公布日：2024.12.31
申请日：2024.11.29
分类号：C02F1/461(2023.01)I;C02F1/42(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明涉及高盐有机废水处理技术领域，特别涉及一种用于高盐有机废水的多膜堆叠式电解处理装置，包括堆栈系统和直流电源，堆栈系统包括刚性阳极板和刚性阴极板，刚性阴极板与刚性阳极板之间依次排列若干堆栈单元，相邻堆栈单元之间设置有柔性双极板，直流电源的正极连接刚性阳极板的阳极电流输入端以及柔性双极板的双极板阳极电流输入端，直流电源的负极连接刚性阴极板的阴极电流输入端以及柔性双极板的双极板阴极电流输入端。在外加电场作用下，盐阳离子与盐阴离子发生定向迁移，分别通过阴阳离子交换膜进入盐液室，达到回收盐的目的，同时废水中的有机污染物被降解及盐分被脱除，提高后续废水的生化处理的效率。
权利要求书
1.一种用于高盐有机废水的多膜堆叠式电解处理装置，其特征在于：包括堆栈系统（1）和直流电源（5），所述堆栈系统（1）包括阳极夹紧板（9）以及阴极夹紧板（12），所述阳极夹紧板（9）的一端安装有刚性阳极板（10），所述阴极夹紧板（12）的一端安装有刚性阴极板（13），所述刚性阴极板（13）与刚性阳极板（10）之间依次排列若干相通的堆栈单元，相邻所述堆栈单元之间设置有相通的柔性双极板（11）；每一所述堆栈单元均由阳离子交换膜（15）、阴离子交换膜（14）以及三组柔性隔板（25）组成，形成柔性隔板（25）-阳离子交换膜（15）-柔性隔板（25）-阴离子交换膜（14）-柔性隔板（25）的三明治结构，每一所述柔性隔板（25）的内腔均嵌有一层丝网（27），位于三明治结构中间的柔性隔板（25）与其两侧柔性隔板（25）的朝向相反；所述直流电源（5）的正极连接刚性阳极板（10）的阳极电流输入端（24）以及柔性双极板（11）的双极板阳极电流输入端（30），所述直流电源（5）的负极连接刚性阴极板（13）的阴极电流输入端（33）以及柔性双极板（11）的双极板阴极电流输入端。
2.根据权利要求1所述的用于高盐有机废水的多膜堆叠式电解处理装置，其特征在于：所述刚性阳极板（10）包括绝缘的第一刚性边框，所述第一刚性边框的一端内腔有阳极本体（19），所述阳极电流输入端（24）设置在第一刚性边框的一侧并连接至阳极本体（19），所述第一刚性边框的下端设置有非贯穿的废水进水孔（23）和盐液进水孔（20），所述第一刚性边框的底部设置有连通废水进水孔（23）的废水进水管（22）以及连通盐液进水孔（20）的盐液进水管（21）。
3.根据权利要求2所述的用于高盐有机废水的多膜堆叠式电解处理装置，其特征在于：所述柔性隔板（25）包括绝缘的第一柔性边框，所述丝网（27）内嵌在第一柔性边框的内腔，所述第一柔性边框的上端设置有两组贯穿式的第一集水孔（28），其中一所述第一集水孔（28）与第一柔性边框的内腔连通，所述第一柔性边框的下端设置有两组贯穿式的第一布水孔（26），其中一所述第一布水孔（26）与第一柔性边框的内腔连通，两组所述第一布水孔（26）分别正对废水进水孔（23）和盐液进水孔（20）。
4.根据权利要求3所述的用于高盐有机废水的多膜堆叠式电解处理装置，其特征在于：所述柔性双极板（11）包括绝缘的第二柔性边框，所述第二柔性边框的两端分别内嵌有阳极本体（19）和阴极本体（32），所述双极板阴极电流输入端设于第二柔性边框的一侧并连接阴极本体（32），所述双极板阳极电流输入端（30）以及双极板阴极电流输入端设于第二柔性边框的一侧并对应连接至阳极本体（19）和阴极本体（32），所述第二柔性边框的上端设置有两组贯穿式的第二集水孔（31），所述第二集水孔（31）与第一集水孔（28）一一对应，所述第二柔性边框的下端设置有两组贯穿式的第二布水孔（29），所述第二布水孔（29）与第一布水孔（26）一一对应。
5.根据权利要求4所述的用于高盐有机废水的多膜堆叠式电解处理装置，其特征在于：所述刚性阴极板（13）包括绝缘的第二刚性边框，所述第二刚性边框的一端内嵌有阴极本体（32），所述阴极电流输入端（33）设置在第二刚性边框的一侧并连接至阴极本体（32），所述第二刚性边框的上端设置有非贯穿并对应第二集水孔（31）的盐液出水孔（34）和废水出水孔（37），所述第二刚性边框的顶部设置有连通盐液出水孔（34）的盐液出水管（35）以及连通废水出水孔（37）的废水出水管（36）。
6.根据权利要求1所述的用于高盐有机废水的多膜堆叠式电解处理装置，其特征在于：还包括盐液循环系统（2）和废水循环系统（8），所述刚性阳极板（10）或柔性双极板（11）与相邻的阳离子交换膜（15）之间形成阳极室（18），所述刚性阴极板（13）或柔性双极板（11）与相邻的阴离子交换膜（14）之间形成阴极室（16），所述阴离子交换膜（14）与相邻的阳离子交换膜（15）之间形成盐液室（17），所述盐液室（17）内的溶液进入盐液循环系统（2），所述阳极室（18）和阴极室（16）内的溶液进入废水循环系统（8）。
7.根据权利要求1所述的用于高盐有机废水的多膜堆叠式电解处理装置，其特征在于：所述直流电源（5）提供的电流密度为0mA/cm2～100mA/cm2。
8.根据权利要求1所述的用于高盐有机废水的多膜堆叠式电解处理装置，其特征在于：所述刚性阳极板（10）的电极材质为钛涂钌，所述刚性阴极板（13）的电极材质为不锈钢。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于高盐有机废水的多膜堆叠式电解处理装置，旨在实现高盐有机废水的高效处理，回收废水中盐，同时降解废水中的有机物，提高废水可生化性，降低该类废水处理成本。
为了解决上述的技术问题，本发明是通过以下技术方案来实现：
一种用于高盐有机废水的多膜堆叠式电解处理装置，包括堆栈系统和直流电源，所述堆栈系统包括阳极夹紧板以及阴极夹紧板，所述阳极夹紧板的一端安装有刚性阳极板，所述阴极夹紧板的一端安装有刚性阴极板，所述刚性阴极板与刚性阳极板之间依次排列若干相通的堆栈单元，相邻所述堆栈单元之间设置有相通的柔性双极板，每一所述堆栈单元均包括三组相堆叠的柔性隔板，其中一相邻的柔性隔板之间设置有阳离子交换膜，另一相邻的柔性隔板之间设置有阴离子交换膜，所述柔性隔板的内腔嵌有一层丝网，位于中间的柔性隔板与其两侧柔性隔板的朝向相反，所述直流电源的正极连接刚性阳极板的阳极电流输入端以及柔性双极板的双极板阳极电流输入端，所述直流电源的负极连接刚性阴极板的阴极电流输入端以及柔性双极板的双极板阴极电流输入端。
优选的，所述刚性阳极板包括绝缘的第一刚性边框，所述第一刚性边框的一端内腔有阳极本体，所述阳极电流输入端设置在第一刚性边框的一侧并连接至阳极本体，所述第一刚性边框的下端设置有非贯穿的废水进水孔和盐液进水孔，所述第一刚性边框的底部设置有连通废水进水孔的废水进水管以及连通盐液进水孔的盐液进水管。
优选的，所述柔性隔板包括绝缘的第一柔性边框，所述丝网内嵌在第一柔性边框的内腔，所述第一柔性边框的上端设置有两组贯穿式的第一集水孔，其中一所述第一集水孔与第一柔性边框的内腔连通，所述第一柔性边框的下端设置有两组贯穿式的第一布水孔，其中一所述第一布水孔与第一柔性边框的内腔连通，两组所述第一布水孔分别正对废水进水孔和盐液进水孔。
优选的，所述柔性双极板包括绝缘的第二柔性边框，所述第二柔性边框的两端分别内嵌有阳极本体和阴极本体，所述双极板阴极电流输入端设于第二柔性边框的一侧并连接阴极本体，所述双极板阳极电流输入端以及双极板阴极电流输入端设于第二柔性边框的一侧并对应连接至阳极本体和阴极本体，所述第二柔性边框的上端设置有两组贯穿式的第二集水孔，所述第二集水孔与第一集水孔一一对应，所述第二柔性边框的下端设置有两组贯穿式的第二布水孔，所述第二布水孔与第一布水孔一一对应。
优选的，所述刚性阴极板包括绝缘的第二刚性边框，所述第二刚性边框的一端内嵌有阴极本体，所述阴极电流输入端设置在第二刚性边框的一侧并连接至阴极本体，所述第二刚性边框的上端设置有非贯穿并对应第二集水孔的盐液出水孔和废水出水孔，所述第二刚性边框的顶部设置有连通盐液出水孔的盐液出水管以及连通废水出水孔的废水出水管。
优选的，还包括盐液循环系统和废水循环系统，所述刚性阳极板或柔性双极板与相邻的阳离子交换膜之间形成阳极室，所述刚性阴极板或柔性双极板与相邻的阴离子交换膜之间形成阴极室，所述阴离子交换膜与相邻的阳离子交换膜之间形成盐液室，所述盐液室内的溶液进入盐液循环系统，所述阳极室和阴极室内的溶液进入废水循环系统。
优选的，所述直流电源提供的电流密度为0mA/cm2～100mA/cm2。
优选的，所述刚性阳极板的电极材质为钛涂钌，所述刚性阴极板的电极材质为不锈钢。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
在外加电场作用下，盐阳离子与盐阴离子发生定向迁移，分别通过阴阳离子交换膜进入盐液室，达到回收盐的目的，同时废水中的盐分被脱除，提高后续废水的生化处理的效率。高盐有机废水中的有机物在电极表面发生降解反应，大分子有机物变为小分子有机物，从而提高废水可生化性。
（发明人：程言妍;顾颖鹏;王旦;彭政;唐彦强;张永壮;王杰晓）
