难降解有机废水处理装置及其应用

本发明涉及水处理技术和水资源再生的应用领域，尤其涉及一种难降解有机废水处理装置及其应用。

背景技术：

1、难降解有机废水一直是水处理领域的一大难题。随着城市的发展及工业生产的进行，大量的卫生填埋垃圾及工业废水产生，给污水处理系统带来巨大的负担。其中，难降解有机废水中的难降解有机物指分子量较大且含有大量芳香结构的复杂有机物，如腐殖酸、抗生素(如全氟辛烷磺酸盐)、医药中间体(如苯酚)等，这类物质通常因结构稳定且有生物毒性，bod5/cod值通常在0.3以下，难以采用常规的生物方法降解。

2、高级氧化法是有效的去除难降解有机物的手段，如臭氧氧化法、fenton法、光催化氧化法、湿式氧化法等。但这些方法存在处理成本较高、易于产生危险废物、对设备严苛等弊端。所以，如何高效、清洁、低成本地处理卫生填埋或工业生产中排放的难降解有机废水成为了水污染控制领域的难点之一。

3、近年来，电化学氧化工艺因无需额外添加药剂、催化剂，无二次污染，反应条件温和等优点受到广泛关注。然而，现有电化学反应装置的电氧化效率较低，无法有效去除难降解有机废水中的难降解有机物。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种难降解有机废水处理装置及其应用，旨在解决现有技术采用电化学氧化工艺处理难降解有机废水存在电氧化效率较低、难降解有机物去除率较低等问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种难降解有机废水处理装置，所述难降解有机废水处理装置包括由隔板隔开的阳极室、阴极室，以及与两端分别连接于所述阳极室、所述阴极室的抽水组件；所述隔板上嵌有多孔阳极膜，所述多孔阳极膜的面积占所述隔板的面积的20～50％；所述阳极室的顶部封闭，且所述阳极室的侧壁近顶部位置开设有出水口；所述阴极室的顶部敞开，且所述阴极室的侧壁近底部位置开设有进水口；所述抽水组件包括依次连接的出水管、恒流泵与进水管；其中，所述出水管与所述出水口连通；所述进水管与所述进水口连通。

3、进一步地，所述多孔阳极膜的孔隙率为30～50％；所述多孔阳极膜的平均孔径为1～5μm；所述多孔阳极膜的膜通量为1～15m3/(m2·h)。

4、进一步地，所述多孔阳极膜的材料为氧化铅、氧化铱、氧化钌、亚氧化钛或氧化锡。

5、进一步地，所述难降解有机废水处理装置还包括外加电源；所述外加电源的电流密度为0.01～2a/cm2的恒定电流。

6、进一步地，所述外加电源为电化学工作站、稳定电源、直流电源或恒电位仪。

7、进一步地，所述阴极室内还设置有平板式阴极，所述平板式阴极的材料为钛板、不锈钢板、石墨板或碳纸。

8、进一步地，所述隔板的材料为有机玻璃。

9、进一步地，所述恒流泵为蠕动泵、离心泵或隔膜泵。

10、本发明还提供了一种如上任意一项所述的难降解有机废水处理装置在处理难降解有机废水中的应用，所述难降解有机废水的浓度为50～30000mg toc/l。

11、进一步地，所述难降解有机废水为垃圾填埋废水、制药化工废水、皮革废水、化肥制造废水或煤油精炼工业废水。

12、本发明达到的有益效果：

13、本发明提供的难降解有机废水处理装置，主要由隔板隔开的封闭的阳极室、敞开的阴极室，以及与两端分别连接于阳极室、阴极室的抽水组件构成；其中，隔板上嵌有多孔阳极膜。该难降解有机废水处理装置结构简单；其具有大量的活性位点，易于产生更多的具有强氧化能力的活性物质，具有较高的电氧化效率，对难降解有机物的去除率高；且该装置运行稳定，工作状态时以穿流式的模式运行有利于增强难降解废水的传质效果、减少无用做功。

14、将该难降解有机废水处理装置应用于处理难降解有机废水，可以高效、稳定去除废水中的难降解有机物，且处理过程中无危险废物产生，处理成本较低。

技术特征：

1.一种难降解有机废水处理装置，其特征在于，所述难降解有机废水处理装置包括由隔板隔开的阳极室、阴极室，以及与两端分别连接于所述阳极室、所述阴极室的抽水组件；

2.根据权利要求1所述的难降解有机废水处理装置，其特征在于，所述多孔阳极膜的孔隙率为30～50％；所述多孔阳极膜的平均孔径为1～5μm；所述多孔阳极膜的膜通量为1～15m3/(m2·h)。

3.根据权利要求1所述的难降解有机废水处理装置，其特征在于，所述多孔阳极膜的材料为氧化铅、氧化铱、氧化钌、亚氧化钛或氧化锡。

4.根据权利要求1所述的难降解有机废水处理装置，其特征在于，所述难降解有机废水处理装置还包括外加电源；所述外加电源的电流密度为0.01～2a/cm2的恒定电流。

5.根据权利要求4所述的难降解有机废水处理装置，其特征在于，所述外加电源为电化学工作站、稳定电源、直流电源或恒电位仪。

6.根据权利要求1所述的难降解有机废水处理装置，其特征在于，所述阴极室内还设置有平板式阴极，所述平板式阴极的材料为钛板、不锈钢板、石墨板或碳纸。

7.根据权利要求1所述的难降解有机废水处理装置，其特征在于，所述隔板的材料为有机玻璃。

8.根据权利要求1所述的难降解有机废水处理装置，其特征在于，所述恒流泵为蠕动泵、离心泵或隔膜泵。

9.一种如权利要求1～8任意一项所述的难降解有机废水处理装置在处理难降解有机废水中的应用，其特征在于，所述难降解有机废水的浓度为50～30000mg toc/l。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述难降解有机废水为垃圾填埋废水、制药化工废水、皮革废水、化肥制造废水或煤油精炼工业废水。

技术总结本发明提供了一种难降解有机废水处理装置及其应用，难降解有机废水处理装置包括由隔板隔开的阳极室、阴极室，以及与两端分别连接于阳极室、阴极室的抽水组件；隔板上嵌有多孔阳极膜；阳极室的顶部封闭；阴极室的顶部敞开。相比于现有技术，该难降解有机废水处理装置结构简单；其具有大量的活性位点，易于产生更多的具有强氧化能力的活性物质，具有较高的电氧化效率，对难降解有机物的去除率高；且该装置运行稳定，工作状态时以穿流式的模式运行有利于增强难降解废水的传质效果、减少无用做功。将该装置应用于处理难降解有机废水，可以高效、稳定去除废水中的难降解有机物，且处理过程中无危险废物产生，处理成本较低。技术研发人员：唐崇俭,宋振辉,吴星,姚福兵,唐溪,高天宇,张奇,肖睿洋,闵小波,柴立元受保护的技术使用者：中南大学技术研发日：技术公布日：2024/7/23