本发明专利技术公开了一种超声波强化电催化氧化处理反渗透浓水的装置及方法，该装置包括强化电催化氧化系统(8)、沉淀区(5)、进水口(3)、环形导流板(4)、出水口(2)、导流区(6)、排泥口(7)和电源控制系统(13)。该方法包括：反渗透浓水由进水口(3)进入，通过导流区(6)由底部进入强化电催化氧化系统(8)，由电源控制系统(13)为强化电催化氧化系统(8)提供直流电源，强化电催化氧化系统(8)出水一部分由出水口(2)排出，一部分循环至反应器底部与进水混合共同由导流区(6)再次进入强化电催化氧化系统(8)，电解过程中产生垢渣通过沉淀区(5)实现泥水分离，垢渣由排泥口(7)排出。本发明专利技术强化了电催化氧化处理能力，提高了系统运行效率和稳定性。
【技术实现步骤摘要】
一种超声波强化电催化氧化处理反渗透浓水的装置及方法
本专利技术属于环境工程废水处理领域，涉及一种废水处理技术，特别是一种超声波强化电催化氧化处理反渗透浓水的装置及方法。
技术介绍
近年来，石油化工、冶金等工业生产过程中产生废水及循环水排污水问题越来越突出。反渗透膜技术作为一种废水深处处理和中水回用技术，已经逐渐成为工业废水和循环水回用的重要技术，但由于反渗透过程一般产生30％左右的膜浓水，该类废水一般含盐量较高，特别地经过前端多级组合工艺处理后，大量难降解类物质聚集在膜浓水中，如苯类、联苯类物质、环类物质等，传统生物和物化处理难以满足处理要求。因此，膜浓水处理问题成为反渗透技术推广应用的技术难题。电催化氧化技术作为一种高级氧化处理技术，它通过在电极表面产生强氧化基团，如羟基自由基，使污染物在极板表面或水相中彻底矿化为二氧化碳和水，实现污染物的快速有效去除，因此，将电催化氧化技术用于反渗透膜浓水处理具有很大技术优势。但普通电催化氧化技术在处理反渗透膜浓水方面也存在一些技术问题，从而限制其进一步推广应用，主要表现在以下几个方面：1)污染物氧化去除不彻底，尤其对于一些大分子难降解有机物，通过开环、断链后，难以彻底将其矿化，且随着污染物浓度的降低，电解效率显著下降，能耗增大，处理成本大大增加；2)在电解催化氧化过程中，有机污染物最终被矿化为二氧化碳和水，并产生部分气体，由于所产生气泡极小，与水形成均匀性气水混合物，并集中在极板附近，降低了电解催化氧化单元阴阳极导电效率，影响催化降解效率；3)在极板表面容易产生“浓差极化”现象，随着浓差极化增强，电解效率下降，污染物去除效果变差；4)长时间运行后，尤其含盐量较高污水，极板抗污染性降低，结垢量增加，影响系统运行稳定性和出水水质。因此，迫切解决上述技术问题，是实现反渗透浓水深度处理的关键。
技术实现思路
为了克服上述技术不足，本专利技术的目的是提供一种超声波强化电催化氧化处理反渗透浓水的装置及方法，采用超声波协同电催化氧化共同处理反渗透浓水，既能显著提高系统运行效率和稳定性，又能降低运行成本。本专利技术为一种超声波强化电催化氧化处理反渗透浓水的装置，该装置包括筒状外壳，筒状外壳的上部设置有出水口，下部设置有进水口和环形导流板，所述的进水口位于环形导流板的上方，环形导流板内侧形成沉淀区，外侧形成导流区，沉淀区的下方设置有排泥口，筒状外壳内中心轴周围设置有强化电催化氧化系统，所述的强化电催化氧化系统由若干个电解催化氧化单元和超声波发生单元交替排列构成，电解催化氧化单元和超声波发生单元的个数均≥4，具体数量根据反渗透膜浓水水量、水质而定；所述的电解催化氧化单元由中心柱形阳极和套筒式阴极构成，电解催化氧化单元和超声波发生单元由电源控制系统控制电流、电压和超声波功率输出；其中所述的沉淀区通过环形导流板与电解催化氧化单元隔开，沉淀区泥斗与水平角度不小于40℃。在本专利技术所述的装置中，所述的中心柱形阳极优选为改性电极，电极以金属钛为基材，将镍、锰、铂、钯其中一种或多种物质组成的涂层液，通过浸渍、焙烧工艺制得；所述的套筒式阴极优选为高纯度金属钛基材。本专利技术还提供了一种超声波强化电催化氧化处理反渗透浓水的方法，该方法包括：采用本专利技术所述的组合处理装置处理反渗透浓水，反渗透浓水由进水口进入，通过导流板由底部进入强化电催化氧化系统，由电源控制系统为强化电催化氧化系统提供直流电源，强化电催化氧化系统出水一部分由出水口排出，一部分循环至反应器底部与进水混合共同由导流区再次进入强化电解催化氧化系统，电解过程中产生垢渣通过沉淀区实现泥水分离，垢渣由排泥口排出；其中反渗透浓水在装置内反应时间控制在20min～40min。本专利技术所述的方法，其中所述的电解催化氧化单元在电源控制系统输出电流条件下，反渗透浓水从电催化氧化单元底部被提升至上部，实现反渗透浓水在装置内部循环，循环倍率随电源控制系统输出电流大小变化。本专利技术所述的方法，其中所述的电解催化氧化单元加载供电为直流电源，优选电流在0～300A，具体根据反渗透膜浓水水质可调；所述的超声波发生单元优选输出功率为100w～1000w，输出频率为20KHz～40KHz，具体根据反渗透浓水水质可调。与现有技术相比，本专利技术有如下技术特点：1、本专利技术采用独特的电催化氧化系统设计，电解催化氧化单元在外加直流电源条件下，浓水由电解催化单元底部提升至上部，从而实现浓水在电催化氧化系统内部循环，并根据外加电流大小，控制浓水在系统内循环倍率，使污染物得到多次充分彻底氧化，强化电催化氧化系统污染物去除效率。2、本专利技术通过将超声波发生单元与电解催化氧化单元交替安装，在超声波作用下，大分子难降解有机物分子结构将发生变化，并促使其化学键机械振动和断裂速率，有助于进一步深度氧化去除。此外，在超声波作用下，通过极板催化作用，促使电催化氧化体系产生更多羟基自由基，显著提高电催化氧化体系污染物去除能力和速率。3、电解过程中产生的二氧化碳和部分气体以微小气泡形式附着在极板表面，通过超声波空化效应，在微小气泡周围会形成高温、高压环境，促进难降解有机物化学键断裂和降解速率，从而协同电解催化氧化系统进一步提高该装置氧化效率，节省运行能耗。4、在超声波作用下，可显著提高电催化氧化体系内电解质均匀度，使极板表面污染物快速扩散，减缓极板表面“浓差极化”现象，提高电解效率，并且通过超声波清洗作用，可进一步去除极板表面污染物，极板脱落垢渣在沉淀区实现泥水分离，避免被重新循环至电解催化氧化单元内，从而进一步提高出水水质。附图说明图1为本专利技术一种超声波强化电催化氧化处理反渗透浓水的装置的结构示意图。图2为图1的装置的俯视示意图。其中，1、筒状外壳；2、出水口；3、进水口；4、环形导流板；5、沉淀区；6、导流区；7、排泥口；8、强化电催化氧化系统；9、电解催化氧化单元；10、超声波发生单元；11、中心柱形阳极；12、套筒式阴极；13电源控制系统。具体实施方式下面结合具体实施例及附图对本专利技术作进一步描述。图1-2提供了本专利技术一种超声波强化电催化氧化处理反渗透浓水的装置，该装置包括筒状外壳1、强化电催化氧化系统8、沉淀区5、进水口3、环形导流板4、出水口2、导流区6、排泥口7和电源控制系统13；反渗透浓水由进水口3进入，通过导流区6由底部进入强化电催化氧化系统8，由电源控制系统13为强化电催化氧化系统8提供直流电源，强化电催化氧化系统8出水一部分由出水口2排出，一部分循环至反应器底部与进水混合共同由导流区6再次进入强化电催化氧化系统8，电解过程中产生垢渣通过沉淀区5实现泥水分离，垢渣由排泥口7排出。如图所示，强化电催化氧化系统8由若干个电解催化氧化单元9和超声波发生单元10交替排列构成(图中实施例为4个)，反渗透浓水在装置内反应时间控制在20min～40min，电解催化氧化单元9和超声波发生单元10具体数量及反应时间根据反渗透浓水水量、水质而定。所述的电解催化氧化单元9在电源控制系统13输出电流条件下，反渗透浓水从电解催化氧化单元9底部被提升至上部，实现反渗透浓水在装置内部循环，循环倍率随电源控制系统13输出电流大小变化。所述的电解催化氧化单元9由中心柱形阳极11和套筒式阴极12构成，电解催化氧化单元9和超声波发生单元1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超声波强化电催化氧化处理反渗透浓水的装置，其特征在于，包括筒状外壳(1)，筒状外壳(1)上部设置有出水口(2)，下部依次设置有进水口(3)和环形导流板(4)，所述的进水口(3)位于环形导流板(4)的上方，环形导流板(4)内侧形成沉淀区(5)，外侧形成导流区(6)，沉淀区(5)的下方设置有排泥口(7)，筒状外壳(1)内中心轴周围设置有强化电催化氧化系统(8)，所述的强化电催化氧化系统(8)由若干个电解催化氧化单元(9)和超声波发生单元(10)交替排列构成，电解催化氧化单元(9)和超声波发生单元(10)个数≥4，具体数量根据反渗透膜浓水水量、水质而定；所述的电解催化氧化单元(9)由中心柱形阳极(11)和套筒式阴极(12)构成，电解催化氧化单元(9)和超声波发生单元(10)由电源控制系统(13)控制电流、电压和超声波功率输出；其中所述的沉淀区(5)通过环形导流板(4)与电解催化氧化单元(9)隔开，沉淀区(5)泥斗与水平角度不小于40℃。
【技术特征摘要】
1.一种超声波强化电催化氧化处理反渗透浓水的装置，其特征在于，包括筒状外壳(1)，筒状外壳(1)上部设置有出水口(2)，下部依次设置有进水口(3)和环形导流板(4)，所述的进水口(3)位于环形导流板(4)的上方，环形导流板(4)内侧形成沉淀区(5)，外侧形成导流区(6)，沉淀区(5)的下方设置有排泥口(7)，筒状外壳(1)内中心轴周围设置有强化电催化氧化系统(8)，所述的强化电催化氧化系统(8)由若干个电解催化氧化单元(9)和超声波发生单元(10)交替排列构成，电解催化氧化单元(9)和超声波发生单元(10)的个数均≥4，具体数量根据反渗透膜浓水水量、水质而定；所述的电解催化氧化单元(9)由中心柱形阳极(11)和套筒式阴极(12)构成，电解催化氧化单元(9)和超声波发生单元(10)由电源控制系统(13)控制电流、电压和超声波功率输出；其中所述的沉淀区(5)通过环形导流板(4)与电解催化氧化单元(9)隔开，沉淀区(5)泥斗与水平角度不小于40℃。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的中心柱形阳极(11)为改...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱光磊，谢陈鑫，滕厚开，张艳芳，郑书忠，赵慧，秦微，李肖琳，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油天津化工研究设计院，中海油能源发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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