【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水处理，具体涉及一种高效能分级电容去离子装置及废水处理方法。
技术介绍
1、在钢铁行业中，为了去除金属表面的氧化层，常采用硫酸、磷酸、硝酸、氢氟酸等无机酸进行酸洗处理。这一过程会产生大量酸洗废水 ，其特点是酸度高（ph约1）、产量大（每酸洗1吨金属制品可能产生1-3立方米酸洗废水），并且含有毒性强的金属离子如cr³⁺、cr6⁺、ni²⁺、f⁻等，其属于《国家危险废物名录》纳入的危险废物，其类别为hw34废酸，危险特性为t/c。根据《危险废物鉴别标准》，浸出液ph≤2或任何一种危害成分超过所规定的浓度限值即被认为是危险废物。
2、传统的酸洗废水处理方法包括中和法、沉淀法、结晶法、膜分离技术等，但这些方法存在处理效率低、成本高、二次污染等问题。例如，中和法通过向废水中加入碱性物质调节ph值，使金属离子形成氢氧化物沉淀，但这种方法处理后的废水往往需要进一步处理才能达到排放标准。膜分离技术虽然能有效分离离子，但膜的清洗和更换成本较高，且易受废水中颗粒物的污染。
3、电容去离子法（capacitive deionization, cdi）是一种新兴的水处理技术，其基本原理是通过施加静电场强制离子向带有相反电荷的电极处移动，利用电极与电解质溶液界面处产生的双电层吸附并储存大量的电解质离子。这种方法具有低成本、高效率和无污染的特点，适用于家庭和工业用水软化、废水净化、海水脱盐等多种应用场景。然而，实际工业废水的水质复杂，导致采用cdi处理酸洗废水存在处理效率低和稳定性差的问题。
4、因此，降低
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种高效能分级电容去离子装置及废水处理方法，以解决现有电容去离子法对酸洗废水进行处理存在处理效率低和稳定性差的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种高效能分级电容去离子装置，包括绝缘壳体，所述绝缘壳体的腔体内沿水流方向至少被分隔成一级处理区和二级处理区；
4、所述一级处理区设有一级固定电极板和网板，所述一级固定电极板与所述网板之间的第一通道装填有流动电极；
5、所述二级处理区设有二级固定电极板和滤膜，所述二级固定电极板与所述滤膜之间形成有第二通道；
6、处理废水时，通过所述一级固定电极板和流动电极的结合实现废水中污染物的去除，经所述一级处理区处理后的达标废水排出，未达标废水与所述流动电极一起流入所述第二通道，并通过所述二级固定电极板和所述流动电极的结合实现对废水中污染物的深度去除。
7、优选地，所述流动电极采用泡沫镍、石墨烯和聚偏氟乙烯混合制成。
8、优选地，所述流动电极的制备方法包括：
9、将泡沫镍、石墨烯和聚偏氟乙烯混合后加入有机溶剂，成型，干燥，得到流动电极。
10、优选地，所述泡沫镍、石墨烯和聚偏氟乙烯的质量比为8:1:1。
11、优选地，所述干燥方式为：在温度为120℃的条件下干燥2h，然后在温度为80℃的条件下干燥2h。
12、优选地，所述有机溶剂选自n,n-二甲基乙酰胺。
13、优选地，所述流动电极为球形构造的电极。
14、其中，球形电极是通过将泡沫镍、石墨烯、聚偏氟乙烯按8：1：1的质量比混合而成，溶剂为n,n-二甲基乙酰胺。加入适量溶剂，使其成为橡皮泥状，取适量混合物造型成为小球，即可得到球形电极，在120℃干燥2小时，随后在80℃真空干燥箱中干燥2小时以去除所有有机溶剂。取出后即可得到球形电极。此制备方法提高了电极的流动性，实现了电极吸附饱和后的便捷更换以及便于通过电极形状的优化，利于电极在装置中均匀分布，增大与反应介质的接触面积，从而提高装置的整体性能。与传统泡沫镍电极相比，此方法通过石墨烯的加入，增强了电极的导电性；通过聚偏氟乙烯的粘结，球形电极机械性能得到增强，改性后的泡沫镍可能表现出更好的韧性和强度，使其在反复使用中保持稳定性；也通过对泡沫镍进行复合石墨烯，增强了对目标物质的吸附能力，从而延长了电极的使用寿命。
15、优选地，在所述一级处理区靠近腔体壁的位置设有至少两块所述一级固定电极板，靠近腔体中心的位置设有至少两块所述网板；
16、所述一级处理区被所述一级固定电极板和所述网板分隔成至少两个所述第一通道和至少一个第三通道，处理废水时，对至少两块所述一级固定电极板施加极性相反的电压，通过所述一级固定电极板和流动电极的结合使得废水中的污染物分别向极性相反的所述一级固定电极板和流动电极移动并被吸附，以同时实现废水中不同极性污染物的去除。
17、优选地，在所述二级处理区靠近腔体壁的位置设有至少两块所述二级固定电极板，靠近腔体中心的位置设有所述滤膜，通过所述滤膜将所述二级处理区分隔成两个所述第二通道，使得未达标废水与所述流动电极分流入所述第二通道中，并对至少两块所述二级固定电极板施加极性相反的电压，通过所述二级固定电极板和所述流动电极的结合，使得废水中的剩余污染物分别继续向极性相反的所述二级固定电极板和流动电极移动并被吸附，以同时实现废水中不同极性剩余污染物的深度去除。
18、优选地，所述绝缘壳体的腔体内在位于所述一级处理区的顶部设有与所述一级处理区的第一通道相连通的添料区，所述添料区用于装所述流动电极。
19、优选地，所述添料区设计有便于填料添加和观察的开口。
20、优选地，位于所述第三通道的所述绝缘壳体上设有废水进口和一级出水口。
21、其中，位于所述第三通道的所述绝缘壳体上布置有进水管，进水管上间隔均匀设有多个废水进口，以实现废水的分流，确保废水与流动电极和固定电极板充分接触，提高去离子效率。
22、优选地，位于所述第二通道的所述绝缘壳体上设有二级出水口和流动电极出口。
23、优选地，所述第一通道中设有按压装置，通过所述按压装置的按压实现所述流动电极的流动。
24、优选地，所述添料区与所述一级处理区的所述第三通道之间设有绝缘挡板。
25、通过在添料区与第三通道之间设置绝缘挡板，有效防止了电流的直接接触，确保操作安全。
26、优选地，所述一级处理区与所述二级处理区之间设有相抵的第一绝缘弹性橡胶和第二绝缘弹性橡胶，按压所述按压装置，使得所述流动电极和未达标废水挤压所述第一绝缘弹性橡胶和第二绝缘弹性橡胶，使得第一绝缘弹性橡胶和第二绝缘弹性橡胶分离形成通道供所述流动电极和未达标废水流过。
27、通过在一级处理区与二级处理区之间设有相抵的第一绝缘弹性橡胶和第二绝缘弹性橡胶，即有效实现了流动电极和废水的流通，同时有效防止了一级处理区本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高效能分级电容去离子装置，其特征在于，包括绝缘壳体（1），所述绝缘壳体（1）的腔体内沿水流方向至少被分隔成一级处理区（11）和二级处理区（12）；
2.根据权利要求1所述的高效能分级电容去离子装置，其特征在于，所述流动电极（4）采用泡沫镍、石墨烯和聚偏氟乙烯混合制成。
3.根据权利要求2所述的高效能分级电容去离子装置，其特征在于，所述流动电极（4）的制备方法包括：
4.根据权利要求3所述的高效能分级电容去离子装置，其特征在于，所述泡沫镍、石墨烯和聚偏氟乙烯的质量比为8:1:1；
5.根据权利要求1所述的高效能分级电容去离子装置，其特征在于，所述流动电极（4）为球形构造的电极；
6.根据权利要求5所述的高效能分级电容去离子装置，其特征在于，位于所述第三通道（112）的所述绝缘壳体（1）上设有废水进口（113）和一级出水口（114）；
7.根据权利要求5所述的高效能分级电容去离子装置，其特征在于，所述第一通道（111）中设有按压装置（8），通过所述按压装置（8）的按压实现所述流动电极（4）的流动；
...【技术特征摘要】
1.一种高效能分级电容去离子装置，其特征在于，包括绝缘壳体（1），所述绝缘壳体（1）的腔体内沿水流方向至少被分隔成一级处理区（11）和二级处理区（12）；
2.根据权利要求1所述的高效能分级电容去离子装置，其特征在于，所述流动电极（4）采用泡沫镍、石墨烯和聚偏氟乙烯混合制成。
3.根据权利要求2所述的高效能分级电容去离子装置，其特征在于，所述流动电极（4）的制备方法包括：
4.根据权利要求3所述的高效能分级电容去离子装置，其特征在于，所述泡沫镍、石墨烯和聚偏氟乙烯的质量比为8:1:1；
5.根据权利要求1所述的高效能分级电容去离子装置，其特征在于，所述流动电极（4）为球形构造的电极；
6.根据权利要求5所述的高效能分级电容去离子装置，其特征在于，位于所述第三通道（112）的所述绝缘壳体（1）上设有废水进口（113）和一级出水口（114）；
7.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：翟俊，江傲然，
申请(专利权)人：重庆大学溧阳智慧城市研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。