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CN107176728B - 一种电化学氧化法处理污水装置及用其处理污水的方法 - Google Patents

一种电化学氧化法处理污水装置及用其处理污水的方法 Download PDF

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CN107176728B CN201710591040.1A CN201710591040A CN107176728B CN 107176728 B CN107176728 B CN 107176728B CN 201710591040 A CN201710591040 A CN 201710591040A CN 107176728 B CN107176728 B CN 107176728B
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Abstract

本发明公开一种电化学氧化法处理污水装置，包括供电装置、至少两个电解池和净化池；其中：电解池包括流动式电解池和固定式电解池，且交替设置；电解池内两侧壁分别设置阳极板和阴极板，电解池内填充粒子电极；供电装置的正极与电解池内的阳极板通过电线连接，供电装置的负极与电解池内的阴极板通过电线连接；电解池之间、电解池与净化池之间均是通过溢流墙连通；第一个流动式电解池上部设置有进水口，净化池下部设置有出水口。本发明还公开了使用上述装置的方法，即：预处理‑调整装置‑注水处理‑收集。使用本发明电化学氧化法处理污水装置处理污水，大大提高了污水处理效率，同时增加了污水处理量；能够更彻底的处理污水，处理效果更好。

Description

一种电化学氧化法处理污水装置及用其处理污水的方法
技术领域
本发明属于污水处理装置及方法技术领域，具体的是涉及一种电化学氧化法处理污水装置及用其处理污水的方法。
背景技术
自人类进入工业社会以来，水资源污染情况日趋严重。由于生产工艺、原材料和产品的不同，各类工业废水具有不同的成分和性质。而工业行业排放的有机污染物质中，主要以苯类、酚类居多，这样的物质会对生化处理的微生物造成毒害和抑制作用，不易被微生物所降解。而电化学氧化技术，利用电极材料的催化活性对水中的难降解有机污染物进行直接的阳极氧化降解，或通过电解过程中产生的强氧化性自由基(如·OH)来对有机物进行的氧化降解。而三维粒子电极的加入，能提高水处理效果。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种能提高水处理效果的电化学氧化法处理污水装置。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种电化学氧化法处理污水装置，包括供电装置、至少两个电解池和净化池；其中：电解池包括流动式电解池和固定式电解池，且交替设置；电解池内两侧壁分别设置阳极板和阴极板，电解池内填充粒子电极；流动式电解池内部设置有搅拌棒，且搅拌棒按照铁:镍:锰质量比为2～4:1～3:1～3的比例制成；供电装置的正极与电解池内的阳极板通过电线连接，供电装置的负极与电解池内的阴极板通过电线连接；电解池之间、电解池与净化池之间均是通过溢流墙连通；第一个流动式电解池上部设置有进水口，净化池下部设置有出水口。
更进一步的，流动式电解池内填充的粒子电极为圆柱状，且长度为1-3mm，直径为2-4mm；粒子电极填充在水中的密度为400-500mg/l。
更进一步的，粒子电极为铁粒子电极、镍粒子电极和锰粒子电极三种粒子电极。
更进一步的，固定式电解池内填充的粒子电极为活性炭电极，且活性炭电极为具有孔状结构的活性炭电极；其中：活性炭电极直径为5-15mm，活性炭电极孔径为20-30μm；活性炭电极在固定式电解池内填充的高度低于溢流墙的高度。
更进一步的，阳极板为Ti/PbO2-La电极，阴极板为泡沫镍；阳极板与阴极板之间距离为75-80mm，阳极板和阴极板的面积均为56-64cm2。
更进一步的，净化池内填充基质材料层，基质材料层包括沸石和碎石，且交替设置。
更进一步的，溢流墙的高度低于电解池和净化池池壁的高度。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、本发明中设置至少两个电解池，且按照流动式-固定式交替设置，较单一电解池来说，本发明具有处理污水干净、彻底的优点。本发明中使污水先通过流动式电解池对污水进行第一步的处理，流动式电解池能对污水进行大批处理，相对于固定式电解池处理的效果要好，加之有搅拌棒的加速处理能很快的降低污水的污染度。再将经过流动式电解池处理的污水流入固定式电解池里，固定式电解池能进一步吸附处理污水，能够对污水更进一步的净化。如果先用固定式电解池、再用流动式电解池处理污水会造成反应时间慢、容易堵塞，污水处理效果很不显著。
2、本发明采用电化学氧化法处理污水，使用的是三维粒子电解池。电解池内阴极板、阳极板在电解过程中产生羟基自由基(·OH)，使污水中的溶解性有机物得到降解。同时三维粒子电极兼具吸附和微电极的功能，能够吸附具有强氧化性的物质，污水中的有机物在粒子电极的表面发生氧化或还原反应，且粒子电极之间构成的大量微电解池可以产生具有强氧化性的羟基自由基(·OH)，使有机物分解，提高水处理效果。由于本发明中流动式电解池中的搅拌棒是由铁、镍、锰按照一定的质量比例制成的合金，所以在搅拌棒搅拌的同时，在搅拌棒的表面也发生氧化或还原反应，加速溶液中有机物的降解。而流动式电解池中三维粒子电极是铁粒子电极、镍粒子电极和锰粒子电极，避免了过多的导电粒子在溶液间形成短路电流，造成反应电流减少，最终使有机物处理效率降低。
3、要提高污水处理效率，则溶液中的导电率就需要提高，则导电材料需要选取导电性较好的材料；同时还要考虑导电材料成本的问题。为了满足上述条件，则本发明选取铁、镍、锰三种金属作为流动式电解池中的粒子电极，同时搅拌棒用这三种金属制备成的合金制成。
4、本发明中固定式电解池中粒子电极选择活性炭电极，可以对经过流动式电解池处理的污水做进一步的吸附处理，增加处理效果。电解池后接净化池，可以对处理后的污水再次过滤，使得污水处理更干净、更彻底。
5、本发明保证了污水处理的连续性及彻底性，同时提高了污水处理效率，大大提高了污水处理量。
本发明的目的之二是提供一种处理污水的方法，即使用本发明目之一提供的电化学氧化法处理污水装置进行处理污水的方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种处理污水的方法，使用本发明目之一提供的电化学氧化法处理污水装置，包括如下步骤：
(1)待处理的污水在进入处理污水装置前，需要对污水进行预处理，即在待处理污水中加入絮凝剂，沉淀污水中的杂质；
(2)将处理污水装置水平放置，流动式电解池和固定式电解池交替设置；打开供电装置及搅拌棒，调整供电装置的电源电压；
(3)将经过步骤1预处理的污水由进水口进入到流动式电解池中，经过溢流墙流入到固定式电解池中；使预处理的污水经过至少两个电解池处理后经过溢流墙流入到净化池中进行净化处理；控制进水口和出水口的水流流速相等；
(4)收集从出水口流出的经过处理的水。
更进一步的，供电装置的电源电压为5-9V，阳极板与阴极板板间电流密度为2-8mA/cm2；每个电解池的通电时间均为90-120min；进水口和出水口的水流流速均为15-23ml/s。
与现有技术相比，本发明的优点是：
使用本发明目之一提供的电化学氧化法处理污水装置进行处理污水的方法，大大提高了污水处理效率，同时增加了污水处理量；能够更彻底的处理污水，处理效果更好。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1：本发明一种电化学氧化法处理污水装置的结构示意图；
其中：1-供电装置、3-净化池、5-溢流墙、21-流动式电解池、22-固定式电解池、31-沸石、32-碎石、41-阳极板、42-阴极板、61-进水口、62-出水口、211-搅拌棒、212-流动式电解池内的粒子电极、221-固定式电解池内的粒子电极。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1
如图1所示，一种电化学氧化法处理污水装置，包括供电装置1、两个电解池和净化池3。本实施例中的处理污水装置采用的是三维粒子电极反应系统，利用电化学氧化法的原理进行处理污水。电解池的三维粒子电极反应系统构成为：电解池内两侧壁分别设置阳极板41和阴极板42，电解池内填充粒子电极，供电装置1的正极与电解池内的阳极板41通过电线连接，供电装置1的负极与电解池内的阴极板42通过电线连接。优选的，阳极板41为Ti/PbO2-La电极，阴极板42为泡沫镍。其中，Ti/PbO2-La电极是以钛板为基材，在钛板上通过涂覆PbO2和La制备而成的电极。更为优选的，阳极板41与阴极板42之间距离为75-80mm，阳极板41和阴极板42的面积均为56-64cm2。
电解池之间、电解池与净化池3之间均是通过溢流墙5连通，溢流墙5的设置可以大大减少外界对整个装置提供的能量，可以节约能耗。优选的，溢流墙5的高度低于电解池和净化池3池壁的高度。其中，第一个流动式电解池上部设置有进水口61，净化池3下部设置有出水口62。
如图1所示，电解池包括流动式电解池21和固定式电解池22，且按照流动式-固定式设置。
更进一步的，为了加快流动式电解池21内处理污水的速度，流动式电解池21内部设置有搅拌棒211。因为要提高污水处理效率，则溶液中的导电率就需要提高，则导电材料需要选取导电性较好的材料；同时还要考虑导电材料成本的问题。则铁、镍、锰三种金属满足上述对导电材料的选择条件。搅拌棒211为按照铁:镍:锰质量比为2～4:1～3:1～3的比例制成的合金。优选的，搅拌棒211为按照铁:镍:锰质量比为3:1:1的比例制成，能使导电性较其他比例混合至少提高17％，污水处理的效果也最好。
更进一步的，流动式电解池21内填充的粒子电极212为圆柱状，且长度为1-3mm，直径为2-4mm；粒子电极212填充在水中的密度为400-500mg/l。这样的粒子能够很好地漂浮在水中，同时，这种粒子电极容易生产，而且导电效果好。其中，粒子电极212为铁粒子电极、镍粒子电极和锰粒子电极三种粒子电极，即按照上述尺寸分别将铁、镍、锰制成圆柱状的铁粒子电极、镍粒子电极、锰粒子电极，然后直接将铁粒子电极、镍粒子电极、锰粒子电极填充在流动式电解池21电解液——水中。流动式电解池21内填充的粒子电极212和搅拌棒211都为同种物质——铁、镍、锰构成，避免了过多的导电粒子在溶液间形成短路电流，造成反应电流减少，最终使有机物处理效率降低。
更进一步的，固定式电解池22内填充的粒子电极221为活性炭电极，且活性炭电极为具有孔状结构的活性炭电极。活性炭做电极具有吸附作用，可以吸附水中的有机物，而且它对水温水质及水量的变化有较强的适应性。优选的，活性炭电极直径为5-15mm，活性炭电极孔径为20-30μm；活性炭电极在固定式电解池22内填充的高度低于溢流墙5的高度。
现有技术中常见的是单独使用流动式三维粒子电解池或固定式三维粒子电解池处理污水，而这样会造成处理污水不干净、不彻底。本实施例中污水先通过流动式电解池21对污水进行第一步的处理，流动式电解池21能对污水进行大批处理，相对于固定式电解池22处理的效果要好，加之有搅拌棒211的加速处理能很快的降低污水的污染度。再将经过流动式电解池21处理的污水流入固定式电解池22里，固定式电解池22能进一步吸附处理污水，能够对污水更进一步的净化。如果先用固定式电解池处理污水会造成反应时间慢、容易堵塞，污水处理效果很不显著。
更进一步的，净化池3内填充基质材料层，基质材料层包括沸石31和碎石32，且交替设置。经过电解池处理的水经过净化池3内填充的沸石31和碎石32再次过滤之后，从净化池3的出水口62流出。
实施例2
使用实施例1中的电化学氧化法处理污水装置处理污水，具体方法包括如下步骤：
(1)待处理的污水在进入处理污水装置前，需要对污水进行预处理，即在待处理污水中加入絮凝剂，沉淀污水中的杂质；
(2)将处理污水装置水平放置，流动式电解池21和固定式电解池22交替设置；打开供电装置1及搅拌棒211，调整供电装置1的电源电压；
(3)将经过步骤1预处理的污水由进水口61进入到流动式电解池21中，经过溢流墙5流入到固定式电解池22中；使预处理的污水经过至少两个电解池处理后经过溢流墙5流入到净化池3中进行净化处理；控制进水口61和出水口62的水流流速相等；
(4)收集从出水口62流出的经过处理的水。
具体参数如下：污水水样质量浓度为300mg/L。供电装置1的电源电压为5V，阳极板41与阴极板42板间电流密度为2mA/cm2；每个电解池的通电时间均为90min；进水口61和出水口62的水流流速均为15ml/s。阳极板41与阴极板42之间距离为75mm，阳极板41和阴极板42的面积均为56cm2。搅拌棒211按照铁:镍:锰质量比为2:1:1的比例制成。流动式电解池21内填充的粒子电极212为长度为1mm、直径为2mm的铁粒子电极、镍粒子电极、锰粒子电极，且铁粒子电极:镍粒子电极:锰粒子电极按照质量比为1:1:1的比例混合填充在水中，填充在水中的密度为400mg/l。活性炭电极直径为5mm，活性炭电极孔径为20μm。
实施例3
使用实施例1中的电化学氧化法处理污水装置处理污水，其中，本实施例设置4个电解池，并且按照流动式-固定式-流动式-固定式交替设置，具体方法同实施例2，此处不再赘述。
具体参数如下：污水水样质量浓度为300mg/L。供电装置1的电源电压为6.5V，阳极板41与阴极板42板间电流密度为4mA/cm2；每个电解池的通电时间均为106min；进水口61和出水口62的水流流速均为18ml/s。阳极板41与阴极板42之间距离为76.5mm，阳极板41和阴极板42的面积均为58cm2。搅拌棒211按照铁:镍:锰质量比为3:1:1的比例制成。流动式电解池21内填充的粒子电极212为长度为1.5mm、直径为2.6mm的铁粒子电极、镍粒子电极、锰粒子电极，且铁粒子电极:镍粒子电极:锰粒子电极按照质量比为1:2:3的比例混合填充在水中，填充在水中的密度为450mg/l。活性炭电极直径为7mm，活性炭电极孔径为23μm。
实施例4
使用实施例1中的电化学氧化法处理污水装置处理污水，其中，本实施例设置4个电解池，并且按照流动式-固定式-流动式-固定式交替设置，具体方法同实施例2，此处不再赘述。
具体参数如下：污水水样质量浓度为300mg/L。供电装置1的电源电压为8V，阳极板41与阴极板42板间电流密度为6mA/cm2；每个电解池的通电时间均为110min；进水口61和出水口62的水流流速均为20ml/s。阳极板41与阴极板42之间距离为78mm，阳极板41和阴极板42的面积均为61cm2。搅拌棒211按照铁:镍:锰质量比为3:2:2的比例制成。流动式电解池21内填充的粒子电极212为长度为2mm、直径为3.2mm的铁粒子电极、镍粒子电极、锰粒子电极，且铁粒子电极:镍粒子电极:锰粒子电极按照质量比为2:1:4的比例混合填充在水中，填充在水中的密度为480mg/l。活性炭电极直径为12mm，活性炭电极孔径为27μm。
实施例5
使用实施例1中的电化学氧化法处理污水装置处理污水，其中，本实施例设置6个电解池，并且按照流动式-固定式-流动式-固定式-流动式-固定式交替设置，具体方法同实施例2，此处不再赘述。
具体参数如下：污水水样质量浓度为300mg/L。供电装置1的电源电压为9V，阳极板41与阴极板42板间电流密度为8mA/cm2；每个电解池的通电时间均为120min；进水口61和出水口62的水流流速均为23ml/s。阳极板41与阴极板42之间距离为80mm，阳极板41和阴极板42的面积均为64cm2。搅拌棒211按照铁:镍:锰质量比为4:3:3的比例制成。流动式电解池21内填充的粒子电极212为长度为3mm、直径为4mm的铁粒子电极、镍粒子电极、锰粒子电极，且铁粒子电极:镍粒子电极:锰粒子电极按照质量比为3:2:4的比例混合填充在水中，填充在水中的密度为500mg/l。活性炭电极直径为15mm，活性炭电极孔径为30μm。
对比例1
本对比例将实施例1中电解池改为仅设置一个流动式电解池，其余不变，处理污水具体方法如下：
(1)待处理的污水在进入处理污水装置前，需要对污水进行预处理，即在待处理污水中加入絮凝剂，沉淀污水中的杂质；
(2)将处理污水装置水平放置，打开供电装置及搅拌棒，调整供电装置的电源电压；
(3)将经过步骤1预处理的污水由进水口进入到流动式电解池中处理后经过溢流墙5流入到净化池中进行净化处理；控制进水口和出水口的水流流速相等；
(4)收集从出水口流出的经过处理的水。
具体参数如下：污水水样质量浓度为300mg/L。供电装置的电源电压为5V，阳极板与阴极板板间电流密度为2mA/cm2；电解池的通电时间均为90min；进水口和出水口的水流流速均为15ml/s。阳极板与阴极板之间距离为75mm，阳极板和阴极板的面积均为56cm2。搅拌棒按照铁:镍:锰质量比为2:1:1的比例制成。流动式电解池内填充的粒子电极为长度为1mm、直径为2mm的铁粒子电极、镍粒子电极、锰粒子电极，且铁粒子电极:镍粒子电极:锰粒子电极按照质量比为1:1:1的比例混合填充在水中，填充在水中的密度为400mg/l。
对比例2
本对比例将实施例1中电解池改为仅设置一个固定式电解池，其余不变，处理污水具体方法如下：
(1)待处理的污水在进入处理污水装置前，需要对污水进行预处理，即在待处理污水中加入絮凝剂，沉淀污水中的杂质；
(2)将处理污水装置水平放置，打开供电装置并调整供电装置的电源电压；
(3)将经过步骤1预处理的污水由进水口进入到固定式电解池中处理后经过溢流墙流入到净化池中进行净化处理；控制进水口和出水口的水流流速相等；
(4)收集从出水口流出的经过处理的水。
具体参数如下：污水水样质量浓度为300mg/L。供电装置的电源电压为5V，阳极板与阴极板板间电流密度为2mA/cm2；电解池的通电时间均为90min；进水口和出水口的水流流速均为15ml/s。阳极板与阴极板之间距离为75mm，阳极板和阴极板的面积均为56cm2。活性炭电极直径为5mm，活性炭电极孔径为20μm。
对比例3
本对比例将实施例1中电解池改为按照固定式-流动式设置的2个电解池，其余不变，处理污水具体方法如下：
(1)待处理的污水在进入处理污水装置前，需要对污水进行预处理，即在待处理污水中加入絮凝剂，沉淀污水中的杂质；
(2)将处理污水装置水平放置，固定式电解池和流动式电解池交替设置；打开供电装置及搅拌棒，调整供电装置的电源电压；
(3)将经过步骤1预处理的污水由进水口进入到固定式电解池中，经过溢流墙流入到流动式电解池中；处理后经过溢流墙流入到净化池中进行净化处理；控制进水口和出水口的水流流速相等；
(4)收集从出水口流出的经过处理的水。
具体参数如下：污水水样质量浓度为300mg/L。供电装置1的电源电压为5V，阳极板与阴极板板间电流密度为2mA/cm2；每个电解池的通电时间均为90min；进水口和出水口的水流流速均为15ml/s。阳极板与阴极板之间距离为75mm，阳极板和阴极板的面积均为56cm2。搅拌棒按照铁：镍：锰质量比为2:1:1的比例制成。流动式电解池内填充的粒子电极为长度为1mm、直径为2mm的铁粒子电极、镍粒子电极、锰粒子电极，且铁粒子电极:镍粒子电极:锰粒子电极按照质量比为1:1:1的比例混合填充在水中，填充在水中的密度为400mg/l。活性炭电极直径为5mm，活性炭电极孔径为20μm。
对比例4
本对比例将实施例1中流动式电解池中的搅拌棒材质改为铁，且流动式电解池中粒子电极为铁电极，其中，本对比例设置4个电解池，并且流动式-固定式-流动式-固定式交替设置，其余不变，具体方法同实施例2，此处不再赘述。
具体参数如下：污水水样质量浓度为300mg/L。供电装置的电源电压为6.5V，阳极板与阴极板板间电流密度为4mA/cm2；每个电解池的通电时间均为106min；进水口和出水口的水流流速均为18ml/s。阳极板与阴极板之间距离为76.5mm，阳极板和阴极板的面积均为58cm2。搅拌棒由铁制成。流动式电解池内填充的粒子电极为铁，长度为1.5mm，直径为2.6mm，填充在水中的密度为450mg/l。活性炭电极直径为7mm，活性炭电极孔径为23μm。
对比分析：
收集经过实施例2～5及对比例1～4处理后的水，进行检测，检测结果详见表1。其中，COD指的是化学需氧量，TOC指的是总有机碳。
表1
Figure GDA0002533620300000081
Figure GDA0002533620300000091
1、实施例2和对比例1、对比例2的区别在于电解池的种类不同，即：实施例2中设置有两个电解池，且按照流动式-固定式设置，对比例1中仅设置一个流动式电解池，对比例2中仅设置一个固定式电解池。从表1中的数据可知，实施例2中对污水处理的效果明显优于对比例1、对比例2，即实施例2中的COD的去除率、TOC的去除率明显高于对比例1、对比例2。现有技术中常见的是单独使用流动式三维粒子电解池或固定式三维粒子电解池处理污水，而这样会造成污水处理不干净、不彻底。
2、实施例2和对比例3的区别在于电解池的设置方式不同，即：实施例2中预处理的污水先进入流动式电解池，再进入固定式电解池，而对比例3中预处理的污水先进入固定式电解池，再进入流动式电解池。从表1中的数据可知，实施例2中对污水处理的效果明显优于对比例3，即实施例2中的COD的去除率、TOC的去除率明显高于对比例3。实施例2中先通过流动式电解池对污水进行第一步的处理，流动式电解池能对污水进行大批量处理，相对于固定式电解池处理的效果要好，加之有搅拌棒的加速处理能很快的降低污水的污染度。再将经过流动式电解池处理的污水流入固定式电解池里，固定式电解池能进一步吸附处理污水，能够对污水更进一步的净化。对比例3中污水先进入固定式电解池，再进入流动式电解池，会造成反应时间慢、容易堵塞，污水处理效果很不显著。
3、实施例3和对比例4的区别在于流动式电解池中三维粒子电极及搅拌棒的材质不同，即：实施例3中的三维粒子电极是铁粒子电极、镍粒子电极、锰粒子电极，而对比例4中仅使用单一的铁粒子电极。从表1中的数据可知，实施例3中对污水处理的效果明显优于对比例4，即实施例3中的COD的去除率、TOC的去除率明显高于对比例4，同时，实施例3中的电流效率明显高于对比例4。实施例3中使用多种粒子电极，较对比例4中使用单一粒子电流效率、污水处理量均有提升，从而处理污水效率更高，污水处理量也大幅度提升。
4、实施例2、实施例4、实施例5中分别设置了2个、4个、6个电解池，且按照流动式-固定式交替设置。从表1中的数据可知，使污水经过多个电解池达到多级处理，使得处理更彻底。本实施例不对电解池的数量做进一步的限定，本领域技术人员根据实际需求自行选择即可。
本实施例不对流动式电解池中铁粒子电极、镍粒子电极、锰粒子电极填充在水中的质量比例做进一步限定，本领域技术人员根据实际需求自行选择即可。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种电化学氧化法处理污水装置，其特征在于，包括供电装置(1)、至少两个电解池和净化池(3)；其中：所述电解池包括流动式电解池(21)和固定式电解池(22)，且交替设置；所述电解池内两侧壁分别设置阳极板(41)和阴极板(42)，所述电解池内填充粒子电极；所述流动式电解池(21)内部设置有搅拌棒(211)，且所述搅拌棒(211)按照铁:镍:锰质量比为2～4:1～3:1～3的比例制成；所述供电装置(1)的正极与所述电解池内的阳极板(41)通过电线连接，所述供电装置(1)的负极与所述电解池内的阴极板(42)通过电线连接；所述电解池之间、电解池与净化池(3)之间均是通过溢流墙(5)连通；第一个流动式电解池上部设置有进水口(61)，所述净化池(3)下部设置有出水口(62)。
2.根据权利要求1所述的电化学氧化法处理污水装置，其特征在于，所述流动式电解池(21)内填充的粒子电极(212)为圆柱状，且长度为1-3mm，直径为2-4mm；所述粒子电极(212)填充在水中的密度为400-500mg/L。
3.根据权利要求2所述的电化学氧化法处理污水装置，其特征在于，所述粒子电极(212)为铁粒子电极、镍粒子电极和锰粒子电极三种粒子电极。
4.根据权利要求1所述的电化学氧化法处理污水装置，其特征在于，所述固定式电解池(22)内填充的粒子电极(221)为活性炭电极，且所述活性炭电极为具有孔状结构的活性炭电极；其中：所述活性炭电极直径为5-15mm，所述活性炭电极孔径为20-30μm；所述活性炭电极在所述固定式电解池(22)内填充的高度低于所述溢流墙(5)的高度。
5.根据权利要求1-4任一项权利要求所述的电化学氧化法处理污水装置，其特征在于，所述阳极板(41)为Ti/PbO2-La电极，所述阴极板(42)为泡沫镍；所述阳极板(41)与阴极板(42)之间距离为75-80mm，所述阳极板(41)和阴极板(42)的面积均为56-64cm2。
6.根据权利要求5所述的电化学氧化法处理污水装置，其特征在于，所述净化池(3)内填充基质材料层，所述基质材料层包括沸石(31)和碎石(32)，且交替设置。
7.根据权利要求6所述的电化学氧化法处理污水装置，其特征在于，所述溢流墙(5)的高度低于所述电解池和净化池(3)池壁的高度。
8.一种处理污水的方法，使用权利要求1-7任一项所述的电化学氧化法处理污水装置，其特征在于，包括如下步骤：
(1)待处理的污水在进入所述处理污水装置前，需要对污水进行预处理，即在待处理污水中加入絮凝剂，沉淀污水中的杂质；
(2)将所述处理污水装置水平放置，所述流动式电解池(21)和固定式电解池(22)交替设置；打开所述供电装置(1)及搅拌棒(211)，调整所述供电装置(1)的电源电压；
(3)将经过步骤(1)预处理的污水由所述进水口(61)进入到所述流动式电解池(21)中，经过所述溢流墙(5)流入到所述固定式电解池(22)中；使预处理的污水经过至少两个所述电解池处理后经过所述溢流墙(5)流入到所述净化池(3)中进行净化处理；控制所述进水口(61)和出水口(62)的水流流速相等；
(4)收集从所述出水口(62)流出的经过处理的水。
9.根据权利要求8所述的处理污水的方法，其特征在于，所述供电装置(1)的电源电压为5-9V，所述阳极板(41)与阴极板(42)板间电流密度为2-8mA/cm2；每个所述电解池的通电时间均为90-120min；所述进水口(61)和出水口(62)的水流流速均为15-23ml/s。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115849522B (zh) * 2023-03-01 2023-05-12 广东工业大学 基于筛分式集流体的流动阳极电化学污水处理装置及工艺

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6402916B1 (en) * 1993-10-27 2002-06-11 Richard L. Sampson Electrolytic process and apparatus controlled regeneration of modified ion exchangers to purify aqueous solutions and adjust ph
CN202643385U (zh) * 2012-06-27 2013-01-02 中国石油化工股份有限公司 电解催化氧化废水的处理装置
CN103641210A (zh) * 2013-11-08 2014-03-19 华南理工大学 一种含铬电镀废水复合电解槽处理方法
CN205115109U (zh) * 2015-08-04 2016-03-30 南京中创水务集团股份有限公司 用于高氨氮废水的多室多维电凝聚装置
CN205740631U (zh) * 2016-06-15 2016-11-30 烟台大学 光电协同催化反应器
CN106396030A (zh) * 2016-10-27 2017-02-15 沈阳建筑大学 利用三维电极—电芬顿耦合处理印染废水的方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5503287B2 (ja) * 2006-09-05 2014-05-28 エレメント シックス リミテッド 固体電極

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6402916B1 (en) * 1993-10-27 2002-06-11 Richard L. Sampson Electrolytic process and apparatus controlled regeneration of modified ion exchangers to purify aqueous solutions and adjust ph
CN202643385U (zh) * 2012-06-27 2013-01-02 中国石油化工股份有限公司 电解催化氧化废水的处理装置
CN103641210A (zh) * 2013-11-08 2014-03-19 华南理工大学 一种含铬电镀废水复合电解槽处理方法
CN205115109U (zh) * 2015-08-04 2016-03-30 南京中创水务集团股份有限公司 用于高氨氮废水的多室多维电凝聚装置
CN205740631U (zh) * 2016-06-15 2016-11-30 烟台大学 光电协同催化反应器
CN106396030A (zh) * 2016-10-27 2017-02-15 沈阳建筑大学 利用三维电极—电芬顿耦合处理印染废水的方法

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