[發(fā)明專利]一種污水電化學(xué)強(qiáng)化處理裝置及方法

在審

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• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號(hào): CN109231608A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾曉嵐;丁文川;陳亮;蔡松柏;鄭良秋;羅萬申;王健康;張玉;劉長興
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F9/06
• 分類號(hào): C02F9/06;C01B25/45;C05B7/00;C02F101/16;C02F101/30
• 代理公司: 重慶博凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

本發(fā)明涉及一種污水電化學(xué)強(qiáng)化處理裝置及方法，裝置包括沉淀池、第一電解池、第二電解池和直流電源，沉淀池上設(shè)有進(jìn)水口，沉淀池、第一電解池和第二電解池依次通過水流管道連接，第二電解池設(shè)有可開閉的出水口；第一電解池內(nèi)設(shè)有至少一對(duì)電極，第一電解池內(nèi)所有成對(duì)電極中的陽極采用鎂或鎂合金材料；第二電解池內(nèi)設(shè)有至少一對(duì)電極；所有成對(duì)電極的陽極和陰極分別電連接直流電源的正極和負(fù)極。本發(fā)明的裝置操作簡單，對(duì)氮磷及有機(jī)物具有良好的去除效果；對(duì)各類污水的處理有較好的適應(yīng)性，不受水質(zhì)水量波動(dòng)，生物活性的影響；處理過程生成的磷酸銨鎂沉淀可回收用于做農(nóng)業(yè)緩釋肥，解決了污水中氮磷的污染問題，同時(shí)有利于廢物資源化利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種污水電化學(xué)強(qiáng)化處理裝置及方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)污水生物處理工藝的處理效果受進(jìn)水水質(zhì)水量以及生物污泥活性的影響較大，且生物處理工藝前期需要花費(fèi)時(shí)間和資源去馴化培養(yǎng)活性污泥以使生物反應(yīng)器成功啟動(dòng)。對(duì)于水質(zhì)水量波動(dòng)大、低碳源等營養(yǎng)失衡的污水，常規(guī)生物處理的效果不佳。目前，在常規(guī)生物處理工藝未能達(dá)標(biāo)的情況下，通常還要結(jié)合化學(xué)方法來強(qiáng)化氮磷的去除效果，一般采用投加碳源強(qiáng)化生物處理過程、投加除磷劑（絮凝劑）強(qiáng)化除磷的方法，但相應(yīng)成本較高且化學(xué)強(qiáng)化除磷后產(chǎn)生的污泥仍需要進(jìn)一步處理，增加額外的人力物力，提高處理成本。此外，對(duì)化學(xué)強(qiáng)化除磷過程產(chǎn)生的富磷化學(xué)污泥進(jìn)行廢棄處置，也是一種資源浪費(fèi)，不利于可持續(xù)性發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種污水電化學(xué)強(qiáng)化處理裝置及方法，避免傳統(tǒng)生物法處理污水及化學(xué)強(qiáng)化除磷在污水處理中的不足，取得處理過程操作簡單方便，可控性強(qiáng)，處理效率高和便于氮磷回收利用的效果。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明 采用如下技術(shù)方案：

一種污水電化學(xué)強(qiáng)化處理裝置，包括沉淀池、第一電解池、第二電解池和直流電源，所述沉淀池上設(shè)有進(jìn)水口，所述沉淀池、第一電解池和第二電解池依次通過水流管道連接，所述第二電解池設(shè)有可開閉的出水口；所述第一電解池內(nèi)設(shè)有至少一對(duì)電極，第一電解池內(nèi)所有成對(duì)電極中的陽極采用鎂或鎂合金材料；所述第二電解池內(nèi)設(shè)有至少一對(duì)電極；所有成對(duì)電極的陽極和陰極分別電連接所述直流電源的正極和負(fù)極。

本發(fā)明的污水電化學(xué)強(qiáng)化處理裝置，通過沉淀池對(duì)污水進(jìn)行沉淀處理，在第一電解池中，以鎂或鎂合金作陽極，石墨、鉑、鈦或鈦基金屬氧化物等作陰極，利用陽極材料在電解時(shí)生成的鎂離子，與污水中銨根、磷酸根反應(yīng)生成磷酸銨鎂沉淀去除磷，并可以回收利用；在第二電解池中，陽極采用鈦基二氧化鉛或石墨，陰極采用石墨、不銹鋼或鈦，利用產(chǎn)生的電絮凝、電極表面的吸附作用、電氣浮的吹脫作用去除部分有機(jī)氮和無機(jī)氮，利用電化學(xué)氧化去除水體中的氨氮，利用電化學(xué)還原去除污水中的無機(jī)氮，利用不溶性陽極的直接電解氧化作用、利用陽極反應(yīng)產(chǎn)物（如Cl₂、ClO^-、O₂等）間接氧化作用降解去除水中的有機(jī)物，得到處理后的水體。

本發(fā)明的裝置結(jié)合的電化學(xué)處理，在外加電場的作用下，產(chǎn)生大量的自由基，利用自由基的強(qiáng)氧化性對(duì)污水中的污染物進(jìn)行降解，與其它水處理技術(shù)相比，具有多功能性、高度的靈活性、無污染或少污染性、易于控制性、經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)；并能克服營養(yǎng)失衡污水生物處理效率低等問題，可以節(jié)省投加化學(xué)除磷劑、后期處理的成本。相比于投加除磷劑進(jìn)行強(qiáng)化除磷，采用電化學(xué)強(qiáng)化處理裝置的成本更經(jīng)濟(jì)；利用磷酸銨鎂（鳥糞石）原理的電化學(xué)沉淀除磷，所產(chǎn)生的化學(xué)沉淀（鳥糞石）可實(shí)現(xiàn)回收使用，是優(yōu)良的氮磷肥料，在水中、土壤濕環(huán)境中僅僅微溶于水，養(yǎng)分釋放速率比其它可溶肥慢，可作緩釋肥；回收的鳥糞石也可供給流域周邊花卉蔬菜種植基地使用，實(shí)現(xiàn)：磷處理-磷回收-磷再利用的良性循環(huán)，從源頭削減氮磷肥輸入量，符合可持續(xù)發(fā)展理念。