公布日：2022.05.27
申请日：2022.04.26
分类号：C02F1/461(2006.01)I;C02F1/469(2006.01)I
摘要
本发明提出一种废水膜前预处理装置，包括：电化学反应池和分盐电渗析器；电化学反应池内安装有两组电极；第一组电极中，阳极为贵金属镀层电极，阴极为石墨电极、钛电极、不锈钢电极中的一种；第二组电极中，阳极为铁电极或铝电极，阴极为不锈钢电极或石墨电极。电化学反应池上设置有废水进口和产水出口；废水进口用于通入工业废水，产水出口与分盐电渗析器的淡液室进口连通，分盐电渗析器的淡液室出口与废水进口连通，分盐电渗析器的浓液室出口排出的液体为膜前预处理后的除杂水。结构简单，能够对不同水质的废水进行处理，高效低耗去除废水中的杂质。本发明还提出一种废水膜前预处理方法。
权利要求书
1.一种废水膜前预处理装置，其特征在于，包括：电化学反应池（1）和分盐电渗析器（2）；电化学反应池（1）内安装有两组电极；第一组电极（11）中，阳极为贵金属镀层电极，阴极为石墨电极、钛电极、不锈钢电极中的一种；第二组电极（12）中，阳极为铁电极或铝电极，阴极为不锈钢电极或石墨电极；电化学反应池（1）上设置有废水进口（13）和产水出口（14）；废水进口（13）用于通入工业废水，产水出口（14）与分盐电渗析器（2）的淡液室进口连通，分盐电渗析器（2）的淡液室出口与废水进口（13）连通，分盐电渗析器（2）的浓液室出口排出的液体为膜前预处理后的除杂水。
2.根据权利要求1所述的废水膜前预处理装置，其特征在于，电化学反应池（1）内的电极为板式或圆柱式。
3.根据权利要求1所述的废水膜前预处理装置，其特征在于，电化学反应池（1）上还设置有用于添加酸溶液和/或碱溶液的加药口（15），加药口（15）位于电化学反应池（1）的顶部。
4.根据权利要求1所述的废水膜前预处理装置，其特征在于，电化学反应池（1）上还设置有沉降物出口（16）和絮凝悬浮物出口（17），沉降物出口（16）位于电化学反应池（1）的下部，絮凝悬浮物出口（17）位于电化学反应池（1）的上部。
5.根据权利要求1所述的废水膜前预处理装置，其特征在于，分盐电渗析器（2）包括阳极和阴极，在阳极和阴极之间交替叠装单价选择性阳膜和复合亲水网布的阴膜，形成交替分布的淡液室和浓液室；其中，复合在阴膜上的亲水网布朝向阴极。
6.一种废水膜前预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、将工业废水通入电化学反应池内，根据工业废水中所需去除杂质的类别和含量，调节电化学反应池内的pH值，以及调节两组电极的通电方式进行电极反应，反应完成后获得电化学反应池产水；步骤S2、将电化学反应池产水通入分盐电渗析器的淡液室，进行电渗析处理，处理完成后，收集分盐电渗析器浓液室内的液体作为膜前预处理后的除杂水。
7.根据权利要求6所述的废水膜前预处理方法，其特征在于，根据工业废水中所需去除杂质的类别和含量，调节电化学反应池内的pH值，以及调节两组电极的通电方式进行电极反应，包括：当工业废水的硬度在1000mg/L以下时，控制电化学反应池内的pH值为5-7进行电极反应；当工业废水的硬度大于1000mg/L时，控制电化学反应池内的pH值为8.5-10，并单独通电第一组电极。
8.根据权利要求6所述的废水膜前预处理方法，其特征在于，根据工业废水中所需去除杂质的类别和含量，调节电化学反应池内的pH值，以及调节两组电极的通电方式进行电极反应，包括：当工业废水的COD含量大于600mg/L，重金属含量大于120mg/L时，将电化学反应池内的pH值控制在5-7，共同通电两组电极进行反应；当工业废水的COD含量大于600mg/L，重金属含量大于120mg/L，硬度大于1000mg/L时，先将电化学反应池内的pH值控制在5-7，共同通电两组电极进行反应，再将电化学反应池内的pH值控制在8.5-10，单独通电第一组电极进行反应；当工业废水的含硅化合物含量大于100mg/L，COD含量小于300mg/L，硬度小于500mg/L时，将电化学反应池内的pH值控制在5-7，单独通电第二组电极进行反应；当工业废水的COD含量大于400mg/L，含硅化合物含量小于60mg/L时，将电化学反应池内的pH值控制在5-7，单独通电第一组电极进行反应。
9.根据权利要求6所述的废水膜前预处理方法，其特征在于，电渗析处理中，分盐电渗析器膜面流速为4-6cm/s，电流密度为200-700A/m2。
发明内容
（一）要解决的技术问题鉴于上述技术中存在的问题，本发明至少从一定程度上进行解决。为此，本发明的第一个目的在于提出一种废水膜前预处理装置，结构简单，能够对不同水质的废水进行处理，高效低耗去除废水中的杂质。
本发明的第二个目的在于提出一种废水膜前预处理方法。
（二）技术方案为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：一方面，本发明提供一种废水膜前预处理装置，包括：电化学反应池和分盐电渗析器；电化学反应池内安装有两组电极；第一组电极中，阳极为贵金属镀层电极，阴极为石墨电极、钛电极、不锈钢电极中的一种；第二组电极中，阳极为铁电极或铝电极，阴极为不锈钢电极或石墨电极。电化学反应池上设置有废水进口和产水出口；废水进口用于通入工业废水，产水出口与分盐电渗析器的淡液室进口连通，分盐电渗析器的淡液室出口与废水进口连通，分盐电渗析器的浓液室出口排出的液体为膜前预处理后的除杂水。
可选地，电化学反应池内的电极为板式或圆柱式。
可选地，电化学反应池上还设置有用于添加酸溶液和/或碱溶液的加药口，加药口位于电化学反应池的顶部。
可选地，电化学反应池上还设置有沉降物出口和絮凝悬浮物出口，沉降物出口位于电化学反应池的下部，絮凝悬浮物出口位于电化学反应池的上部。
可选地，分盐电渗析器包括阳极和阴极，在阳极和阴极之间交替叠装单价选择性阳膜和复合亲水网布的阴膜，形成交替分布的淡液室和浓液室；其中，复合在阴膜上的亲水网布朝向阴极。
另一方面，本发明提供一种废水膜前预处理方法，包括以下步骤：步骤S1、将工业废水通入电化学反应池内，根据工业废水中所需去除杂质的类别和含量，调节电化学反应池内的pH值，以及调节两组电极的通电方式进行电极反应，反应完成后获得电化学反应池产水。
步骤S2、将电化学反应池产水通入分盐电渗析器的淡液室，进行电渗析处理，处理完成后，收集分盐电渗析器浓液室内的液体作为膜前预处理后的除杂水。
作为本发明方法的一种改进，根据工业废水中所需去除杂质的类别和含量，调节电化学反应池内的pH值，以及调节两组电极的通电方式进行电极反应，包括：当工业废水的硬度在1000mg/L以下时，控制电化学反应池内的pH值为5-7进行电极反应；当工业废水的硬度大于1000mg/L时，控制电化学反应池内的pH值为8.5-10，并单独通电第一组电极。
作为本发明方法的一种改进，根据工业废水中所需去除杂质的类别和含量，调节电化学反应池内的pH值，以及调节两组电极的通电方式进行电极反应，包括：当工业废水的COD含量大于600mg/L，重金属含量大于120mg/L时，将电化学反应池内的pH值控制在5-7，共同通电两组电极进行反应。
当工业废水的COD含量大于600mg/L，重金属含量大于120mg/L，硬度大于1000mg/L时，先将电化学反应池内的pH值控制在5-7，共同通电两组电极进行反应，再将电化学反应池内的pH值控制在8.5-10，单独通电第一组电极进行反应。
当工业废水的含硅化合物含量大于100mg/L，COD含量小于300mg/L，硬度小于500mg/L时，将电化学反应池内的pH值控制在5-7，单独通电第二组电极进行反应。
当工业废水的COD含量大于400mg/L，含硅化合物含量小于60mg/L时，将电化学反应池内的pH值控制在5-7，单独通电第一组电极进行反应。
作为本发明方法的一种改进，电渗析处理中，分盐电渗析器膜面流速为4-6cm/s，电流密度为200-700A/m2。
（三）有益效果本发明的有益效果是：1、本发明提供的废水膜前预处理装置，通过在电化学反应池内安装两组电极，第一组电极去除废水COD和硬度效果突出，第二组电极去除废水COD和含硅化合物效果突出，根据废水中所需去除杂质的类别和含量，调节电化学反应池的pH值以及两组电极的通电方式进行电极反应，能够对不同水质的废水进行处理，提高电化学反应效率，高效低耗去除废水的浊度、硬度、有机污染物、含硅化合物、重金属等杂质。由于电化学反应池的产水仍然存在残留杂质，通过将电化学反应池的产水通入分盐电渗析器的淡液室，收集分盐电渗析器浓液室的液体作为膜前预处理后的除杂水，利用电渗析原理有效回收废水中可回用资源的同时，对残留杂质进行分离，效率高，确保产水品质。
2、本发明提供的废水膜前预处理装置中，在分盐电渗析器的阳极和阴极之间交替叠装单价选择性阳膜和复合亲水网布的阴膜，通过单价选择性阳膜，可以截留前端残留的多价阳离子，比如钙镁离子、重金属离子等；由于有机物大多是疏水的，通过复合亲水网布的阴膜，一方面能够截留前端残留的不带电有机污染物和含硅化合物，另一方面能够减缓带负电的有机污染物进入阴膜，造成阴膜污堵，起到减挡作用。从而进一步保证产水品质。
（发明人：祝海涛;吴雅琴;杨波）
