凝沉降作用，不但能去除部分難降解有機(jī)物，而且可以產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化還原性的中間產(chǎn)物，無選擇性的降解廢水中剩余有機(jī)物，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步去除廢水中COD和氨氮的目的，廢水在反應(yīng)器中總停留時間為1.5 h，微電解填料與焦化廢水的質(zhì)量比為
0.5:1，廢水依次經(jīng)過陽極床、陰極床，控制外部電源所加電壓為1.0V,電流密度為50mA/m2，焦化廢水經(jīng)過一系列的反應(yīng)后經(jīng)反應(yīng)器上端出水口 8排出；
[0045]處理前，焦化廢水的COD濃度為4760mg/L，氨氮濃度為160mg/L，色度為110倍，pH=9.3，經(jīng)過該電化學(xué)高級氧化裝置處理的焦化廢水，其中酚類、苯類、多環(huán)芳烴等多種有機(jī)污染物以及NH3-N等無機(jī)物被有效降解，有效提高廢水可生化性，出水COD可降至284.23mg/L,出水色度可降至32倍，氨氮濃度可降至39.42mg/L, pH為8.3。
[0046]實(shí)施例2:
[0047]本實(shí)施例中的電化學(xué)氧化裝置包括殼體1、進(jìn)水口 2、液體分布器4、陽極床5、陰極床6、微電解填料層7、出水ロ 8、電源9、填料卸ロ 10、填料壓板13、溢流堰15，進(jìn)水口 2設(shè)置在殼體I的下部，液體分布器4設(shè)置在進(jìn)水口處，在液體分布器4上方設(shè)置4層以上的陽極床5，陽極床5上方設(shè)置4層以上的陰極床6，陽極床5或陰極床6設(shè)于填料壓板13之上，微電解填料層7填充在陽極床或陰極床與填料壓板13之間，溢流堰15設(shè)置在殼體I內(nèi)壁上，溢流堰15設(shè)置在殼體I內(nèi)壁上，出水ロ 8設(shè)置在殼體I上，垂直方向上高于溢流堰15底部，低于溢流堰15堰ロ最低點(diǎn)，水經(jīng)溢流堰15流到出水ロ 8處，陰極床和陽極床分別用導(dǎo)線串連在一起，電源分別與串聯(lián)后的陰極床6和陽極床5連接，填料卸ロ 10設(shè)置在殼體上，進(jìn)水口處設(shè)有流量計(jì)。
[0048]本實(shí)施例中裝置為圓柱體殼體，反應(yīng)器塔的直徑為2000 mm，其高徑比為4:1。
[0049]本實(shí)施例中液體分布器4為排管式噴淋器,液體分布器4設(shè)置在入水ロ處，其中噴淋器噴孔的孔徑為4mm，孔數(shù)為150個/m2，液體分布器4可保證液體在塔截面上分布均勻，出水ロ位置高于填料，使得電化學(xué)填料不會由于暴露于空氣中而板結(jié)。
[0050]本實(shí)施例中微電解填料層7由螺旋長條狀碳鋼屑組成，其中碳鋼屑的公稱直徑為50mm,長度范圍為90mm,微電解填料和電極材料根據(jù)實(shí)際消耗情況進(jìn)行不定期補(bǔ)充,檢修周期為5個月，以保證反應(yīng)器有效運(yùn)行，達(dá)到理想的處理效果。
[0051]本實(shí)施例中陽極床5包括填料支撐板、篩網(wǎng)、陽極材料17，在陽極材料的上面放置填料支撐板，填料支撐板上放置篩網(wǎng)，陽極床間的間距為300mm，其中陽極材料制備方法如下:
[0052]①用無水こ醇配制SnCl4和SbCl3溶液，溶液中SnCl4的濃度0.3mol/L, SbCl3的濃度0.015mol/L，然后在溶液中加入濃度為0.4mol/L的氨水，加至溶液中沉淀不再增加為止，沉淀過濾、洗滌4次，然后在60°C下在濾渣中滴加分析純草酸至其完全溶解，按每IL溶液中加入0.45mL聚こニ醇的比例在溶液中加入聚こニ醇制成溶膠；
[0053]②將步驟①中制備得到的溶膠涂在經(jīng)打磨、堿洗、酸洗三步處理后的網(wǎng)狀鈦基體表面鈦基體表面，網(wǎng)孔孔徑為9mm，鈦基體厚度為4mm，然后在100°C下烘干20min使溶膠變成凝膠，反復(fù)將溶膠涂在網(wǎng)狀鈦基體表面然后進(jìn)行烘干，此過程反復(fù)進(jìn)行7次后，在630°C下熱處理160min，然后自然冷卻降至室溫，用蒸餾水洗滌電極表面4次，即可得到清潔的Ti/SnO2陽極材料。
[0054]本實(shí)施例中的陰極床6包括填料支撐板、篩網(wǎng)、陰極材料16，在陰極材料的上面放置填料支撐板，填料支撐板上放置篩網(wǎng)，陰極床間的間距為300mm，其中陰極材料的制備方法如下:
[0055]將聚丙烯腈纖維在300°C下用濃度為30%的磷酸溶液浸潰處理90min后，用蒸餾水洗滌聚丙烯腈纖維至PH為7.0，置于室溫下晾干，隨后在850°C條件下烘焙30min進(jìn)行炭化，自然冷卻至室溫后編織為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)布，即得到活性炭纖維陰極材料。
[0056]本實(shí)施例中填料支撐板為市售的柵格式支承板，支承板的板材選用4mm厚的不銹鋼板，方孔的孔徑范圍為13mm，填料壓板13為市售的絲網(wǎng)壓板，網(wǎng)孔的孔徑范圍為20mm，篩網(wǎng)14采用市售的不銹鋼軋花網(wǎng)，網(wǎng)孔范圍為8目。[0057]本實(shí)施例中陽極床和陰極床通過限位板11固定于殼體上，各層可拆卸。
[0058]本實(shí)施例中填料卸口 10的結(jié)構(gòu)與人孔相似，直徑為500mm，按填料卸口設(shè)置在離地面800mm處，填料卸口內(nèi)設(shè)置擋板。
[0059]本實(shí)施例中溢流堰15選用齒形堰，能有效抑制由于溢流不穩(wěn)定而造成液層分布不均勻的現(xiàn)象，從而提高裝置處理效率。
[0060]本實(shí)施例中所述的電化學(xué)氧化的裝置在處理焦化廢水中的應(yīng)用，步驟如下:本實(shí)施例中焦化廢水取自云南省開元市解化化工公司焦化廢水處理廠的一級厭氧池；
[0061]在常溫常壓下，按175g/L的添加量在待處理焦化廢水中加入NaCl，然后用泵以IlOmVd的流量將上述焦化廢水打入電化學(xué)高級氧化裝置，廢水首先經(jīng)過陽極床5，廢水中的有機(jī)物與陽極充分接觸，在外接電源9的作用下，陽極表面產(chǎn)生的吸附態(tài).0H，將有機(jī)污染物氧化降解為二氧化碳、水和無機(jī)離子等無害成分，發(fā)生陽極氧化反應(yīng)，從而初步降低廢水中COD和氨氮；
[0062]隨后廢水進(jìn)入陰極床6，反應(yīng)器內(nèi)的微電解填料7發(fā)生微電解過程，其氧化還原、電富集、物理吸附和絮凝沉降作用，不但能去除部分難降解有機(jī)物，而且可以產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化還原性的中間產(chǎn)物，無選擇性的降解廢水中剩余有機(jī)物，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步去除廢水中COD和氨氮的目的，廢水在反應(yīng)器中總停留時間為2 h，微電解填料與焦化廢水的質(zhì)量比為
1.0:1，廢水依次經(jīng)過陽極床、陰極床，控制外部電源所加電壓為12V，電流密度為200mA/m2，焦化廢水經(jīng)過一系列的反應(yīng)后經(jīng)反應(yīng)器上端出水口 8排出；
[0063]處理前，焦化廢水COD濃度為2450mg/L，氨氮濃度為120mg/L，出水色度為96倍，pH=6.8，經(jīng)過該電化學(xué)高級氧化裝置處理的焦化廢水，其中酚類、苯類、多環(huán)芳烴等多種有機(jī)污染物以及NH3-N等無機(jī)物被有效降解，有效提高廢水可生化性，出水COD可降至218.52mg/L,出水色度可降至28倍，氨氮濃度可降至38.04mg/L, pH為7.46。
[0064]實(shí)施例3:
[0065]本實(shí)施例中的電化學(xué)氧化裝置包括殼體1、進(jìn)水口 2、液體分布器4、陽極床5、陰極床6、微電解填料層7、出水口 8、電源9、填料卸口 10、填料壓板13、溢流堰15，進(jìn)水口 2設(shè)置在殼體I的下部，液體分布器4設(shè)置在進(jìn)水口處，在液體分布器4上方設(shè)置4層以上的陽極床5，陽極床5上方設(shè)置4層以上的陰極床6，陽極床5或陰極床6設(shè)于填料壓板13之上，微電解填料層7填充在陽極床或陰極床與填料壓板13之間，溢流堰15設(shè)置在殼體I內(nèi)壁上，溢流堰15設(shè)置在殼體I內(nèi)壁上，出水口 8設(shè)置在殼體I上，垂直方向上高于溢流堰15底部，低于溢流堰15堰口最低點(diǎn)，水經(jīng)溢流堰15流到出水口 8處，陰極床和陽極床分別用導(dǎo)線串連在一起，電源分別與串聯(lián)后的陰極床6和陽極床5連接，填料卸口 10設(shè)置在殼體上，進(jìn)水口處設(shè)有流量計(jì)。
[0066]本實(shí)施例中裝置為圓柱體殼體，反應(yīng)器塔的直徑為2400 mm，其高徑比為5:1。
[0067]本實(shí)施例中液體分布器4為排管式噴淋器,液體分布器4設(shè)置在入水口處，其中噴淋器噴孔的孔徑為3mm，孔數(shù)為200個/m2，液體分布器4可保證液體在塔截面上分布均勻，出水口位置高于填料，使得電化學(xué)填料不會由于暴露于空氣中而板結(jié)。
[0068]本實(shí)施例中微電解填料層7由螺旋長條狀碳鋼屑組成，其中碳鋼屑的公稱直徑為76mm,長度范圍為120mm,微電解填料和電極材料根據(jù)實(shí)際消耗情況進(jìn)行不定期補(bǔ)充，檢修周期為3個月，以保證反應(yīng)器有效運(yùn)行，達(dá)到理想的處理效果。[0069]本實(shí)施例中陽極床5包括填料支撐板、篩網(wǎng)、陽極材料17，在陽極材料5的上面放置填料支撐板，填料支撐板上放置篩網(wǎng)，陽極床間的間距為400mm，其中陽極材料制備方法如下:
[0070]①用無水こ醇配制SnCl4和SbCl3溶液，溶液中SnCl4的濃度0.4mol/L, SbCl3的濃度0.02mol/L，然后在溶液中加入濃度為0.5mol/L的氨水，加至溶液中沉淀不再增加為止，沉淀過濾、洗滌5次，然后在70°C下在濾渣中滴加分析純草酸至其完全溶解，，按每IL溶液中加入5.5mL聚乙二醇的比例在溶液中加入聚乙二醇制成溶膠；
[0071]②將步驟①中制備得到的溶膠涂在經(jīng)打磨、堿洗、酸洗三步處理后的網(wǎng)狀鈦基體表面鈦基體表面，網(wǎng)孔孔徑為6mm,鈦基體厚度為4.5mm,然后在105°C下烘干15min使溶膠變成凝膠，反復(fù)將溶膠涂在網(wǎng)狀鈦基體表面然后進(jìn)行烘干，此過程反復(fù)進(jìn)行8次后，在650°C下熱處理150min，然后自然 冷卻降至室溫，用蒸餾水洗滌電極表面5次，即可得到清潔的Ti/SnO2陽極材料。
[0072]本實(shí)施例中的陰極床6包括填料支撐板、篩網(wǎng)、陰極材料16，在陰極材料的上面放置填料支撐板，填料支撐板上放置篩網(wǎng)，陰極床間的間距為400mm，其中陰極材料的制備方法如下:
[0073]將聚丙烯腈纖維在400°C下用濃度為40%的磷酸溶液浸潰處理80min后，用蒸餾水洗滌聚丙烯腈纖維至PH為7.2，置于室溫下晾干，隨后在1000°C條件下烘焙30min進(jìn)行炭化，自然冷卻至室溫后編織為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的紙，即得到活性炭纖維陰極材料。
[0074]本實(shí)施例中填料支撐板為市售的升氣管式支承板，支承板的板材選用4mm厚的不銹鋼板，圓孔的孔徑范圍為15mm，填料壓板13為市售的絲網(wǎng)壓板，網(wǎng)孔的孔徑范圍為28mm，篩網(wǎng)14采用市售的不銹鋼軋花網(wǎng)，網(wǎng)孔范圍為12目。
[0075]本實(shí)施例中陽極床和陰極床通過限位板11固定于殼體上，各層可拆卸。
[0076]本實(shí)施例中填料卸ロ 10的結(jié)構(gòu)與人孔相似，直徑為450mm，按填料卸ロ設(shè)置在離地面700_處，填料卸ロ內(nèi)設(shè)置擋板。
[0077]本實(shí)施例中溢流堰15選用齒形堰，能有效抑制由于溢流不穩(wěn)定而造成液層分布不均勻的現(xiàn)象，從而提高裝置處理效率。
[0078]本實(shí)施例中所述的電化學(xué)氧化的裝置在處理焦化廢水中的應(yīng)用，步驟如下:
[0079]本實(shí)施例中焦化廢水取自云南省開元市解化化工公司焦化廢水處理廠的二級好氧池；
[0080]在常溫常壓下，按200g/L的添加量在待處理焦化廢水中加入Na2SO4，然后用泵以120m3/d的流量將上述焦化廢水打入電化學(xué)高級氧化裝置，廢水首先經(jīng)過陽極床5，廢水中的有機(jī)物與陽極充分接觸，在外接電源9的作用下，陽極表面產(chǎn)生的吸附態(tài)? 0H，將有機(jī)污染物氧化降解為二氧化碳、水和無機(jī)離子等無害成分，發(fā)生陽極氧化反應(yīng)，從而初歩降低廢水中COD和氨氮；
[0081]隨后廢水進(jìn)入陰極床6，反應(yīng)器內(nèi)的微電解填料7發(fā)生微電解過程，其氧化還原、電富集、物理吸附和絮凝沉降作用，不但能去除部分難降解有機(jī)物，而且可以產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化還原性的中間產(chǎn)物，無選擇性的降解廢水中剰余有機(jī)物，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)一歩去除廢水中COD和氨氮的目的，廢水在反應(yīng)器中總停留時間為2.5h，微電解填料與焦化廢水的質(zhì)量比為
0.7:1，廢水依次經(jīng)過陽極床、陰極床，控制外部電源所加電壓為15V，電流密度為300mA/m2，焦化廢水經(jīng)過一系列的反應(yīng)后經(jīng)反應(yīng)器上端出水口 8排出；
[0082]處理前，焦化廢水COD濃度為1200mg/L，氨氮濃度為74mg/L，出水色度為80倍，pH=7.4，經(jīng)過該電化學(xué)高級氧化裝置處理的焦化廢水，其中酚類、苯類、多環(huán)芳烴等多種有機(jī)污染物以及NH3-N等無機(jī)物被有效降解，有效提高廢水可生化性，出水COD可降至186.53mg/L,出水色度可降至24倍,氨氮濃度可降至27.42mg/L, pH為6.94。
[0083]實(shí)施例4:
[0084]具體過程同實(shí)施例2，不同在于陽極材料為Ti/Ti02陽極材料，其制備方法為:
[0085]①按蒸餾水與HF的體積比為1:4的比例在磁力攪拌器作用下往蒸餾水中邊攪拌邊加入HF得到HF溶液，然后按蒸餾水與鈦酸四丁酯的體積比為8:1的比例在HF溶液中加入鈦酸四丁酯，攪拌至鈦酸四丁酯完全溶解，隨后將溶液移至不銹鋼反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜置于165°C烘箱中保溫24h，將溶液冷卻、沉淀、離心分離后，用蒸餾水洗滌沉淀至上層液體澄清、在90°C下將沉淀干燥至恒重，然后在370°C下焙燒2.5h后得到TiO2產(chǎn)物，將所得TiO2完全溶于無水乙醇中，即得所需溶膠；
[0086]②將經(jīng)打磨、堿洗、酸洗三步處理后，網(wǎng)孔孔徑為9mm,厚度為4mm的網(wǎng)狀鈦基體，浸潰在步驟①中制備得到的溶膠中15min，然后在100°C下烘干20min使溶膠變成凝膠，重復(fù)上述過程7次后，在630°C下熱處理160min，然后自然冷卻降至室溫，用蒸餾水洗滌電極表面4次，即可得到清潔的Ti/Ti02陽極。
[0087]處理前，焦化廢水COD濃度為2450mg/L，氨氮濃度為120mg/L，出水色度為96倍，pH=6.8，經(jīng)過該電化學(xué)高級氧化裝置處理的焦化廢水，其中酚類、苯類、多環(huán)芳烴等多種有機(jī)污染物以及NH3-N等無機(jī)物被有效降解，有效提高廢水可生化性，出水COD可降至372.86mg/L,出水色度可降至21倍，氨氮濃度可降至21.74mg/L, pH為7.28。
【權(quán)利要求】
1.一種電化學(xué)氧化裝置，其特征在于:包括殼體(1)、進(jìn)水口(2)、液體分布器(4)、陽極床(5)、陰極床(6)、微電解填料層(7)、出水口(8)、電源(9)、填料卸口(10)、填料壓板(13)、溢流堰(15)，進(jìn)水口(2)設(shè)置在殼體(1)的下部，液體分布器(4)設(shè)置在進(jìn)水口處，在液體分布器(4)上方設(shè)置4層以上的陽極床(5)，陽極床(5)上方設(shè)置4層以上的陰極床(6)，陽極床(5)或陰極床(6)設(shè)于填料壓板(13)之上，微電解填料層(7)填充在陽極床或陰極床與填料壓板(13)之間，溢流堰(15)設(shè)置在殼體(1)內(nèi)壁上，出水口(8)設(shè)置在殼體(I)上，電源分別與陰極床(6)和陽極床(5)連接，填料卸口(10)設(shè)置在殼體上，進(jìn)水口處設(shè)有流量計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)氧化的裝置，其特征在于:殼體(1)為圓柱體，反應(yīng)器塔的直徑為1600mm以上，反應(yīng)器塔的高徑比為3:1~5:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)氧化的裝置，其特征在于:液體分布器(4)為排管式噴淋器，液體分布器(4)設(shè)置在入水口處，其中噴孔的孔徑為3~5mm，孔數(shù)為100-200個/m2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)氧化的裝置，其特征在于:微電解填料層(7)由螺旋長條狀碳鋼屑組成，碳鋼屑的公稱直徑為38~76mm，長度范圍為60~l20mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)氧化的裝置，其特征在于:陽極床(5)包括填料支撐板、篩網(wǎng)、陽極材料(17)，在陽極材料的上面放置填料支撐板，填料支撐板上設(shè)置有篩網(wǎng)，陽極床之間的間距為200~400mm，其中，陽極材料為Ti/Ti02陽極材料或者Ti/Sn02陽極材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)氧化的裝置，其特征在于:陰極床(6)包括填料支撐板、篩網(wǎng)、陰極材料(16)，填料支撐板設(shè)置在陰極材料上，填料支撐板上設(shè)置有篩網(wǎng)，陰極床間的間距為200~400mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的電化學(xué)氧化的裝置，其特征在于:填料支撐板為分塊式氣體噴射支承板、柵格式支承板、升氣管式支承板三種中的一種，填料壓板為絲網(wǎng)壓板，網(wǎng)孔的孔徑范圍為15~28mm，篩網(wǎng)采用不銹鋼軋花網(wǎng)，網(wǎng)孔范圍為4~12目。
【文檔編號】C02F1/467GK203428965SQ201320464865
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月1日
【發(fā)明者】瞿廣飛, 裘偉霞, 吳淼淼, 寧平, 張健 申請人:昆明理工大學(xué)