[发明专利]同步电催化氧化-还原降解反应器及处理膜滤浓缩液的方法

说明书

本发明公开了一种同步电催化氧化‑还原降解反应器及处理膜滤浓缩液的方法，该反应器包括至少一个的阳极室和至少一个阴极室，二者交替布置，且二者之间设有多孔隔板，阳极室中设有阳极，阴极室中设有阴极。采用该反应器处理膜滤浓缩液。本发明同步电催化氧化‑还原降解反应器具有结构简单、使用方便、适用范围广等优点，可广泛用于处理成分复杂、有毒有害的废水，能够取得较好的处理效果，有着很高的使用价值和很好的应用前景。本发明处理膜滤浓缩液的方法，能够同时去除其中的色度、COD、氨氮、总氮、氯化物、重金属，能够实现对膜滤浓缩液的有效处理，使其达到排放标准，具有工艺简单、操作方便、成本低廉、处理效率高、处理效果好等优点。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，涉及一种同步电催化氧化-还原降解反应器及处理膜滤浓缩液的方法。

背景技术

膜滤浓缩液的处理难点在于含盐量高、色度大、可生化性差。现有回灌技术会导致浓缩液中大分子有机物和无机盐不断积累，恶化水质，该方法已逐渐被淘汰；基于进一步减量化的膜蒸馏和蒸发浓缩法也存在热能利用效率较低、容易造成设备腐蚀等问题。膜滤浓缩液中难降解有机物的常规去除方法主要是活性炭吸附、膜分离技术、离子交换树脂吸附等，但这些方法仅仅是将污染物转移，由于重金属离子污染有较强的隐蔽性、持续性、和复杂性，因而现有沉淀、吸附、离子交换等处理方法容易造成二次污染等问题。高级氧化技术主要以产生的强氧化活性的羟基自由基(·OH)来降解污水中的有机污染物，具有快速、无选择性、氧化效率高等优点，特别适应处理废水中高稳定性，难降解的有机污染物，其中电催化降解技术具有能耗低、处理效果彻底、广泛适用性等优点。电催化降解工艺可分为电催化氧化和电催化还原两种，但两种工艺均存在一定的缺陷：电催化氧化工艺不利于污水中硝态氮和总氮的去除，电催化还原工艺不利于污水中COD的降解以及色度和重金属的去除。另外，现有电催化降解工艺还存在以下问题：未将电解阳极催化氧化和阴极硝酸盐还原脱氮作用联合运用，也未能在注重阳极对于废水COD降解的同时兼顾电解体系的脱氮能力，由于缺乏对于电解阴极材料性能的考察，不能有效的降低污水中总氮(尤其是硝态氮)，无法完成对污染物的深度降解，因而这些方法未能充分利用阴极还原降解能力，反应体系的脱硝效率低下，不能有效去除污水中的重金属，及降低污水含盐量，出水还需进一步经MBR或膜过滤等进行脱氮处理；同时，由于出水不能达标排放，使得该方法仅作为一种预处理手段或作为工艺链中的一个环节存在。此外，现有膜滤浓缩液的处理方法中还存在以下问题：(1)现有电渗析器和电解槽双极室电化学液体处理装置的两个极室以离子交换膜隔开，在阳离子交换膜和阴离子交换膜之间供给有液体(污水)。该工艺主要利用阴阳离子在离子交换膜两侧的迁移特性差异达到分离污染物的目的，但是会产生一定量的浓缩污水，该污水处理难度更大。(2)多段式工艺采用电化学氧化池、电解氨氮池、电解有机质池、MBR池等互相连接降解有机质，出水最终达标排放。但高含氯废水电解处理产生的次氯酸，具有很强的氧化性，容易导致菌种活性变差甚至失效。(3)一体化反应器主要关注的是难生化有机物的降解效率，体系还原脱氮效率有限，出水因不能够达标而需要其他工艺协同处理。(4)某些电催化解工艺还通过利用UV/H₂O₂/O₃等的氧化能力，协同处理污水，这些方法同样无法解决高含氮污水总氮不达标的问题，且由于试剂的引入，增加了运行成本。因此，获得一种结构简单、使用方便、适用范围广的同步电催化氧化-还原降解反应器，对于实现对膜滤浓缩液的有效处理具有十分重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、使用方便、适用范围广的同步电催化氧化-还原降解反应器，该同步电催化氧化-还原降解反应器，可实现续批式进水或连续进水，且能够实现对色度、COD、氨氮、总氮、氯化物、重金属的同时去除；还提供了一种利用同步电催化氧化-还原降解反应器处理膜滤浓缩液的方法，该方法具有工艺简单、操作方便、成本低廉、处理效率高、处理效果好等优点，能够实现对膜滤浓缩液的有效处理，使其达到排放标准。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：