[0001]
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种粒子电极污水处理设备及使用其的污水处理方法。
背景技术：
[0002]
污水处理的方法有很多，如物理法、化学法、生物法和组合使用技术，而物理法中的吸附技术以其操作简单、吸附剂易得、去除效果优、投资少等优点被广泛应用于工业生产等废水的处理中，具有很大的经济效益，对于企业的发展以及环境保护有着积极的作用。
[0003]
吸附剂由于其强吸附性虽然在水处理中有着较大应用范围，但因其再生的难度，使其应用受到一定的限制。尽管平衡交换再生、微生物再生、氧化分解再生、超临界再生、超声波再生以及微波再生等各种再生方法都得到了大量的研究，但现在实际所用的几乎只有传统热再生和少量的微生物再生。再生成本较高，实际应用中局限性大。
[0004]
电化学再生法也是吸附剂再生技术的研究对象之一。一般的方法将吸附剂填充在两个主电极之间，在电解液中，加以直流电场，吸附剂在电场作用下极化，一端成阳极，另一端呈阴极，形成微电解槽，在吸附剂的阴极部位和阳极部位可分别发生还原反应和氧化反应，吸附在吸附剂上的污染物大部分因此而分解，小部分因电泳力作用发生脱附。该方法操作方便且效率高，其处理对象适应性广，可以避免二次污染。
[0005]
但是现有的吸附法处理污水综合成本高，难以广泛运用，电化学再生吸附剂的方法，虽然有诸多优点，也因为处理时间较长，通常是2～6小时，耗费能耗高，也难以推广应用。
技术实现要素：
[0006]
本发明为解决上述技术问题提供了一种粒子电极污水处理设备及使用其的污水处理方法，可以将污染物的吸附以及吸附剂的再生过程分步进行，且采用两个粒子电极吸附过滤系统交替进行污染物吸附，提高污水处理的效率。
[0007]
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种粒子电极污水处理设备，包括两个粒子电极吸附过滤系统和一个吸附剂再生系统，所述进水泵的进水口与污水进水管连通，每个所述粒子电极吸附池内均设有粒子电极，所述粒子电极具有吸附功能，其可与污水一起流入过滤装置，所述过滤装置上设有处理水出口和粒子电极出口；所述吸附剂再生系统包括通过管道依次连通的压力水泵、溶氧罐和三维电解槽，所述压力水泵的进料口分别通过管道与两个所述过滤装置的粒子电极出口连通，所述粒子电极可经所述压力水泵由所述过滤池流入吸附剂再生系统，所述压力水泵的进料口同时连接有氧气进气管并与其连通，所述三维电解槽内设有阳极板和阴极板，所述阴极板、阳极板和流至所述三维电解槽的粒子电极构成三维电解体系，所述三维电解槽的出料口分别通过管道与两个所述离子电极吸附池连通；所述连通管道上均设有阀门。
[0008]
本发明的有益效果是：本发明的粒子电极污水处理设备选用具有吸附功能的粒子
电极，该粒子电极可以吸附污水中的有机物和重金属离子，在三维电解过程中，产生的氧化剂比如活性氯、双氧水特别是羟基自由基，可以近距离氧化吸附的有机物，而无需扩散到溶液中，避免氧化剂特别是羟基自由基的浪费。同时，在粒子电极再生的过程中，以溶氧方式为粒子电极供氧，能最大限度提高双氧水和羟基自由基的产量，提高了氧化剂的产率。并且再生的粒子电极吸附剂处于封闭循环中，电解产生的氧化剂不会流失，达到了提高再生效率，降低处理能耗的目的。另外，本发明采用两个粒子电极吸附过滤系统和一个吸附剂再生系统，其中一个粒子电极吸附过滤系统吸附饱和后，利用吸附剂再生系统进行吸附剂的再生时，开启另一个粒子电极吸附过滤系统，可以使得污水处理连续工作，提高了污水处理的效率。
[0009]
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0010]
进一步，所述粒子电极的粒径大小为100～300μm。
[0011]
采用上述进一步方案的有益效果是小尺寸具有吸附功能的粒子电极可以提高单位体积的电解面积，降低生产设备的成本。
[0012]
进一步，所述粒子电极为活性炭纤维、活性炭粉、硅藻土、蒙脱石、膨润土以及上述任一种物质的改性物中的一种或几种混合而成。
[0013]
进一步，所述粒子电极吸附池内设有搅拌装置。
[0014]
采用上述进一步方案的有益效果是通过搅拌装置使得污水与粒子电极混合从而使得粒子电极更高效的吸附污水中的污染物。
[0015]
进一步，所述过滤装置为过滤池。
[0016]
采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，成本低，处理量大。
[0017]
进一步，所述分离池中设有蜂窝斜板、mbr中空纤维膜或mbr平板膜中的任一种。
[0018]
本发明还提供了一种污水处理方法，使用上述粒子电极污水处理设备处理污水，包括以下步骤：
[0019]
s1.择一开启其中一个所述粒子电极吸附过滤系统，并关闭其与吸附剂再生系统之间的阀门，将粒子电极置于粒子电极吸附池中，通过进水泵将污水通入所述粒子电极吸附池中，使得粒子电极吸附污水中的污染物，然后排入过滤装置中进行固液分离，得到处理水和吸附污染物后的粒子电极，处理水回用或排放；
[0020]
s2.关闭步骤s1中的所述粒子电极吸附系统，并打开其与吸附剂再生系统之间的阀门，同时打开所述三维电解槽与步骤s1所述粒子电极吸附池之间的阀门，开启所述吸附剂再生系统将吸附污染物后的粒子电极进入吸附剂再生系统，使得吸附剂再生，同时开启另一粒子电极吸附过滤系统并重复步骤s1；
[0021]
s3.重复所述步骤s1和s2。
[0022]
进一步，污水在所述粒子电极池中吸附的时间为30～60min。
[0023]
进一步，所述吸附剂再生过程中通入氧气的量使得三维电解槽出现乳白状水样。
附图说明
[0024]
图1为本发明粒子电极污水处理设备的结构示意图。
[0025]
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0026]
1、粒子电极吸附过滤系统，11、进水泵，12、粒子电极吸附池，13、过滤装置，14、处
理水出口，15、粒子电极出口，2、吸附剂再生系统，21、压力水泵，22、溶氧罐，23、三维电解槽，24、氧气进气管，3、粒子电极。
具体实施方式
[0027]
以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0028]
如图1所示，本发明提供了一种粒子电极污水处理设备，包括两个粒子电极吸附过滤系统1和一个吸附剂再生系统2，所述进水泵11的进水口与污水进水管连通，每个所述粒子电极吸附池12内均设有粒子电极3，所述粒子电极3具有吸附功能，其可与污水一起流入过滤装置13，所述过滤装置13上设有处理水出口14和粒子电极出口15；所述吸附剂再生系统2包括通过管道依次连通的压力水泵21、溶氧罐22和三维电解槽23，所述压力水泵21的进料口分别通过管道与两个所述过滤装置13的粒子电极出口15连通，所述粒子电极3可经所述压力水泵21由所述过滤池流入吸附剂再生系统2，所述压力水泵21的进料口同时连接有氧气进气管24并与其连通，所述三维电解槽23内设有阳极板和阴极板，所述阴极板、阳极板和流至所述三维电解槽23的粒子电极3构成三维电解体系，所述三维电解槽23的出料口分别通过管道与两个所述离子电极吸附池连通；所述连通管道上均设有阀门。
[0029]
三维电解槽23的阳极板为钛基镀钌铱电极，阴极板为钛基电极或钛基镀钌铱电极，电极间的距离设为8～20mm，直流供电电源为0～15v，确保电极的使用寿命。
[0030]
优选的，所述粒子电极3的粒径大小为100～300μm。小尺寸具有吸附功能的粒子电极3可以提高单位体积的电解面积，降低生产设备的成本。
[0031]
优选的，所述粒子电极3为活性炭纤维、活性炭粉、硅藻土、蒙脱石、膨润土以及上述任一种物质的改性物中的一种或几种混合而成。
[0032]
优选的，所述粒子电极吸附池12内设有搅拌装置，所述搅拌装置可以为机械搅拌机构或者曝气管，曝气管设置在粒子电极吸附池12底部，其出气口与所述粒子电极吸附池12连通。通过曝气管向粒子电极吸附池12内通入压缩空气，通过搅拌的方式使得污水与粒子电极3混合使得粒子电极3更高效的吸附污水中的污染物。
[0033]
优选的，所述分离池中设有蜂窝斜板、mbr中空纤维膜或mbr平板膜中的任一种。
[0034]
本发明的粒子电极污水处理设备选用具有吸附功能的粒子电极3，该粒子电极3可以吸附污水中的有机物和重金属离子，在三维电解过程中，产生的氧化剂比如活性氯、双氧水特别是羟基自由基，可以近距离氧化吸附的有机物，而无需扩散到溶液中，避免氧化剂特别是羟基自由基的浪费。同时，在粒子电极3再生的过程中，以溶氧方式为粒子电极3供氧，能最大限度提高双氧水和羟基自由基的产量，提高了氧化剂的产率。并且再生的粒子电极3吸附剂处于封闭循环中，电解产生的氧化剂不会流失，达到了提高再生效率，降低处理能耗的目的。另外，本发明采用两个粒子电极吸附过滤系统1和一个吸附剂再生系统2，其中一个粒子电极吸附过滤系统1吸附饱和后，利用吸附剂再生系统2进行吸附剂的再生时，开启另一个粒子电极吸附过滤系统1，可以使得污水处理连续工作，提高了污水处理的效率。
[0035]
本发明还提供了一种污水处理方法，使用上述粒子电极污水处理设备处理污水，包括以下步骤：
[0036]
s1.择一开启其中一个所述粒子电极吸附过滤系统1，并关闭其与吸附剂再生系统
2之间的阀门，将粒子电极3置于粒子电极吸附池12中，通过进水泵11将污水通入所述粒子电极吸附池12中，使得粒子电极3吸附污水中的污染物，然后排入过滤装置13中进行固液分离，得到处理水和吸附污染物后的粒子电极3，处理水回用或排放；
[0037]
s2.关闭步骤s1中的所述粒子电极3吸附系统，并打开其与吸附剂再生系统2之间的阀门，同时打开所述三维电解槽23与步骤s1所述粒子电极吸附池12之间的阀门，开启所述吸附剂再生系统2将吸附污染物后的粒子电极3进入吸附剂再生系统2，使得吸附剂再生，同时开启另一粒子电极吸附过滤系统1并重复步骤s1；
[0038]
s3.重复所述步骤s1和s2。
[0039]
优选的，污水在所述粒子电极3池中吸附的时间为30～60min。
[0040]
优选的，所述吸附剂再生过程中通入氧气的量使得三维电解槽23出现乳白状水样。
[0041]
具体的工作步骤为：
[0042]
1)打开阀门1-1-1和阀门1-1-2，关闭阀门1-1-3和1-1-4，开启阀门1-1-1和1-1-2所在的粒子电极吸附过滤系统1，粒子电极3置于粒子电极吸附池12中，打开进水泵11，将污水排入放置有粒子电极3的粒子电极吸附池12中，吸附30～60min，将吸附污染物后的粒子电极3和污水的混合液流入过滤装置13中进行固液分离，处理水通过处理水出口14排出，吸附饱和后，关闭该进水泵11和阀门1-1-1和1-1-2；
[0043]
2)打开阀门1-1-3和1-1-4，并启动吸附剂再生系统2，启动压力水泵21，调节氧气的进气阀以控制氧气进气量直至三维电解槽23出现乳白状水样，开启三维电解槽23电源，进行粒子电极3吸附功能再生处理，再生完成的粒子电极3流入步骤1中的粒子电极吸附池12中，处理完毕后，依次关闭三维电解槽23的电源、氧气进气管24上的阀门以及阀门1-1-3和1-1-4；
[0044]
3)在进行步骤2)的同时，打开阀门1-2-1和1-2-2，关闭阀门1-2-3和1-2-4，开启阀门1-2-1和1-2-2所在的粒子电极吸附过滤系统1，粒子电极3置于粒子电极吸附池12中，打开进水泵11，将污水排入放置有粒子电极3的粒子电极吸附池12中，吸附30～60min，将吸附污染物后的粒子电极3和污水的混合液流入过滤装置13中进行固液分离，处理水通过处理水出口14排出，吸附饱和后关闭该进水泵11和阀门1-2-1和1-2-2。
[0045]
4)步骤2)中的粒子电极3再生完成，以及步骤3)中的粒子电极3吸附完成后，将步骤3中的粒子电极3进行再生，具体为：打开阀门1-2-3和1-2-4，并启动吸附剂再生系统2，启动压力水泵21，调节氧气的进气阀以控制氧气进气量直至三维电解槽23出现乳白状水样，开启三维电解槽23电源，进行粒子电极3吸附功能再生处理，再生完成的粒子电极3流入步骤3中的粒子电极吸附池12中，处理完毕后，依次关闭三维电解槽23的电源、氧气进气管24上的阀门以及阀门1-2-3和1-2-4。
[0046]
5)重复上述步骤1)～4)。
[0047]
一个粒子电极吸附过滤系统1吸附饱和后，利用吸附剂再生系统2进行吸附剂的再生时，开启另一个粒子电极吸附过滤系统1，使用该方法进行污水处理，可以使得污水处理连续工作，提高污水处理的效率，节约污水处理的能耗。
[0048]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种粒子电极污水处理设备，其特征在于，包括两个粒子电极吸附过滤系统(1)和一个吸附剂再生系统(2)；所述粒子电极吸附过滤系统(1)包括通过管道依次连通的进水泵(11)、粒子电极吸附池(12)和过滤装置(13)，所述进水泵(11)的进水口与污水进水管连通，每个所述粒子电极吸附池(12)内均设有粒子电极(3)，所述粒子电极(3)具有吸附功能，其可与污水一起流入过滤装置(13)，所述过滤装置(13)上设有处理水出口(14)和粒子电极出口(15)；所述吸附剂再生系统(2)包括通过管道依次连通的压力水泵(21)、溶氧罐(22)和三维电解槽(23)，所述压力水泵(21)的进料口分别通过管道与两个所述过滤装置(13)的粒子电极出口(15)连通，所述粒子电极(3)可经所述压力水泵(21)由所述过滤池流入吸附剂再生系统(2)，所述压力水泵(21)的进料口同时连接有氧气进气管(24)并与其连通，所述三维电解槽(23)内设有阳极板和阴极板，所述阴极板、阳极板和流至所述三维电解槽(23)的粒子电极(3)构成三维电解体系，所述三维电解槽(23)的出料口分别通过管道与两个所述离子电极吸附池连通；所述连通管道上均设有阀门。2.根据权利要求1所述的一种粒子电极污水处理设备，其特征在于，所述粒子电极(3)的粒径大小为100～300μm。3.根据权利要求2所述的一种粒子电极污水处理设备，其特征在于，所述粒子电极(3)为活性炭纤维、活性炭粉、硅藻土、蒙脱石、膨润土以及上述任一种物质的改性物中的一种或几种混合而成。4.根据权利要求1所述的一种粒子电极污水处理设备，其特征在于，所述粒子电极吸附池(12)内设有搅拌装置。5.根据权利要求1所述的一种粒子电极污水处理设备，其特征在于，所述过滤装置(13)为过滤池。6.根据权利要求5所述的一种粒子电极污水处理设备，其特征在于，所述分离池中设有蜂窝斜板、mbr中空纤维膜或mbr平板膜中的任一种。7.一种污水处理方法，使用权利要求1-6任一项所述的粒子电极污水处理设备处理污水，其特征在于，包括以下步骤：s1.择一开启其中一个所述粒子电极吸附过滤系统(1)，并关闭其与吸附剂再生系统(2)之间的阀门，将粒子电极(3)置于粒子电极吸附池(12)中，通过进水泵(11)将污水通入所述粒子电极吸附池(12)中，使得粒子电极(3)吸附污水中的污染物，然后排入过滤装置(13)中进行固液分离，得到处理水和吸附污染物后的粒子电极(3)，处理水回用或排放；s2.关闭步骤s1中的所述粒子电极(3)吸附系统，并打开其与吸附剂再生系统(2)之间的阀门，同时打开所述三维电解槽(23)与步骤s1所述粒子电极吸附池(12)之间的阀门，开启所述吸附剂再生系统(2)将吸附污染物后的粒子电极(3)进入吸附剂再生系统(2)，使得吸附剂再生，同时开启另一粒子电极吸附过滤系统(1)并重复步骤s1；s3.重复所述步骤s1和s2。8.根据权利要求7所述的污水处理方法，其特征在于，污水在所述粒子电极(3)池中吸附的时间为30～60min。9.根据权利要求7所述的污水处理方法，其特征在于，所述吸附剂再生过程中通入氧气
的量使得三维电解槽(23)出现乳白状水样。
技术总结
本发明涉及一种粒子电极污水处理设备，包括两个粒子电极吸附过滤系统和吸附剂再生系统，粒子电极吸附过滤系统包括通过管道依次连通的进水泵、粒子电极吸附池和过滤装置，每个粒子电极吸附池内均设有粒子电极，过滤装置上设有处理水出口和粒子电极出口；吸附剂再生系统包括通过管道依次连通的压力水泵、溶氧罐和三维电解槽，压力水泵的进料口分别通过管道与两个粒子电极出口连通，压力水泵的进料口同时连接有氧气进气管，三维电解槽的出料口分别通过管道与两个离子电极吸附池连通，连通管道上均设有阀门。使用本发明处理污水，增加了羟基自由基的数量，缩小了粒子电极与污染物之间的空间距离，两个粒子电极吸附过滤系统交替吸附，提高了污水处理的效率。提高了污水处理的效率。提高了污水处理的效率。
技术开发人、权利持有人：庞一化 杨朝虹 尧杰 王冬梅 彭乐 杨泓
