[實用新型]一種連續高效資源化處理工業廢水中氯離子的裝置

有效

• 申請號: 201921003772.5
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN210505701U
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 郝曉剛;郝曉瓊;杜曉;張忠林
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C02F1/467
• 分類號: C02F1/467;C02F1/463;C02F101/12
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

本實用新型公開了一種連續高效資源化處理工業廢水中氯離子的裝置，屬于工業廢水處理及其資源化利用領域。所述裝置包括電催化電極、電解液槽、和直流電源；對陽極電催化電極施加氧化電位可實現氯氣的快速析出，析出后的氯氣通過引風機進入氣體后處理器生產高附加值含氯產品；而陰極電催化電極可實現氫氣的析出，析氫的同時陰極表面富余的氫氧根離子與廢水中的金屬離子相結合生成絮凝產物；兩極通過過程強化、彼此促進，以“一下二上”的方式達到了快速脫氯、資源回用且生成高附加值產物多種目的。本實用新型裝置運行過程的能耗低、可控性強、操作簡單、去除效果好且工藝簡單高效。

技術領域

本實用新型涉及一種連續高效資源化處理工業廢水中氯離子的裝置，屬于工業廢水處理技術領域。

背景技術

隨著經濟的增長和工業規模不斷的擴大，工業用水量以及隨之產生的廢水量日益增加。這不僅加劇我國水資源緊缺的狀況，同時也對人類生活環境造成極其惡劣的影響。尤其對于焦化廢水、脫硫廢水、循環用水等含有大量的氯離子的工業廢水表現更為突出。這類廢水直接排放會污染水體和土壤，破壞區域生態系統，同時也會造成資源氯資源的浪費。此外，氯離子是一種具有強腐蝕性、離子半徑小、穿透性強的離子，此類廢水作為循環水使用必然會加劇設備的損耗，從而增加了運行成本。因此，有效實現含氯廢水的無害化和資源化，對提高污染防治水平和產業經濟效益具有重要作用。

近年來，電催化法因其操作簡單和高效等優點，在含氯工業廢水處理和資源化領域頗具應用前景。它主要是通過對析氯電極施加氧化電位從而將氯離子快速轉化為氯氣排出，進而表現出良好的脫氯性能，正逐漸受到了國內外學術界和產業界的關注。中國專利CN108502985A公開了一種除垢除氯的組合式電化學系統以及處理方法，該方法通過調控電位來保證氯氣的析出，并通過引風機將生成的氯氣排出脫氯系統，但其反應速率較慢且反應過電位高需消耗大量的電能，這無疑會增加運行成本；中國專利CN107082516A公開了一種去除循環水中氯離子的系統及處理方法，該方法將電吸附與電解除氯裝置相連，采用電吸附裝置除去水中的可溶鹽，從而使水中的氯離子濃度不斷提高，然后采用隔膜電解原理電解處理循環水中高濃度氯離子，該工藝具有快速高效等優點，但其運行過程需要能耗較高，且需要使用價格昂貴離子隔膜，這使得其工業化應用受限。因此，針對含氯工業廢水的特點，合理設計和開發一種快速、低能耗、多附加值產品的新型電催化裝置及其處理工藝具有潛在的應用前景。

發明內容

本實用新型旨在提供一種連續高效資源化處理工業廢水中氯離子的裝置。

本實用新型提供了一種連續高效資源化處理工業廢水中氯離子的裝置，包括電催化電極、電解液槽和直流電源；所述電催化電極包括析氫電催化電極和析氯電催化電極，并通過導線分別與直流電源的負極和正極相連；所述電解液槽底端設置有工業廢水進液口和絮凝產品出口；所述絮凝產品出口位于所述析氫電催化電極正下方；所述電解液槽左側設置有出液口；所述電解液槽上方設置有氫氣收集口和氯氣收集口；所述氫氣收集口通過管道與引風機I的進口端固定相連；所述引風機I的出口端通過管道與氣體收集器固定連接；所述氯氣收集口通過管道與引風機II的進口端固定相連；所述引風機II的出口端口端通過管道與氣體后處理器固定連接。

進一步地，所述析氫電催化電極包括涂覆有析氫催化劑材料的電極，所述析氫催化劑材料為金屬氧化物、金屬磷化物、金屬硫化物、合金、氮化碳中的一種或多種。其中，析氫催化劑材料涂覆在電極表面，暴露出更多的本征活性位點，提高了反應速率、降低了反應的過電位，有利于降低了運行能耗。

進一步地，所述析氯電催化電極包括涂覆有析氯催化劑材料的電極，所述析氯催化劑材料為金屬氧化物、鉍氧化物金屬鈦中的一種或多種。其中，析氯催化劑材料涂覆在電極表面，暴露出更多的本征活性位點，提高了陽極反應速率、降低了反應的過電位，有利于將氯離子快速轉化為氯氣達到脫氯的目的，同時進一步減少了運行能耗。

進一步地，介于析氫電催化電極和析氯電催化電極之間，在工業廢水液面上方與電解液槽頂端之間安裝有氣體分離膜或隔板，用于阻止氫氣和氯氣混合。