[发明专利]一种用于废水处理的电化学装置及使用所述装置处理废水的方法

说明书

【技术领域】

本发明属于废水处理技术领域。更具体地，本发明涉及一种用于废水处理的电化学装置，还涉及使用所述装置处理废水的方法。 

【背景技术】

目前，经污水处理厂常规处理得到的出水水质指标已达到总氮＜35ppm、COD＜50ppm、总磷＜10ppm、悬浮物＜30ppm等无害化排放的标准，然而其指标距离城市景观用水、花草灌溉和河道湖泊补水等可资源化利用仍有较大的差距。主要原因首先是总氮、总磷等含量依然偏高，导致水质富营养化比较突出，容易出现水华、异味等系列问题；其次是水体中的常见的氟、氯、溴等阴离子很难去除。为了满足污水处理出水的资源化要求，必须开发深度净水技术，将水中的氮磷等含量降低至排放标准限制以下，并使氟、氯等阴离子含量有显著降低。然而，现有的絮凝、沉降、生化处理等常规污水处理技术难以实现将水体中的低浓度硝酸根、磷酸根、氯离子、氟离子及有机物降低达到出水资源化的要求。 

对于去除污水中的氮、磷和有机物，应用非常广泛的处理技术是生物法和化学沉淀法；对于水体中的氟、氯等阴离子，常用且行之有效的方法是用水进行稀释处理。但是这些技术在实际应用中存在着诸多缺点，如水流停留时间长，占地面积大，产生大量难以处置的污泥，生物处理过程的稳定性较差，常规的反硝化过程需要添加碳源或化学药剂，成本较高，操作复杂管理繁琐等。 

一种污水中的硝酸根深度去除方法是利用在电场作用下直接进行电化学还原降解。 

例如，中国专利CN200410098590.2、“金属改性活性炭纤维电极和用该电极去除硝酸盐的方法”公开了利用贵金属如钯、铂和金等金属中的一种和铜、锡、铜和锌等非贵金属中的一种载带在改性活性炭纤维上制成可还原 水中硝酸盐的活性阴极电极，并利用石墨、二氧化铅等惰性导电材料为阳极，阴阳极之间以质子交换膜隔开，在通电的情况下，将硝酸盐还原。该发明中阴极是硝酸盐催化还原反应发生的地方，由于阴极带负电，与同样带负电荷的硝酸根离子会产生电性相斥效果，这样硝酸根在阴极催化剂表面上附着，进而与阴极上电解产生的H2发生催化还原反应的机会就较为受限，故反应效率、去除硝酸根的效果难以提高。 

关于电絮凝去除污水中的磷酸根、氟离子和有机物，中国专利CN1986435A提出利用电絮凝和微滤的组合工艺，即采用铝板或铁板为电极电解产生铝盐或铁盐，结合水中的氟离子和有机物形成较大的絮体，然后将形成的絮体在后续的微滤膜组件中被过滤去除，从而达到从饮用水中去除氟和有机物的目的。该工艺需结合微滤装置增加处理成本，电极表面易形成氧化膜而钝化，能处理的污染物种类单一，水体中目标物浓度较小，电化学效率较低。中国专利CN 101269863A提出利用电絮凝和膜生物反应器的组合工艺，采用铁板或铝板为阳极电解产生铁离子或铝离子，与污水中的氢氧根离子、磷酸根离子形成絮体，有机物有膜生物反应器内的微生物降解后形成污泥，经微滤膜过滤污染物被去除，从而达到从污水中去除磷和有机物的目的。该系统的电化学效率较低，处理成本较大，产生大量难以处置的污泥，生物处理的稳定性较差，处理污染物种类单一。 

中国专利CN02146020.5“活性炭纤维与电动力学协同净化饮用水方法及装置”，公布了一种活性炭纤维与电动力学协同净化饮用水方法及装置，即在活性炭纤维滤料上施加了电场，纤维中有电流存在，有害离子和细菌的运动不再单单由流场决定，而是受到电场和流场的共同作用，在电场作用下产生的电迁移、电泳等动电作用可有效提高水中污染物离子、颗粒以及细菌与活性炭纤维的碰撞频率，从而提高吸附速率和吸附效果。然而该装置的缺点是需要定期进行电极的再生，操作过程复杂繁琐，处理成本高。 

在饮用水体系中所使用的电渗析或反渗透技术，由于效率低并且使用昂贵的离子交换膜，不适合用于污水的深度处理。 

【发明内容】

[要解决的技术问题] 

本发明的目的是提供一种用于废水处理的电化学装置。 

本发明的另一个目的是提供一种使用所述的电化学装置处理含有阴离子和有机物的废水的方法。 

[技术方案] 

本发明是通过下述技术方案实现的。 

本发明涉及一种用于废水处理的电化学装置。 

附图1所示的是用于废水处理的最基本电化学装置，该装置由电源1、初级电解槽B、电解槽A、电解槽C、阴极5、透过性隔离材料部分6、阳极7、原水池2、净水收集器3与浓缩溶液收集池4组成，所述的每个电解槽包括槽体、阳极、阴极和透过性隔离材料部分；所述的透过性隔离材料部分是一种将所述槽体分隔成阳极区与阴极区的部件；