CN205170453U - 一种高盐废水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高盐废水处理装置，包括壳体、位于壳体上方的进水口、以及位于壳体下方的出水口，所述壳体内部从上而下分别设置有布水层、稳水层、填料层、曝气区以及出水室；所述布水层由与进水口相连的进水管网上分布的出水孔布水；所述填料层左右两壁上各设置镀钌石墨电极板，所述填料层中间设置离子膜将填料层分为左右两个电解槽；其中一个电解槽放置填料。本装置采用电化学原理，用离子膜对废水进行脱盐处理，用特种碳素材料作为电触媒进行电催化去除有机物，可以达到废水循环利用的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其是涉及一种利用电催化原理将特种碳素材料用于处理高盐废水的装置。
背景技术
高含盐量有机废水的有机物根据生产过程不同，所含有机物的种类及化学性质差异较大，但所含盐类物质多为Cl-、SO4 2-、Na+、Ca2+等盐类物质。虽然这些离子都是微生物生长所必需的营养元素，在微生物的生长过程中起着促进酶反应，维持膜平衡和调节渗透压的重要作用。但是若这些离子浓度过高，会对微生物产生抑制和毒害作用，主要表现：盐浓度高、渗透压高、微生物细胞脱水引起细胞原生质分离；盐析作用使脱氢酶活性降低；氯离子高对细菌有毒害作用；盐浓度高，废水的密度增加，活性污泥易上浮流失，从而严重影响生物处理***的净化效果。
含盐废水的产生途径广泛，水量也逐年增加。去除含盐污水中的有机污染物对环境造成的影响至关重要。采用生物法进行处理，高浓度的盐类物质对微生物具有抑制作用，采用物化法处理，投资大，运行费用高，且难以达到预期的净化效果。但是采用生物法对此类废水进行处理，仍是目前国内外研究的重点。
实用新型内容
针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种高盐废水处理装置。本装置采用电化学原理，用离子膜对废水进行脱盐处理，用特种碳素材料作为电触媒进行电催化去除有机物，可以达到废水循环利用的目的。
本实用新型的技术方案如下：
一种高盐废水处理装置，包括壳体、位于壳体上方的进水口、以及位于壳体下方的出水口，所述壳体内部从上而下分别设置有布水层、稳水层、填料层、曝气区以及出水室；所述布水层由与进水口相连的进水管网上分布的出水孔布水；所述填料层左右两壁上各设置镀钌石墨电极板，所述填料层中间设置离子膜将填料层分为左右两个电解槽；其中一个电解槽放置填料。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述布水层与稳水层之间由隔板分隔，所述隔板可左右打开，所述布水层中的水可以选择由左部或者右部进入稳水层。
所述隔板为可左右打开的合页结构。
所述填料层与曝气区之间用多孔板分隔。
所述镀钌石墨电极的高度在填料层和稳水层之间。
所述曝气区由带有曝气盘的气管进行曝气。
所述壳体外在填料层的位置设置检修孔。所述碳素电触媒催化剂的生产方法，包括以下步骤：将制取电触媒催化剂的原材料粉碎成粉末，然后将溶剂和粘接剂混合成均匀的液体，再向混合均匀的液体中加入粉碎后的电触媒催化剂的原材料并继续混匀成为浆料，再依次经干燥、成型、破碎筛分、焙烧、浸渍、碳化与二次破碎筛分，制得电触媒的成品；
所述电触媒催化剂的原材料的组分及各组分的重量百分数为：
所述电触媒催化剂的原材料的各组分中挥发分含量＜15％，硫含量＜0.4％。
优选的，所述将制取电触媒催化剂的原材料粉碎成粉末的粒度≤5um。
优选的，粉碎后的电触媒催化剂的原材料在与溶剂和粘接剂混合之前对其进行形貌处理：将原材料粉末在保护气体的保护下加热到1200℃；所述保护气体为体积比2:1的甲烷和氮的混合气体。这样可以进一步保证原材料的各向同性，同时增加原材料的振实密度和粒度分布范围。
所述溶剂为水、酒精、乙二醇或甲苯；所述粘接剂为沥青、焦油或树脂。优选的，所述粘接剂为高温改性沥青。
所述溶剂与电触媒催化剂的原材料的重量比为20:10～10:20，所述粘接剂占电触媒催化剂的原材料重量的1～10％。
优选的，粉碎后的电触媒催化剂的原材料与溶剂和粘接剂混合成浆料时，向浆料中加入防沉降剂聚二醇醚或/和碳化促进剂碳化二亚胺。所加入的防沉降剂聚二醇醚占电触媒催化剂的原材料重量的0.1～10％，所加入的碳化促进剂碳化二亚胺占电触媒催化剂的原材料重量的0.1～10％。
所述成型是指：所述浆料干燥后，放入压块成型机的成型模具内，在80～120MPa高压条件下，通过电触媒催化剂的原材料中的黏结性组分的黏结力、电触媒催化剂的原材料分子之间的吸引力及所述溶剂中的黏结性组分在高压条件下发生的热缩聚，将物料压成具有强度的块状。成型后的块状还要进行破碎筛分，因为成型后不能保证产品的粒度要求，所以需要破碎筛分，然后再焙烧和浸渍，然后再碳化和二次破碎筛分。二次破碎筛分后得到的是颗粒状产品。焙烧、浸渍、碳化这三个步骤是本领域的常规步骤。
所述焙烧与浸渍步骤可根据产品用途或其他要求重复进行，焙烧与浸渍步骤重复进行1～20次。
电催化处理废水的原理是这样的：在常温常压下通过有催化活性的电极反应直接或间接产生羟基自由基，从而使难生物降解的有机物转化为可生物降解的有机物，或是难降解的有机物转化成二氧化碳和水。主要反应有：
(1)H2O2的生成：
O2+e－→·O2 －
·O2 －+H+→HO2·或·O2 －+HO2·→O2+HO2 －
2HO2·→H2O2+O2或HO2 －+H+→H2O2
(2)·OH的生成：
H2O2+e－→OH－+·OH
(3)以上过程的综合作用，降解水中的有机物、COD和氨氮
(4)装置中设有离子膜，通过离子交换达到脱盐的效果。
本实用新型有益的技术效果在于：
现有技术存在的问题是在脱盐的同时无法很好的去除有机物，本实用新型则可以既去除有机物、又脱除盐分。大多数实际应用中的除盐装置只是简单的二维电解池，本实用新型在电解液中加入一种特种碳素材料作为电触媒催化剂，可以很好的去除有机物，COD和氨氮。
附图说明
图1为本实用新型示意图。
图中：1、壳体；2、进水口；3、进水管网；4、布水层；5、稳水层；6、填料层；7、镀钌石墨电极；8、检修孔；9、曝气区；10、曝气盘；11、出水室；12、出水口；13、离子膜。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型进行具体描述。
如图1所示，本实用新型提供的高盐废水处理装置包括壳体1、位于壳体1上方的进水口2、以及位于壳体1下方的出水口12。壳体1内部从上而下分别设置有布水层4、稳水层5、填料层6、曝气区9以及出水室11。布水层4由与进水口2相连的进水管网3上分布的出水孔布水；布水层4与稳水层5之间由隔板分隔，隔板可左右打开，使得布水层4中的水可以选择由左部或者右部向下进入稳水层。优选的，隔板为可选用能够左右打开的合页结构。
填料层6左右两壁上各设置镀钌石墨电极板7，填料层6中间设置离子膜13将填料层6分为左右两个电解槽；其中一个电解槽放置填料。填料层6左右两壁上各设置镀钌石墨电极板7分别作为阴阳电极，镀钌石墨电极7的高度在填料层和稳水层之间。
稳水层5与填料层6之间没有设置隔板，而是通过布水层的隔板控制水优先进入有填料的那个电解槽。根据电解反应过程，有填料的那个电解槽为阳极。
填料层6与曝气区9之间用多孔板分隔。曝气区9由带有曝气盘10的气管进行曝气。
壳体1外在填料层6的位置设置检修孔8。
填料层6的填料为碳素电触媒催化剂材料。
实施例1
按图1连接好各种装置，废水为浙江某制药厂废水，因废水中有大量Cl-，所以离子膜13选择阴离子膜，电解槽阴极和阳极均采用镀钌石墨板作为电极，然后在阴极电解槽中加入粒径为1mm的特种碳素材料作为催化剂填料。为了去除水中的钙镁，防止离子膜堵塞，在稳水层5和填料层6之间设置阳离子交换树脂，废水经阳离子交换树脂后注入到阴极电解槽中，废水与填料的体积比为1:3，在阳极电解槽中注入3％的HCl溶液。
电解液在电解槽中的反应过程：阴极反应：
(1)H2O2的生成：
O2+e－→·O2 －
·O2 －+H+→HO2·或·O2 －+HO2·→O2+HO2 －
2HO2·→H2O2+O2或HO2 －+H+→H2O2
(2)·OH的生成：
H2O2+e－→OH－+·OH
以上过程的综合作用，降解水中的有机物、COD和氨氮。
同时Cl-经阴离子膜后到达阳极槽后失去电子生成Cl2，所以阳极不消耗HCl，曝气电解一段时间后用连华COD快速测定仪测试COD的变化，用CIC-100离子色谱仪测定废水中Cl-的浓度。测试结果如下表1所示。
表1
其中填料层6中的碳素电触媒催化剂材料的制备方法如下：
按以下比例添加原料：
将原料按比例称量好，进搅拌机中进行湿混。
(1)将原料研磨，控制最终颗粒度≤5um。把原料粉末和甲烷-氮比例为2:1进行混合的气体隔绝空气加热到1200℃。称取200kg酒精与4kg高温沥青，将高温沥青加入酒精中，并加入防沉降剂聚二醇醚0.4kg和碳化促进剂碳化二亚胺0.4kg，搅拌均匀。然后加入磨好的焦油4kg，边研磨边搅拌均匀，制成混合浆料。
(2)将混合浆料进行喷雾干燥，保证粒度范围控制在0.1～80um，然后装入Φ600*1500的胶套成型模具内，在80～120MPa高压条件下成型，制成成型制品，破碎筛分后，保证成型制品为直径为0.1～800mm的圆柱体或边长为0.1～800mm的立方体。
(3)将成型制品装入焙烧炉中焙烧，焙烧温度为800℃，焙烧时间为300小时，焙烧完成后再采用软化点小于70℃的低温沥青进行浸渍。然后再次进行焙烧与浸渍，如此反复共进行1次，保证特种碳素材料的体积密度＞1.5。
(4)再对焙烧与浸渍完成后的特种碳素材料在2900℃进行碳化，碳化时间为10天。焙烧和碳化过程均在无氧条件下进行。碳化完成后，随炉温冷却，再进行破碎筛分即制得特种碳素材料的电触媒催化剂成品。
实施例2
按图1连接好各种装置，废水为浙江某制药厂废水，因废水中有大量Cl-，所以离子膜13选择阴离子膜，电解槽阴极和阳极均采用镀钌石墨板作为电极，然后在阴极电解槽中加入粒径为3mm的特种碳素材料作为催化剂填料。为了去除水中的钙镁，防止离子膜堵塞，在稳水层5和填料层6之间设置阳离子交换树脂，废水经阳离子交换树脂后注入到阴极电解槽中，废水与填料的体积比为1:3，在阳极电解槽中注入3％的HCl溶液，曝气电解一段时间后用连华COD快速测定仪测试COD的变化，用CIC-100离子色谱仪测定废水中Cl-的浓度。测试结果如下表2
表2
其中填料层6中的碳素电触媒催化剂材料的制备方法如下：
按以下比例添加原料：
将原料按比例称量好，进搅拌机中进行湿混。
(1)将原料研磨，控制最终颗粒度≤5um。把原料粉末和甲烷-氮比例为2:1进行混合的气体隔绝空气加热到1200℃，称取800kg乙二醇与40kg树脂，将树脂加入乙二醇中，并加入防沉降剂聚二醇醚40kg和碳化促进剂碳化二亚胺40kg，搅拌均匀。然后加入磨好的焦油40kg，边研磨边搅拌均匀，制成混合浆料。
(2)将混合浆料进行喷雾干燥，保证粒度范围控制在0.1～80um，然后装入Φ600*1500的胶套成型模具内，在80～120MPa高压条件下成型，制成成型制品，破碎筛分后，保证成型制品为直径为0.1～800mm的圆柱体或边长为0.1～800mm的立方体。
(3)将成型制品装入焙烧炉中焙烧，焙烧温度为800℃，焙烧时间为300小时，焙烧完成后再采用软化点小于70℃的低温沥青进行浸渍。然后再次进行焙烧与浸渍，如此反复共进行20次，保证特种碳素材料的体积密度＞1.5。
(4)再对焙烧与浸渍完成后的特种碳素材料在2900℃进行碳化，碳化时间为10天。焙烧和碳化过程均在无氧条件下进行。碳化完成后，随炉温冷却，再进行破碎筛分即制得特种碳素材料的电触媒催化剂成品。
实施例3
按图1连接好各种装置，废水为浙江某制药厂废水，因废水中有大量Cl-，所以离子膜13选择阴离子膜，电解槽阴极和阳极均采用镀钌石墨板作为电极，然后在阴极电解槽中加入粒径为5mm的特种碳素材料作为催化剂填料。为了去除水中的钙镁，防止离子膜堵塞，在稳水层5和填料层6之间设置阳离子交换树脂，废水经阳离子交换树脂后注入到阴极电解槽中，废水与填料的体积比为1:3，在阳极电解槽中注入3％的HCl溶液，曝气电解一段时间后用连华COD快速测定仪测试COD的变化，用CIC-100离子色谱仪测定废水中Cl-的浓度。测试结果如下表3。
表3
其中填料层6中的碳素电触媒催化剂材料的制备方法如下：
按以下比例添加原料：
将原料按比例称量好，进搅拌机中进行湿混。
(1)将原料研磨，控制最终颗粒度≤5um。把原料粉末和甲烷-氮比例为2:1进行混合的气体隔绝空气加热到1200℃，称取400kg甲苯与20kg高温沥青，将高温沥青加入甲苯中，并加入防沉降剂聚二醇醚20kg和碳化促进剂碳化二亚胺20kg，搅拌均匀。然后加入树脂20kg，边研磨边搅拌均匀，制成混合浆料。
(2)将混合浆料进行喷雾干燥，保证粒度范围控制在0.1～80um，然后装入Φ600*1500的胶套成型模具内，在80～120MPa高压条件下成型，制成成型制品，破碎筛分后，保证成型制品为直径为0.1～800mm的圆柱体或边长为0.1～800mm的立方体。
(3)将成型制品装入焙烧炉中焙烧，焙烧温度为800℃，焙烧时间为300小时，焙烧完成后再采用软化点小于70℃的低温沥青进行浸渍。然后再次进行焙烧与浸渍，如此反复共进行10次，保证特种碳素材料的体积密度＞1.5。
(4)再对焙烧与浸渍完成后的特种碳素材料在2900℃进行碳化，碳化时间为10天。焙烧和碳化过程均在无氧条件下进行。碳化完成后，随炉温冷却，再进行破碎筛分即制得特种碳素材料的电触媒催化剂成品。
Claims (7)
1.一种高盐废水处理装置，包括壳体（1）、位于壳体（1）上方的进水口（2）、以及位于壳体（1）下方的出水口（12），其特征在于所述壳体（1）内部从上而下分别设置有布水层（4）、稳水层（5）、填料层（6）、曝气区（9）以及出水室（11）；所述布水层（4）由与进水口（2）相连的进水网管（3）上分布的出水孔布水；所述填料层（6）左右两壁上各设置镀钌石墨电极板（7），所述填料层（6）中间设置离子膜（13）将填料层（6）分为左右两个电解槽；其中一个电解槽放置填料。
2.根据权利要求1所述的高盐废水处理装置，其特征在于所述布水层（4）与稳水层（5）之间由隔板分隔，所述隔板可左右打开，所述布水层（4）中的水可以选择由左部或者右部进入稳水层。
3.根据权利要求2所述的高盐废水处理装置，其特征在于所述隔板为可左右打开的合页结构。
4.根据权利要求1所述的高盐废水处理装置，其特征在于所述填料层（6）与曝气区（9）之间用多孔板分隔。
5.根据权利要求1所述的高盐废水处理装置，其特征在于所述镀钌石墨电极板（7）的高度在填料层和稳水层之间。
6.根据权利要求1所述的高盐废水处理装置，其特征在于所述曝气区（9）由带有曝气盘（10）的气管进行曝气。
7.根据权利要求1所述的高盐废水处理装置，其特征在于所述壳体（1）外在填料层（6）的位置设置检修孔（8）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520905216.2U CN205170453U (zh) | 2015-11-15 | 2015-11-15 | 一种高盐废水处理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520905216.2U CN205170453U (zh) | 2015-11-15 | 2015-11-15 | 一种高盐废水处理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205170453U true CN205170453U (zh) | 2016-04-20 |
Family
ID=55734468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520905216.2U Withdrawn - After Issue CN205170453U (zh) | 2015-11-15 | 2015-11-15 | 一种高盐废水处理装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN205170453U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105236523A (zh) * | 2015-11-15 | 2016-01-13 | 江苏丹诚环境工程有限公司 | 一种高盐废水处理装置 |
-
2015
- 2015-11-15 CN CN201520905216.2U patent/CN205170453U/zh not_active Withdrawn - After Issue
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105236523A (zh) * | 2015-11-15 | 2016-01-13 | 江苏丹诚环境工程有限公司 | 一种高盐废水处理装置 |
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