一種通過電化學電極設備處理水的工藝的製作方法

2023-05-11 12:33:11 3

本發明的有益效果可以總結如下：

1)新工藝的第一個優勢是，相比其他可去除和破壞不良溶解物的水處理工藝，它的建造成本和運行成本更低；

2)新工藝的第二個優勢是，它能可靠的處理進水產出含有低濃度或者極低濃度所有種類或絕大多數種類溶解有機物的產水；

3)新工藝的第三個優勢是，其處理後的廢水所含氨氮的濃度非常低；

4)新工藝的第三個優勢是，其處理後的廢水中特定幾種無機物的濃度非常低，如硫化物和氰化物。

5)新工藝的一個目標是，在不需要任何進一步處理的條件下，將高濃度廢水中上述不良溶解物破壞，使其濃度降低到可達標排放的標準以內，從而可以直接排放到環境中；

6)新工藝的一個目標是，電化學電極運行時在任何條件下都能夠保證提供充足的羥基自由基；

7)新工藝的一個目標是，它不需要「嚴格控制」，它可以適應進水水質的變化；

8)新工藝的一個優勢是，它的效率極高，其能耗比其他相似的電化學氧化工藝低很多。

本發明其他重要的目標、特性以及其他的優勢將通過下文詳細描述，附加說明和附帶圖紙進一步展示。

附圖說明：

為了讓讀者更為完整的理解本發明，以及本發明新的特性和優勢，請結合參考以下附圖：

圖1為本發明新的廢水氧化工藝應用於不同領域的不同進水的通用流程圖；

圖2為本發明工藝中的電化學電極的電源供電圖；

圖3為本發明新的廢水氧化工藝應用於不同領域的不同廢水的另一種可以備選的通用流 程圖。

上述圖紙僅為示範，其包含的處理因素可能根據實際情況被省略或添加。申請人試圖使用圖紙能夠至少展現出對於理解本發明的各個方面特點的重要元素。但在具體的特定環境下，多種其他的工藝步驟也可能被使用，以構成一個完整的廢水處理系統。

圖1：為一個工業廢水作為進水應用本氧化工藝的總流程圖。含不良溶解物的進水10被儲存於水箱12中。此高濃度廢水接著被打入泵20的入口，接著到電化學電極30的入口。在高濃度廢水到達電化學電極入口前，氧氣22被注入到進水中以提高廢水中溶解氧的濃度。電化學電極30包括最少有2片使用摻硼金鋼石(BDD)材料加工的電極板，布置按照可使進水從兩個電極板中流過並充分接觸兩個電極板。通常來講，電化學電極會含有幾對平行排列的摻硼金剛石電極板，廢水可平行流過。電源40與電化學電極連接，通過電極間的電流依據圖2所述控制，電流通過電極板後與進水接觸。當被部分處理的進水流出電化學電極後，將回流到水箱12中。此進水再循環到電化學電極中數次，直至不良溶解物的濃度降低到要求值，此時電化學電極的水泵斷電，水箱中的液體被送入排水口16.破壞不良溶解物的速度可以通過增加電化學電極的數量。在系統中增加第二個電化學電極如圖中虛線所示。水流在電化學電極內循環的過程中，水溫會升高。冷卻水14被送入水箱的熱交換器中去除熱量並維持進水溫度在要求的值。

圖2：為應用於本發明一個實例中加入到電化學電極上電流的電路圖，它顯示了加在電化學電極上電流電路控制的流程圖。此電路圖的關鍵特性可描述為：

CC1：時間點T0和T1之間，在所述電化學模塊上施加一段時間的恆定電流；所述恆定電流ICC1的大小可由多種方法確定，甚至僅為經驗估計；

倒極：在時間T1的CC1階段，將加在所述電化學電極上電流的正負極進行倒極；

CC2：時間點T2和T3之間，在所述電化學電極上施加一段時間的恆定電流；供應到模塊的電流值等於MF x ICC1，MF是一個調整係數，由上一個供電程序循環中讀取的電勢差值與規定數值比較計算得出；

倒極：在時間點T3的CC2階段，將加在所述電化學電極上電流的正負極進行倒極；

在第二次電極倒極之後，重複執行上述流程。多次重複，直到將不良溶解物降低到要求的值。

圖3：為另一個工業廢水作為進水應用本氧化工藝的總流程圖：含不良溶解物的進水50被送入進水箱51中。這些進水接著被泵60送到電化學電極70的入口。在泵出口氧氣61被注入到進水中以提高溶解氧的濃度。電化學電極70包括至少包含2片使用摻硼金鋼石(BDD)加工的電極板，按照能使進水從兩個電極板間流過並充分接觸兩個電極板的方式設置。通常來 講，電化學電極會含有幾對電極板，在進水流過的通道兩側平行排列。電源90與電化學電極連接，通過電極的電流依據圖2所述控制通過電極板與進水接觸。當進水通過電化學電極後，部分被處理的進水中需要注入氧氣以保證廢水中的溶解氧有足夠濃度，接著再將進水送到另一個電化學電極71的入口。電化學電極71和電化學電極70相似，被連接到電源91上，電源91的控制方式與電源90完全一樣。當流出第二個電化學電極後，進水又被打入相似的電化學電極72進行處理，直至將不良溶解物降低到可排放值以下，並被從排放出口100處排出。電化學電極72和電化學電極70相似，被連接到電源92上，電源92的控制方式完全與電源90相同。額外的氧氣投加63和泵64按要求安裝，以維持整個系統的溶解氧濃度充足。隨著進水通過每個電化學電極，其溫度會升高。在系統中需要安裝熱交換器80，降低廢水的溫度。