本發明專利技術公開了一種多級流道式廢水處理裝置及廢水處理方法。該裝置針對大規模工業化生產實際，采用電化學氧化技術+催化技術+分離技術相結合的辦法來處理焦化廢水（或其它有機廢水），可以有效、徹底地去除大量外排的焦化廢水（或其它有機廢水）中的氨氮、酚、氰等各種有機污染物，使處理后排放水得到充分凈化，達到國家嚴格排放標準。另外，該方法相比普通化學氧化法及生化法可大大降低處理成本，操作簡單、且可循環運行，具有很大的實際應用價值。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于廢水處理
，涉及廢水中有機污染物降解工藝，具體涉及。
技術介紹
焦化廢水是煤制焦炭、煤氣凈化及焦化產品回收過程中產生的廢水。化學成分十分復雜，含有大量氨氮、硫化物、氰化物以及多種有生物毒性的有機污染物，色度高、毒性大并且難被生物降解。目前，國內外各個國家對焦化廢水的處理都面臨嚴峻的問題，處理難度大，出水水質很難達標已成為困擾焦化廢水處理行業幾十年來的一大難題。近年來，有不少專利技術者通過獨創設計、改進流程等研制出了各種廢水處理裝置和技術，不斷地有新的方法和技術用于處理焦化廢水，但各有利弊，出水的C0D、氨氮和色度仍 沒有滿意的效果，很難達到國家排放標準。在目前的焦化廢水的處理工藝中，所用設備及處理方法要么占地面積大，要么操作復雜、處理效率低、能耗高，要么成本高、有二次污染或綜合回收利用效果差，如生物氧化法雖然成本低，但占地面積大，且出水的COD和氨氮濃度較高，很難達標排放；活性炭吸附法因其具有豐富的孔徑分布和很大的比表面積，有很強的吸附能力，雖能較好地除去C0D，但存在容易飽和、出水中氨氮濃度偏高，而且還存在吸附劑的再生困難和二次污染的問題；光催化氧化法雖能降解難以生物降解的有機物，但操作復雜、處理效率很低、能耗高、離實際應用距離大；另外，近年有學者提出的電化學氧化技術因其能產生強氧化性且工藝簡單、無二次污染受到廣泛關注，但其在應用中有一定的局限性電極種類不多，尤其是缺少高效廉價的電極，并且電極的壽命不長，能耗大，成本高。本申請人曾研究獲得了一種水處理用油水渣分離裝置，并申請了中國技術專利(公告號CN202460199U)。該專利技術裝置采用交錯斜板、中央隔板、鍋底沉渣、三層濾網分離等方案來實現動態水處理自動油水渣分離，該裝置是一個垂直放置的立式罐狀密封容器，容器上部為矩形、下部為倒方錐狀；矩形殼體內有隔板將矩形殼體分為大小不同的兩個內腔，較大內腔中有排油口、廢水入口、及交錯布置的矩形斜板；較小內腔中分別有清水出口、矩形密孔濾網板、矩形中孔濾網板及矩形粗孔濾網板；倒方錐狀的罐底槽體下端連接有排渣口。該裝置只能用于油水渣分離，卻無法對有機廢水進行前期降解處理。
技術實現思路
本專利技術針對
技術介紹
中所提出的問題及目前已有技術的不足，同時面向大規模工業化生產實際，提供。本專利技術采用多級、流道式、電化學氧化技術+催化技術+分離技術相結合的辦法來處理大量外排的焦化廢水(或其它有機廢水)，最大限度地降低大量外排的焦化廢水(或其它有機廢水)中的C0D、氨氮和色度，并且所述裝置及技術的降解效果好，設備制作簡單、容易維護，處理效率高、運行費用低，同時可連續高效地循環運轉。本專利技術的第一個目的是這樣實現的一種多級流道式廢水處理裝置，該裝置包含一個敞開式流道或溝道，流道或溝道中依次設有多級處理單元，廢水引入后流經各處理單元時被降解、分離； 所述處理單元由陽極、陰極、油水渣分離器構成； 所述陽極為塑料或難溶金屬(如鈦籃)制作的網狀籃或框，里面填充有大顆粒狀的活性炭與催化劑，填充方法為活性炭與催化劑顆粒互混或者把活性炭與催化劑分層設置，活性炭籃中間由碳棒或金屬導線引出連接至電源正極；所述催化劑是由過渡金屬或過渡金屬與其氧化物的混合物組成； 所述陰極由不銹鋼板或網制作而成，由導線連接至電源負極； 所述油水渣分離器為任何能夠把油、水、渣分離的裝置。如可設置其結構原理類似本專利技術人先前獲得的中國技術專利(公告號CN202460199U)公開的水處理用油水渣分離器(見附圖2)。優選地，所述的多級流道式廢水處理裝置，其中催化劑中所述的過渡金屬為鐵、鍍鉬黑的鐵、銅、猛、鎳、鈦、銀、鑰、鈷、鉬、銀；過渡金屬氧化物為鐵、銅、猛、鎳、鈦、銀、鑰、鈷等的氧化物。優選地，所述的多級流道式廢水處理裝置，其中陽極中的催化劑含量為活性炭質量的1% 20%O優選地，所述的多級流道式廢水處理裝置，其中所述活性炭顆粒的粒徑為5 60目。 優選地，所述的多級流道式廢水處理裝置，其中的流道為平面單層或立體多層。本專利技術的第二個目的是這樣實現的 一種采用多級流道式廢水處理裝置處理廢水的方法，將廢水引入多級流道式廢水處理裝置被降解、分離；所述多級流道式廢水處理裝置的結構同實現本專利技術第一個目的的技術方案。根據實際情況(比如廢水處理量、流速等)來調節油水渣分離器中交錯斜板、中央隔板、三層濾網的大小以及廢水入口及出口的大小，由此自動把漂浮油渣與沉渣、清水分離，達到處理分離的效果。優選地，所述采用多級流道式廢水處理裝置處理廢水的方法，其中所述處理單元中的陰極與陽極間施加直流電，電流密度為5mA/dm2 10A/dm2。優選地，所述采用多級流道式廢水處理裝置處理廢水的方法，其中所述處理單元中的陰極和陽極兩部件，它們的截面積充滿流道截面積的30 90%。陽極的體積按照處理的廢水的濃度由用戶來確定，陰極可以是一層或多層不銹鋼網。所述的處理單元“陽極+陰極+油水渣分離器”中的每一個部件都可以從敞開式的流道(或溝道)中取出，隨時進行維護。所述廢水為焦化廢水或其它有機廢水。本專利技術在該流道(或溝道)裝置的“基本單元”中是通過多種反應過程協同作用氧化降解并去除有機污染物的。其廢水處理原理和技術效果如下 (I)電極氧化還原過程 陽極活性炭將有機污染物濃縮、吸附到其表面(比表面積非常大的陽極表面)，在催化劑催化下這些有機污染物被電化學氧化降解。其原理是在電解過程中電極表面產生了一系列中間反應產物，如03，h202、自由基· OH等，都具有極強的氧化性，在催化劑的作用下，它們能把廢水中的幾乎所有有機物(包括苯環)氧化成有機酸或二氧化碳和水。另外，含有N、S、P、As等其它雜原子的有機物，也會被氧化降解為有機酸、無機酸 N2 (氮氣)。其次，在陽極電化學氧化過程中，催化劑中的部分金屬能被氧化為Mn+，Mn+可以和一些有機酸、無機酸反 應生成沉淀物，把污染物去除。陰極一些帶陽離子電荷的有機污染物被還原成不帶電荷的有機物，然后作為中性有機物由廢水的流動(攪拌)被帶向活性炭陽極端，然后也在陽極被吸附和催化氧化降解。(2)配合物的形成原理 除了 的氧化降解原理外，一些難被氧化降解的含有N、S、0、P、As等原子的有機物，N、S、0、P、As原子上的未成鍵孤對電子能與Mn+等過渡金屬離子上的外層空軌道形成配位鍵，形成結構復雜的大分子配合物，降低了水溶性，最后也被得以沉淀去除。(3)自動沉淀分離原理電解后水解生成的M (OH)n具有絮凝作用，也可成為高效絮凝劑，有很好的脫色和吸附能力，可把污染物混凝沉淀，然后流經本專利技術流道中各處理單元的“油水渣分離器”時，被分離掉。本專利技術的優點 (I)如上所述的處理裝置，陽極活性炭籃中活性炭可以起到吸附濃縮有機物的作用，將有機物在陽極通過催化劑的作用，直接進行氧化降解；C0D、氨氮和色度都得到了有效的去除，而且工藝操作簡單，電極材料成本低；另外催化劑在催化過程中能被有效地吸附在活性炭上，避免了其快速流失。該方法與單獨的電化學氧化反應技術相比，大大增加了陽極氧化面積和催化效果，由此提高了電流效率，可因此大大降低電耗、縮短反應時間，提高處理效率和降低處理成本。(2)廢水在“基本單元”中的陽極+陰極上通過電化學催化降解，廢水中的漂浮油渣、沉渣、清本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種多級流道式廢水處理裝置，其特征在于：該裝置包含一個敞開式流道或溝道，流道或溝道中依次設有多級處理的“基本單元”，廢水引入后流經各處理“基本單元”時被逐級降解與分離，最后達到徹底凈化；所述“基本單元”由陽極、陰極、油水渣分離器構成；所述陽極為塑料或難溶金屬（如鈦籃）制作的網狀籃或框，里面填充有大顆粒狀的活性炭與催化劑，填充方法為活性炭與催化劑顆粒互混或者把活性炭與催化劑分層設置，活性炭籃中間由碳棒或金屬導線引出連接至電源正極；所述催化劑是由過渡金屬或過渡金屬與其氧化物的混合物組成；所述陰極由不銹鋼板或網制作而成，由導線連接至電源負極；所述油水渣分離器為任何能夠把油、水、渣分離的裝置。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：王海人，王麒鈞，王麒寧，張俊，
申請(專利權)人：王麒鈞，王麒寧，
類型：發明
國別省市：
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