一種有機(jī)微污染飲用水應(yīng)急處理裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種有機(jī)微污染飲用水應(yīng)急處理裝置，其特征在于：包括電源、電極、電氧化槽、雙氧水罐和硫酸鈉溶液罐，電極設(shè)置在電氧化槽內(nèi)，電源與電極連接，所述的電極包括n塊陽極和n+1塊陰極，陽極和陰極交替間隔設(shè)置，電氧化槽底部設(shè)置有微孔曝氣裝置，雙氧水罐和硫酸鈉溶液罐分別通過計(jì)量泵與電氧化槽連通。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、處理過程便捷，處理費(fèi)用低，處理迅速，能確保生活飲用水源水的出水安全。
【專利說明】一種有機(jī)微污染飲用水應(yīng)急處理裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于飲用水給水處理領(lǐng)域，涉及了利用電氧化技術(shù)對(duì)受到有機(jī)微污染 生活飲用水的應(yīng)急處理，尤其涉及微孔曝氣強(qiáng)化電氧化技術(shù)，能凈化大部分有機(jī)微污染物 質(zhì)為無害物質(zhì)，保證應(yīng)急情況下飲用水出水安全。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，工業(yè)企業(yè)的種類和數(shù)目大量增加，但由于 長(zhǎng)期以來的工業(yè)布局不合理，眾多工業(yè)企業(yè)布設(shè)在江河湖庫(kù)附近，埋下了水源水發(fā)生突發(fā) 性污染事故的隱患。此外，由于化學(xué)品運(yùn)輸中車輛船只的超載現(xiàn)象嚴(yán)重，存在著因運(yùn)輸事故 而造成化學(xué)品泄露的危險(xiǎn)，從而使事故發(fā)生地周圍的水源面臨著污染。正是由于這些風(fēng)險(xiǎn) 源的存在，近年來我國(guó)因突發(fā)性事故造成水源水污染而引起的城市供水事故時(shí)有發(fā)生，嚴(yán) 重影響了人們的正常生活和生產(chǎn)，對(duì)生活飲用水使用安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。研究者對(duì)我國(guó) 城市水源地突發(fā)污染事件進(jìn)行了不完全統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明我國(guó)城市水源地突發(fā)污染事件 總體呈現(xiàn)數(shù)量逐年增多，危害逐漸增大的趨勢(shì)，主要突發(fā)污染物是各種化學(xué)品和污水，突發(fā) 性水源污染已成為一個(gè)日益突出的問題。
[0003] 突發(fā)性水污染事故雖然是一種小概率事件，具有不可預(yù)見性，但又難以完全避免； 雖然持續(xù)時(shí)間短，但后果嚴(yán)重，對(duì)城市供水安全構(gòu)成巨大威脅。此外，由于突發(fā)污染物種類 復(fù)雜多樣，水質(zhì)快速分析難度大，難以及時(shí)確定相應(yīng)的應(yīng)急處理方案，使得突發(fā)污染物經(jīng)過 常規(guī)給水處理工藝后仍然留在出水中，經(jīng)過給水管網(wǎng)流入用戶。
[0004] 近年來，隨著水源水污染的加重，許多給水廠增加了預(yù)處理或深度處理環(huán)節(jié)，強(qiáng)化 了處理能力。但這些給水廠一般是按應(yīng)對(duì)持續(xù)性、常規(guī)的水源水質(zhì)情況設(shè)計(jì)的，如受C0D、氨 氮等生活污染的水源水，而非突發(fā)性的、特殊難處理的污染水。突發(fā)污染物往往具有種類復(fù) 雜多樣、難處理、短時(shí)間高濃度等特點(diǎn)，一般來說現(xiàn)有給水廠處理工藝設(shè)施是難以應(yīng)對(duì)的， 因此就需要設(shè)置應(yīng)對(duì)突發(fā)性微污染的應(yīng)急處理裝置或方法。
[0005] 現(xiàn)有的應(yīng)對(duì)突發(fā)性微污染的處理技術(shù)主要有強(qiáng)化常規(guī)工藝法、活性炭吸附法和化 學(xué)氧化法。強(qiáng)化常規(guī)工藝是在常規(guī)凈水工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的去除水中微污染物的一種 工藝，它通常是指對(duì)混凝工藝進(jìn)行強(qiáng)化和優(yōu)化，從而進(jìn)一步提高對(duì)水中有機(jī)污染物的凈化 效果，但這種工藝通常需要知道微污染物質(zhì)的性質(zhì)和種類，選擇合適的混凝劑強(qiáng)化去除，且 部分有機(jī)污染物本身就無法通過混凝被去除?；钚蕴课椒m然能應(yīng)對(duì)大部分有機(jī)污染 物，但存在吸附飽和、需要再生處理等問題，且一些有機(jī)污染物被吸附后難以再被脫附，因 此這種處理方法投資費(fèi)用較大?；瘜W(xué)氧化法主要是指添加大量化學(xué)氧化劑，如氯氣、臭氧、 高錳酸鉀等，雖然它們也能較徹底氧化有機(jī)污染物，但由于添加量不容易控制，量多或量少 都會(huì)影響出水水質(zhì)，可能會(huì)存在二次污染的隱患；同時(shí)添加這些物質(zhì)的設(shè)備較復(fù)雜、費(fèi)用較 大，且存在化學(xué)氧化劑失效等問題，所以應(yīng)用的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)并不多。
[0006] 專利號(hào)為200920056795. 2,專利名稱為"一種廢水處理裝置"的中國(guó)專利中公開了 一種廢水處理裝置，其包括有至少一個(gè)曝氣催化微電解單元和至少一個(gè)催化電氧化反應(yīng)單 元，所有曝氣催化微電解單元首尾順次連接在一起，每個(gè)曝氣催化微電解單元包括有分別 設(shè)有進(jìn)水口和出水口的曝氣催化微電解池、第一調(diào)節(jié)池，每個(gè)曝氣催化微電解池內(nèi)裝有原 電池填料；所有催化電氧化反應(yīng)單元首尾順次連接在一起，每個(gè)催化電氧化反應(yīng)單元包括 有分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口的催化電氧化反應(yīng)池、第二調(diào)節(jié)池，每個(gè)催化電氧化反應(yīng)池內(nèi) 裝有催化活性填料，催化電氧化反應(yīng)池內(nèi)設(shè)置有催化電極，該催化電極與電源連接。上述現(xiàn) 有技術(shù)的缺陷和不足是催化電氧化并未和曝氣結(jié)合，無法體現(xiàn)兩者的協(xié)同效果；曝氣催化 微電解和曝氣電氧化是兩個(gè)完全不同的概念，前者不需要外加電源，利用原電池原理進(jìn)行 氧化，而后者需要外加電源，兩種操作方式完全不同。此外，該專利中也未給出具體的電流 密度及是否需要電解質(zhì)等信息，無法供相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員參考。
[0007] 專利號(hào)為201320428243. 6,專利名稱為"一種用于電解氧化處理含氰廢液的電解 槽"的中國(guó)專利公開了一種處理含氰廢液的電解槽，該電解槽槽體內(nèi)部設(shè)置有相互平行的 隔板，隔板將電解裝置分割成多個(gè)相通的電氧化反應(yīng)隔室；每個(gè)隔室內(nèi)均設(shè)有電氧化極板 并填加活性炭顆粒、導(dǎo)電陶瓷球等材料作為第三極電極；隔室底部設(shè)有曝氣攪拌部件使第 三極電極和含氰廢液處于攪動(dòng)狀態(tài)，使電化學(xué)氧化破氰效率更高，達(dá)到深度處理含氰廢水 的結(jié)果。上述現(xiàn)有技術(shù)的局限和不足是電解過程中電流較大，存在一定的危險(xiǎn)，且每一隔室 的電極數(shù)為偶數(shù)（即陰極和陽極相等)，不能最大限度地利用電極面積，提高電氧化效率；此 夕卜，由于在電解槽中添加了顆粒活性炭，因此在電解結(jié)束后需要靜置一定時(shí)間后才能排放 處理液，所以操作不連續(xù)，較復(fù)雜。
[0008] 專利號(hào)為201320766922. 4,專利名稱為"電鍍廢水處理設(shè)備"的中國(guó)專利中公開 了一種電鍍廢水處理設(shè)備，包括依次布置且依次連通的綜合調(diào)節(jié)池、pH調(diào)節(jié)池、初沉池、中 間水池、高級(jí)電化學(xué)一體機(jī)、反應(yīng)沉淀池、曝氣池、終沉池、砂濾池、碳濾池以及達(dá)標(biāo)排放池。 上述現(xiàn)有技術(shù)的不足是曝氣和電氧化不是設(shè)置在一個(gè)池子內(nèi)，且曝氣池設(shè)置在電氧化裝置 后，無法體現(xiàn)曝氣對(duì)電氧化的效果。
[0009] 因此，研發(fā)一種應(yīng)對(duì)水源水突發(fā)水質(zhì)污染的快速應(yīng)急處理技術(shù)，對(duì)有效提高供水 方應(yīng)對(duì)突發(fā)性水污染事件的應(yīng)急處置能力、保障供水安全都具有重大意義，同時(shí)這也是供 水方所面臨的重大需求。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0010] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 處理過程便捷，處理費(fèi)用低，處理迅速，能確保生活飲用水源水的出水安全的有機(jī)微污染飲 用水應(yīng)急處理裝置。
[0011] 本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：該有機(jī)微污染飲用水應(yīng)急處理 裝置，其特征在于：包括電源、電極、電氧化槽、雙氧水罐和硫酸鈉溶液罐，電極設(shè)置在電氧 化槽內(nèi)，電源與電極連接，所述的電極包括n塊陽極和n+1塊陰極，陽極和陰極交替間隔設(shè) 置，電氧化槽底部設(shè)置有微孔曝氣裝置，雙氧水罐和硫酸鈉溶液罐分別通過計(jì)量泵與電氧 化槽連通。本實(shí)用新型在電氧化的同時(shí)進(jìn)行微孔曝氣并添加雙氧水的好處是微孔曝氣產(chǎn)生 的微小氣泡能擾動(dòng)反應(yīng)體系，迅速帶走電極表面產(chǎn)生的物質(zhì)，加快傳質(zhì)，同時(shí)曝氣能增加水 中氧氣的含量，提高電氧化效果；添加雙氧水的作用是其經(jīng)電解后能產(chǎn)生大量的氧氣，氧氣 在電極表面能形成臭氧，不僅提升了電氧化效果，而且還能起到消毒的作用，有助于殺滅微 生物、藻毒素等生物性污染。上述電極設(shè)置方式的好處是最大限度的利用電極面積，充分使 用了陽極，因?yàn)橛袡C(jī)物氧化主要發(fā)生在陽極表面，其余結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是能保證微孔曝氣強(qiáng)化 電氧化過程順利完成。
[0012] 本實(shí)用新型所述的相鄰兩塊電極之間的間距為5-20cm2,上述技術(shù)方案的好處是 既保證了電氧化的效果，又能使整個(gè)裝置緊湊，體積輕便。
[0013] 本實(shí)用新型所述的陽極為鈦基二氧化鉛，陰極為鈦網(wǎng)。本實(shí)用新型采用采用鈦基 二氧化鉛作為陽極，鈦網(wǎng)作為陰極，其好處是電極壽命較高，且該電極已商品化。
[0014] 本實(shí)用新型所述的電源為交流電源或直流電源，直流電源直接與電極連接，交流 電源先通過轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姾笈c電極連接。上述技術(shù)方案的好處是能適應(yīng)不同的工作 環(huán)境，陽光充足的地區(qū)可采用太陽能發(fā)電作為電源，且不需要電源轉(zhuǎn)化器；陽光不充足的地 區(qū)可采用交流電（即民用電或工業(yè)用電)，配置電源轉(zhuǎn)化氣即可。
[0015] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型通過微孔曝氣強(qiáng)化電氧化 能有效應(yīng)對(duì)許多有機(jī)污染物引起的微量污染，能在較短時(shí)間內(nèi)獲得較好的處理效果。此外 在電解過程中添加了一定量的雙氧水，通過電氧化產(chǎn)生臭氧，還能有效去除微生物、藻毒素 等生物性污染，減少后續(xù)處理工藝中消毒劑的使用量，提升生活飲用水的出水安全。微孔曝 氣強(qiáng)化電氧化裝置將有效應(yīng)對(duì)突發(fā)情況下有機(jī)污染物引起的微污染，在給水處理的工程實(shí) 踐中極具開發(fā)潛力和應(yīng)用前景

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖2為本實(shí)用新型所述方法對(duì)鄰叔丁基苯酚的處理效果示意圖。
[0018] 圖3為本實(shí)用新型所述方法對(duì)微污染水中未知有機(jī)物的去除效果圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 實(shí)施例1
[0020] 參見圖1，本實(shí)用新型所述的應(yīng)急處理裝置，包括電源1、電極2、電氧化槽3、雙氧 水罐4和硫酸鈉溶液罐5,電極2設(shè)置在電氧化槽3內(nèi)，電源1與電極2連接，所述的電極2 包括n塊陽極2-1和n+1塊陰極2-2,陽極2-1和陰極2-2交替間隔設(shè)置，相鄰兩塊電極之 間的間距為5-20cm2。陽極為鈦基二氧化鉛，陰極為鈦網(wǎng)。電氧化槽3底部設(shè)置有微孔曝氣 裝置6,微孔曝氣裝置6與氣泵7連接。雙氧水罐4和硫酸鈉溶液罐5分別通過計(jì)量泵與電 氧化槽3連通。電源1為交流電源或直流電源，直流電源直接使用，交流電源采用轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn) 變?yōu)橹绷麟姾笫褂谩?br> [0021] 配置5mg/L和2mg/L的鄰叔丁基苯酚溶液各1600mL，置于電氧化槽3中，并開啟微 孔曝氣裝置6。加入電解質(zhì)硫酸鈉，濃度達(dá)到100mg/L，同時(shí)加入4mL雙氧水，連接好陰極和 陽極后，開始電氧化實(shí)驗(yàn)，電流密度分別設(shè)置為2和5mA/cm2。每隔5min取樣，用高效液相 色譜對(duì)樣品中鄰叔丁基苯酚濃度進(jìn)行分析。
[0022] 結(jié)果如圖2所示?？梢园l(fā)現(xiàn)，當(dāng)電流密度為2mA/cm2時(shí)，2mg/L的叔丁基苯酚分別 在30min被去除91% ;當(dāng)電流密度為5 mA/cm2時(shí)，5mg/L的叔丁基苯酚分別在15min被去除 86%。
[0023] 實(shí)施例2
[0024] 利用實(shí)施例1中所述的應(yīng)急處理裝置對(duì)亞甲基藍(lán)溶液進(jìn)行脫色處理，具體過程如 下：配置一定色度的亞甲基藍(lán)溶液lOOOmL，置于電氧化槽3中，并開啟微孔曝氣裝置6。加 入電解質(zhì)硫酸鈉，濃度達(dá)到60mg/L，同時(shí)加入2mL雙氧水，連接好陰極和陽極后，開始電氧 化實(shí)驗(yàn)，電流密度設(shè)置為10mA/cm2。分別于0min、15min、30min、45min、60min取樣，肉眼分 析脫色效果，并在波長(zhǎng)664nm處測(cè)定了溶液的吸光度值。
[0025] 可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電流密度為lOmA/cm2,脫色效果較好。電氧化30min后，就能觀察到 亞甲基藍(lán)溶液的褪色效果，電氧化60min后，藍(lán)色明顯褪去。表1是亞甲基藍(lán)溶液吸光度值 隨處理時(shí)間的變化情況。
[0026] 表1亞甲藍(lán)溶液吸光度隨處理時(shí)間的變化情況（入=664nm)

【權(quán)利要求】
1. 一種有機(jī)微污染飲用水應(yīng)急處理裝置，其特征在于：包括電源、電極、電氧化槽、雙 氧水罐和硫酸鈉溶液罐，電極設(shè)置在電氧化槽內(nèi)，電源與電極連接，所述的電極包括η塊陽 極和η+1塊陰極，陽極和陰極交替間隔設(shè)置，電氧化槽底部設(shè)置有微孔曝氣裝置，雙氧水罐 和硫酸鈉溶液罐分別通過計(jì)量泵與電氧化槽連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)微污染飲用水應(yīng)急處理裝置，其特征在于：所述的相鄰 兩塊電極之間的間距為5-20cm2。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)微污染飲用水應(yīng)急處理裝置，其特征在于：所述的陽極 為鈦基二氧化鉛，陰極為鈦網(wǎng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)微污染飲用水應(yīng)急處理裝置，其特征在于：所述的電源 為交流電源或直流電源，直流電源直接與電極連接，交流電源先通過轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?后與電極連接。
【文檔編號(hào)】C02F1/72GK204111383SQ201420435148
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月4日
【發(fā)明者】陳致 申請(qǐng)人:陳致