本發(fā)明公開(kāi)了一種使電絮凝污泥獲得磁分離性能的含氮有機(jī)廢水電化學(xué)處理方法。該方法可在同時(shí)實(shí)現(xiàn)含氮有機(jī)廢水中污染物去除的基礎(chǔ)上，在傳統(tǒng)的電絮凝污泥中形成具有強(qiáng)磁性鐵化合物，從而使電絮凝污泥獲得磁性。方法核心是通過(guò)引入兩個(gè)陽(yáng)極，一個(gè)是鐵陽(yáng)極，一個(gè)是Ti/RuO2陽(yáng)極，并且鐵陽(yáng)極和Ti/RuO2陽(yáng)極交替工作，為體系創(chuàng)造過(guò)渡態(tài)的氧化還原環(huán)境，促進(jìn)強(qiáng)磁性Fe3O4和γ?Fe2O3的積累?；诒景l(fā)明的方法，本發(fā)明還提供了一種電化學(xué)反應(yīng)器，廣泛適用于在含有電絮凝處理單元的含氮有機(jī)廢水(例如生活污水、工業(yè)廢水和垃圾滲濾液等)處理中的總氮和COD的去除，同時(shí)使電絮凝污泥獲得磁性，實(shí)現(xiàn)污泥的快速磁分離。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種使電絮凝污泥獲得磁分離性能的方法，其特征在于，在同一體系中通過(guò)引入兩個(gè)陽(yáng)極，一個(gè)是鐵陽(yáng)極，一個(gè)是Ti/RuO2陽(yáng)極，并且鐵陽(yáng)極和Ti/RuO2陽(yáng)極交替工作，可在同時(shí)實(shí)現(xiàn)含氮有機(jī)廢水中污染物去除的基礎(chǔ)上，為體系創(chuàng)造過(guò)渡態(tài)的氧化還原環(huán)境，促進(jìn)強(qiáng)磁性Fe3O4和γ-Fe2O3的積累，并使其分布在電絮凝污泥中，進(jìn)而使電絮凝污泥獲得磁性，所述污染物指總氮和COD，所述同一體系指在一個(gè)完整的運(yùn)行周期下的整個(gè)工藝體系。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，以成本低廉的鐵作為消耗性陽(yáng)極。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，以穩(wěn)定性好、可長(zhǎng)期運(yùn)行的Ti/RuO2作為電化學(xué)反應(yīng)器的非消耗性陽(yáng)極。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，以穩(wěn)定性好、可長(zhǎng)期運(yùn)行的鐵板、銅板、鋅板作為電化學(xué)反應(yīng)器的陰極材料。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述電極材料的形狀為板狀或網(wǎng)狀。

　　6.一種使電絮凝污泥獲得磁分離性能的反應(yīng)器，其特征在于，包括：

　　具有可交替陽(yáng)極運(yùn)行的雙陽(yáng)極電化學(xué)反應(yīng)器和電磁分離裝置。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的反應(yīng)器，其特征在于，雙陽(yáng)極電化學(xué)反應(yīng)器的兩個(gè)陽(yáng)極交替工作。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述裝置的運(yùn)行方式包括：

　　水流首先通過(guò)進(jìn)水口進(jìn)入反應(yīng)器后，關(guān)閉進(jìn)水口，之后接通電源啟動(dòng)電化學(xué)系統(tǒng)，電化學(xué)系統(tǒng)的兩個(gè)陽(yáng)極工作順序?yàn)殍F陽(yáng)極→Ti/RuO2陽(yáng)極→鐵陽(yáng)極→Ti/RuO2陽(yáng)極→鐵陽(yáng)極→Ti/RuO2陽(yáng)極→鐵陽(yáng)極，電化學(xué)系統(tǒng)處理后，關(guān)閉電源，打開(kāi)電磁分離系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)，沉淀物經(jīng)電磁分離系統(tǒng)的電磁鐵分離后，由下端的排泥口排除。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述電磁分離裝置的本體為可控的電磁鐵。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種使電絮凝污泥獲得磁分離性能的含氮有機(jī)廢水電化學(xué)處理反應(yīng)器及方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種處理含氮有機(jī)廢水的方法及反應(yīng)器。

　　背景技術(shù)

　　含氮有機(jī)廢水是來(lái)源于生活污水，養(yǎng)殖廢水，廁所排水和垃圾滲濾液等的一種常見(jiàn)廢水。含氮有機(jī)廢水的直接排放會(huì)誘發(fā)區(qū)域生態(tài)環(huán)境問(wèn)題并危害人類(lèi)健康。已經(jīng)證實(shí)，電化學(xué)技術(shù)由于其高效，穩(wěn)定和環(huán)境適應(yīng)性而適合于含氮有機(jī)廢水的處理。然而，含氮有機(jī)廢水的電化學(xué)處理存在兩個(gè)重要難點(diǎn)。第一，雖然電化學(xué)氧化產(chǎn)生的有效氯有利于COD和氨氮的去除，但它會(huì)抑制亞硝酸鹽氮和硝態(tài)氮的陰極還原，這意味著很難實(shí)現(xiàn)通過(guò)單個(gè)電解槽同時(shí)實(shí)現(xiàn)含氮有機(jī)廢水中總氮和COD的去除?？紤]到這一點(diǎn)，在先前的報(bào)道中，往往通過(guò)連接多個(gè)電解槽來(lái)強(qiáng)化總氮和COD的去除率。例如，電絮凝槽與電化學(xué)氧化槽的連接用于處理含氮有機(jī)廢水(如生活污水，池塘水，養(yǎng)豬場(chǎng)廢水和垃圾滲濾液)，獲得了90%以上的總氮和COD去除效率。然而，從反應(yīng)工程的角度來(lái)看，基于多個(gè)電解池連接的組合電化學(xué)系統(tǒng)的每個(gè)獨(dú)立反應(yīng)器之間的傳質(zhì)效率的總和通常低于集成的單個(gè)電解池。同時(shí)，單電解槽反應(yīng)器更加便于運(yùn)輸和維護(hù)。因此，研發(fā)基于單電解槽的電化學(xué)反應(yīng)器對(duì)于促進(jìn)電化學(xué)技術(shù)在含氮有機(jī)廢水處理領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用至關(guān)重要。然而，目前很少有報(bào)道通過(guò)構(gòu)建單個(gè)電解池反應(yīng)器同時(shí)從含氮有機(jī)廢水中去除總氮和COD。

　　其次，目前為了實(shí)現(xiàn)含氮有機(jī)廢水中總氮和COD同時(shí)去除，往往需要在電化學(xué)反應(yīng)器中引入電絮凝單元。雖然電絮凝過(guò)程中產(chǎn)生的鐵絮凝物有利于疏水性有機(jī)物從液相中分離，但是，電絮凝沉淀物的沉降性能差，固液分離時(shí)間長(zhǎng)。因此，往往需要構(gòu)建大體積的沉淀池或設(shè)計(jì)長(zhǎng)的沉淀時(shí)間，這對(duì)于提升電化學(xué)反應(yīng)器的處理效率是不利的。過(guò)去，通過(guò)添加氧化劑或助沉劑以加速電絮凝沉淀物的沉降。不幸的是，使用額外的化學(xué)品將不可避免地導(dǎo)致維護(hù)困難和高運(yùn)營(yíng)成本以及二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。

　　基于上述兩個(gè)重要困難，開(kāi)發(fā)可在同一個(gè)電解槽中實(shí)現(xiàn)含氮有機(jī)廢水中總氮和COD同時(shí)去除，并且利用反應(yīng)器自身提升其電絮凝污泥沉降性能的方法和反應(yīng)器，對(duì)于實(shí)現(xiàn)電化學(xué)技術(shù)在含氮有機(jī)廢水處理領(lǐng)域的推廣，實(shí)現(xiàn)含氮有機(jī)廢水的經(jīng)濟(jì)高效處理具有重要意義。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明第一方面的目的在于提供一種使電絮凝污泥獲得磁分離性能的方法，同時(shí)該方法具有在單電解槽中實(shí)現(xiàn)含氮有機(jī)廢水中總氮和COD同時(shí)去除的功能。以填補(bǔ)電化學(xué)技術(shù)在單一電解槽中實(shí)現(xiàn)含氮有機(jī)廢水總氮和COD去除方面的空缺及電絮凝污泥難以快速沉降的問(wèn)題。本發(fā)明提供的諸多技術(shù)方案中的優(yōu)選技術(shù)方案所能產(chǎn)生的諸多技術(shù)效果詳見(jiàn)下文闡述。

　　為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

　　通過(guò)構(gòu)建具有鐵和Ti/RuO2兩個(gè)陽(yáng)極的反應(yīng)器，并使兩個(gè)陽(yáng)極交替工作，在鐵陽(yáng)極條件下，高價(jià)態(tài)的硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮可被快速還原成氨氮，在Ti/RuO2陽(yáng)極條件下，氨氮被迅速氧化為氮?dú)舛鴱囊合嘀腥コ?。此外鐵陽(yáng)極和Ti/RuO2陽(yáng)極交替工作，可為體系創(chuàng)造過(guò)渡態(tài)的氧化還原環(huán)境，促進(jìn)強(qiáng)磁性Fe3O4和γ-Fe2O3的積累，進(jìn)而使電絮凝污泥獲得磁性。

　　可選的，所述陰極可采用鐵、鋁或銅作為電極材料。

　　相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種使電絮凝污泥獲得磁分離性能的含氮有機(jī)廢水處理的電化學(xué)反應(yīng)器，包括：可交替陽(yáng)極運(yùn)行的雙陽(yáng)極電化學(xué)反應(yīng)

　　所述的使電絮凝污泥獲得磁分離性能的含氮有機(jī)廢水處理的電化學(xué)反應(yīng)器的運(yùn)行方式包括：

　　水流首先通過(guò)進(jìn)水口進(jìn)入反應(yīng)器后，關(guān)閉進(jìn)水口，之后接通電源啟動(dòng)電化學(xué)系統(tǒng)，電化學(xué)系統(tǒng)的兩個(gè)陽(yáng)極工作順序?yàn)殍F陽(yáng)極→Ti/RuO2陽(yáng)極→鐵陽(yáng)極→Ti/RuO2陽(yáng)極→鐵陽(yáng)極→Ti/RuO2陽(yáng)極→鐵陽(yáng)極，電化學(xué)系統(tǒng)處理后，關(guān)閉電源，打開(kāi)電磁分離系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)，沉淀物經(jīng)電磁分離系統(tǒng)的電磁鐵分離后，由下端的排泥口排除。

　　本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明提供一種使電絮凝污泥獲得磁分離性能的含氮有機(jī)廢水處理的電化學(xué)反應(yīng)器，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)含氮有機(jī)廢水中總氮和COD的同時(shí)去除，同時(shí)基于反應(yīng)器創(chuàng)造的獨(dú)特的氧化還原環(huán)境，可使電絮凝污泥中形成磁性的鐵氧化物，從而使電絮凝污泥具有磁性，便于通過(guò)外加磁場(chǎng)進(jìn)行分離，加快泥水分離時(shí)間，提高處理效率。