申请日2019.03.29
公开(公告)日2019.05.28
IPC分类号C02F9/14; C02F101/30; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种油墨废水电化学处理系统，首先与电子絮凝技术去除经过酸析后的油墨废水中亚稳相，再以具备催化能力的非活性金属氧化物复合电极为电极，在电场作用下催化形成具有强氧化性的羟基自由基等中间产物，氧化废水中的有机物，完成“破链”、“破环”等过程，降低废水COD，并提升废水可生化性。本发明具有无需投加氧化剂、反应条件温和、污泥量少、出水生化性好、运行成本低、系统简单、稳定可靠、自动化程度高等特点。
权利要求书
1.一种油墨废水电化学处理系统，其特征在于，
包括pH调节池(1)、酸析池(2)、电子絮凝器(3)、混凝反应箱(4)、澄清器(5)、电催化氧化反应器(6)、生化处理装置(7);
所述pH调节池(1)，用于投入酸降低废水pH，所述pH调节池(1)与酸析池(2)通过管路相连;
所述酸析池(2)与电子絮凝器(3)通过管路相连;
所述电子絮凝器(3)，用于破坏亚稳态物质的稳定状态，所述电子絮凝器(3)与混凝反应箱(4)通过管路相连;
所述混凝反应箱(4)，用于投加碱、混凝剂、助凝剂进行反应，所述混凝反应箱(4)，与澄清器(5)通过管路相连;
所述澄清器(5)，用于固液分离，所述澄清器(5)与电催化氧化反应器(6)通过管路相连;
所述电催化氧化反应器(6)与生化处理装置(7)通过管路相连。
2.根据权利要求1所述的一种油墨废水电化学处理系统，其特征在于，所述pH调节池(1)的pH控制范围在2~4;所述混凝反应箱(4)pH控制范围在对应重金属的沉降pH以上。
3.根据权利要求1所述的一种油墨废水电化学处理系统，其特征在于，所述电催化氧化反应器(6)可根据废水水质情况进行多组并联或多个串联方式布置。
4.根据权利要求1所述的一种油墨废水电化学处理系统，其特征在于，所述电子絮凝器(3)包括絮凝器壳体(301)、设备法兰(302)、设备支耳(303);还包括：
絮凝器极板(307)，设于所述絮凝器壳体(301)内;
絮凝器隔板(308)，设于所述絮凝器极板(307)之间;
絮凝器限位板(309)，设于所述絮凝器壳体(301)内，设于所述絮凝器隔板(308)的左右两侧;
絮凝器支撑板(310)，设于所述絮凝器壳体(301)内，设于所述絮凝器极板(307)的下方;
絮凝器连接板(312)，用于将所述絮凝器极板(307)与絮凝器电源(313)相连;
其中，所述絮凝器阳极连接板(311)、絮凝器阴极连接板(312)由铜排或者铝排制成;
所述絮凝器壳体(301)、设备法兰(302)、设备支耳(303)、絮凝器隔板(308)、絮凝器限位板(309)、絮凝器支撑板(310)与絮凝器极板(307)、絮凝器阳极连接板(311)、絮凝器阴极连接板(312)、絮凝器电源(313)之间绝缘，即连接或距离较近处有绝缘层;
所述絮凝器壳体(301)整体呈密封状态，通过法兰(302)将盖体和主体部分连接。
5.根据权利要求4所述的一种油墨废水电化学处理系统，其特征在于，所述絮凝器极板(307)为金属复合极板，所述絮凝器极板(307)为活性极板。
6.根据权利要求4所述的一种油墨废水电化学处理系统，其特征在于，所述絮凝器极板(307)交叉布置，所述絮凝器极板(307)的每块极板与其右侧或左侧第二块极板通过絮凝器阳极连接板(311)或絮凝器阴极连接板(312)电连，通过絮凝器阳极连接板(311)所述絮凝器阳极连接板(311)与絮凝器电源(313)阳极电连，所述絮凝器阴极连接板(312)与絮凝器电源(313)阴极电连;
其中，所述絮凝器阳极连接板(311)、絮凝器阴极连接板(312)由铜排或者铝排制成。
7.根据权利要求5或6所述的一种油墨废水电化学处理系统，其特征在于，所述絮凝器电源(313)为低电压大电流电源，所述絮凝器电源(313)的阴极阳极可通过手动或自动方式进行切换，切换周期依据水质情况调整。
8.根据权利要求1所述的一种油墨废水电化学处理系统，其特征在于，所述电催化氧化反应器(6)由反应器箱体(601)、反应器阳极(602)、反应器阴极(603);所述反应器箱体(601)上设有反应器进水口(607)、反应器排污口(609);
所述反应器进水口(607)设于反应器箱体(601)侧壁的下部，所述反应器排污口(609)设于反应器箱体(601)的底部;
所述反应器阳极(602)设于反应器(6)内，与所述反应器阳极连接板(605)相电连;
所述反应器阴极(603)设于反应器(6)内，与所述反应器阴极连接板(606)相电连;
所述反应器阳极连接板(605)、所述反应器阴极连接板(606)与反应器电源(604)相连;
其中，所述反应器阳极连接板(605)、所述反应器阴极连接板(606)由铜排或者铝排制成;
所述反应器箱体(601)与反应器阳极(602)、反应器阴极(603)，反应器电源(604)，反应器阳极连接板(605)，反应器阴极连接板(606)保持绝缘，即连接或距离较近处有绝缘层;
所述反应器箱体(601)采用敞口布置，不与空气隔绝;
其中，所述反应器阳极连接板(605)、反应器阴极连接板(606)由铜排或者铝排制成。
9.根据权利要求8所述的一种油墨废水电化学处理系统，其特征在于，所述反应器阳极(603)系惰性非活性电极，可以为钛基金属氧化物复合电极。
10.根据权利要求8所述的一种油墨废水电化学处理系统，其特征在于，所述反应器电源(604)与反应器阳极连接板(605)通电直连，并通过反应器阳极线缆(610)向每一块阳极供电;所述反应器电源(604)与反应器阴极连接板(606)通电直连，并通过反应器阴极线缆(611)向每一块阴极供电。
说明书
一种油墨废水电化学处理系统
技术领域
本发明属于环境工程领域，特别涉及一种油墨废水电化学处理系统。
背景技术
油墨废水主要来自于PCB生产线等，具有有机污染物含量高、生化降解性差、含重金属、高色度等特点，废水中含有异丙醇、甲苯、丙酮等有机溶剂，含有铅、铬、铜等重金属，对有机体有强危害性，处理系统失当将严重污染环境。国家《电镀污染物排放标准》GB21900-2008中规定在国土开发密度较高、环境承载能力开始减弱，或水环境容量较小、生态环境脆弱，容易发生严重水环境污染问题而需要采取特别保护措施的地区，应严格控制设施的污染物排放行为，执行表III标准。
油墨废水的处理系统工艺主要包括微电解工艺(铁碳微电解结合混凝沉淀)、化学混凝沉淀(不经过前处理系统直接混凝沉淀)、混凝气浮-微电解-SBR工艺、混凝气浮-接触氧化工艺、Fenton氧化法等，其中又以Fenton氧化法为代表。然而Fenton氧化法需要投加大量化学药剂，如酸、碱、亚铁盐、双氧水等，对药剂依赖性强，产泥量大，处理系统成本高。随着环保力度不断加大，各化工原材料的价格正在不断上涨，依赖于化学药剂的传统处理系统系统成本也越来越高。
依据国家工信部2017年《关于加快推进环保装备制造业发展的指导意见》中明确的装备发展重点领域阐述了“重点攻关厌氧氨氧化技术装备和电解催化氧化、超临界氧化装等氧化技术装备，研发生物强化和低能耗高效率的先进膜处理系统技术与组件，开展饮用水微量有毒污染物处理系统技术装备等基础研究”，以电化学方式处理系统油墨废水，是一种更绿色、清洁，同时也是一种低成本的新型油墨废水处理系统技术。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种油墨废水电化学处理系统，酸析后的废水首先进入电子絮凝器中，通过电子絮凝、电子泛流等效应破除废水中亚稳相物质的稳定状态，进入混凝沉淀去除重金属和亚稳相，再进入电催化氧化反应器中。在电厂作用下，油墨废水电催化氧化反应器阳极产生的强氧化性中间产物反应，有机污染物被氧化为二氧化碳、氮气、水等小分子，并同步进行“破链”、“破环”过程，提升废水的可生化性。电催化氧化反应器处理后的废水进入生化反应装置中进一步去除COD、总氮、总磷等污染物，最终出水满足GB 21900-2008《电镀污染物排放标准》表III标准。
技术方案：一种油墨废水电化学处理系统， 包括pH调节池、酸析池、电子絮凝器、混凝反应箱、澄清器、电催化氧化反应器、生化处理装置;
pH调节池，用于投入酸降低废水pH，pH调节池与酸析池通过管路相连;
酸析池与电子絮凝器通过管路相连;
电子絮凝器，用于破坏亚稳态物质的稳定状态，电子絮凝器与混凝反应箱通过管路相连;
混凝反应箱，用于投加碱、混凝剂、助凝剂进行反应，混凝反应箱，与澄清器通过管路相连;
澄清器，用于固液分离，澄清器与电催化氧化反应器通过管路相连;
电催化氧化反应器与生化处理装置通过管路相连。
本发明的进一步改进在于，pH调节池的pH控制范围在2~4;混凝反应箱pH控制范围在对应重金属的沉降pH以上。
本发明的进一步改进在于，电催化氧化反应器可根据废水水质情况进行多组并联或多个串联方式布置。
本发明的进一步改进在于，电子絮凝器包括絮凝器壳体、设备法兰、设备支耳;还包括：
絮凝器极板，设于絮凝器壳体内;
絮凝器隔板，设于絮凝器极板之间;
絮凝器限位板，设于絮凝器壳体内，设于絮凝器隔板的左右两侧;
絮凝器支撑板，设于絮凝器壳体内，设于絮凝器极板的下方;
絮凝器连接板，用于将絮凝器极板与絮凝器电源相连。
酸析后的油墨废水经絮凝器进水口进入絮凝器中，在絮凝器极板作用下破除亚稳态物质的稳定状态，并从絮凝器出水口流出，电子絮凝过程中产生的气体则经絮凝器放气口流出。絮凝器壳体、设备法兰、设备支耳、絮凝器隔板、絮凝器限位板、絮凝器支撑板与絮凝器极板、絮凝器阳极连接板、絮凝器阴极连接板、絮凝器电源之间绝缘，即连接或距离较近处有绝缘层;絮凝器壳体整体呈密封状态，通过法兰将盖体和主体部分连接，防止气体及废水流出。
本发明的进一步改进在于，絮凝器极板为金属复合极板，絮凝器极板为活性极板。
本发明的进一步改进在于，絮凝器极板交叉布置，絮凝器极板的每块极板与其右侧或左侧第二块极板通过絮凝器阳极连接板或絮凝器阴极连接板电连，通过絮凝器阳极连接板絮凝器阳极连接板与絮凝器电源阳极电连，絮凝器阴极连接板与絮凝器电源阴极电连;
其中，絮凝器阳极连接板、絮凝器阴极连接板由铜排或者铝排制成。
本发明的进一步改进在于，絮凝器电源为低电压大电流电源，絮凝器电源的阴极阳极可通过手动或自动方式进行切换，切换周期依据水质情况调整。
本发明的进一步改进在于，电催化氧化反应器由反应器箱体、反应器阳极、反应器阴极;反应器箱体上设有反应器进水口、反应器排污口;
反应器进水口设于反应器箱体侧壁的下部，反应器排污口设于反应器箱体的底部;
反应器阳极设于反应器内，与反应器阳极连接板相电连;
反应器阴极设于反应器内，与反应器阴极连接板相电连;
反应器阳极连接板、反应器阴极连接板与反应器电源相连;
其中，反应器阳极连接板、反应器阴极连接板由铜排或者铝排制成;
反应器箱体与反应器阳极、反应器阴极，反应器电源，反应器阳极连接板，反应器阴极连接板保持绝缘，即连接或距离较近处有绝缘层;
反应器箱体采用敞口布置，不与空气隔绝;
其中，反应器阳极连接板、反应器阴极连接板由铜排或者铝排制成。
本发明的进一步改进在于，反应器阳极系惰性非活性电极，可以为钛基金属氧化物复合电极。
本发明的进一步改进在于，反应器电源与反应器阳极连接板通电直连，并通过反应器阳极线缆向每一块阳极供电;反应器电源与反应器阴极连接板通电直连，并通过反应器阴极线缆向每一块阴极供电。
与现有技术相比，本发明提供的一种油墨废水电化学处理系统，至少实现了如下的有益效果：
与传统油墨废水处理工艺，主要包括“Fenton氧化法”，本发明具有以下优点：
(1). 反应条件温和，不需要强酸或强碱条件，废水不需要调节pH即可直接进入电催化氧化反应器，并进行有机物的氧化过程;
(2). 不需要消耗亚铁盐、双氧水等，不需要消耗频繁调节pH所投加的酸碱，投加药剂量少，降低了废水处理对药剂的依赖性;
(3). 不需要投加亚铁盐，产生的污泥量大大降低;
(4). 由于主要依托电，且不产生大量含铁污泥，污泥处置费大大降低，废水处理成本大大降低;
(5). 电催化氧化处理技术的核心设备电催化氧化反应器的控制变量少、控制过程简单，易于实现自动化。
本发明的电子絮凝器具有如下优点：
(1). 整体为带压容器设计，设备进水可为带压进水，由此废水经过设备时允许的压降大大提升，废水在絮凝器中的流速大大提升，设备结垢可得到有效缓解;
(2). 电子絮凝器设计为双程，即废水首先向上再向下运动，废水经过设备的流通截面积降低，等流量情况下，废水在该絮凝器中的流速更大，设备结垢再次缓解;
(3). 电子絮凝器各极板交叉通电连接，阴极和阳极相当于同一供电体，供电方式更为简单，单侧或双侧供电即可;
(4). 采用电子絮凝处理油墨废水对废水中亚稳态物质，包括乳化相、胶体相等的稳定状态破坏的更彻底，在电子絮凝及混凝沉淀阶段可以去除更多的有机污染物，降低了后段工艺的负荷;
(5). 采用电子絮凝处理油墨废水，可同步将废水中油性物质去除，有效防止了油性物质对电催化氧化反应器性能产生影响。
本发明的电催化氧化反应器具有如下优点。
(1). 反应条件温和，不需要强酸或强碱条件，废水不需要调节pH即可直接进入电催化氧化反应器，并进行有机物的氧化过程;
(2). 不需要消耗亚铁盐、双氧水等，不需要消耗频繁调节pH所投加的酸碱，投加药剂量少，无药剂依赖性;
(3). 不需要投加沉淀性化学物质，无污泥产生;
(4). 由于主要依托电，且不产生大量含铁污泥，污泥处置费大大降低，废水处理成本低;
(5).设备简单、操作便捷、易于维护、自动化程度高，容易实现集装化、规模化。
当然，实施本发明的任一产品并不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
