一种用于农村污水的电化学催化剂及移动式处理装置的制作方法

    技术2025-02-13  49


    本发明涉及污水处理领域,尤其涉及一种用于农村污水的电化学催化剂及移动式处理装置。


    背景技术:

    1、农村污水具有排放分散、时空性、水质波动大、排放量不均、有机物浓度较高、氨氮浓度高以及易富营养化等问题。其中大量的农村污水因缺乏完整的收集、处理、排放系统而得不到有效降解,排入水生态系统会造成严重的水体污染,破坏生态链,威胁人类健康。因此对农村污水处理的深入开发及研究有重要的现实意义及广泛的市场前景。

    2、现时,常见的农村污水处理技术主要包括生态处理及生物法两种类型。生态处理技术具备易操作、投资少、运维成本低等优势。然而处理能力随季节波动、占地面积广等劣势仍难以克服。生物法通常采用活性污泥法,其具备降解效果好等优势,然而降解周期长、运维要求高等缺点仍难以克服。综上所述,当农村污水密集、堆积排放时,生态处理及生物法两类技术难以快速降解。

    3、因此,需要一种适用于针对分散的农村污水的快速、应急的处理工艺装置。


    技术实现思路

    1、本发明的主要目的在于提供一种适用于农村污水的电化学催化剂及移动式处理装置。

    2、为实现上述目的,本发明提供一种用于农村污水的电化学催化剂的制备方法,包括以下步骤:

    3、(1)酸化

    4、将活性炭粉末浸入硝酸溶液中,酸化处理,然后洗涤至ph为中性,再烘干处理,得到酸化后的活性炭粉末;

    5、(2)浸渍

    6、将酸化后的活性炭粉末置于容器中,真空条件下,加入乳酸亚铁溶液进行浸渍处理,再烘干处理,得到乳酸亚铁-活性炭混合物质;

    7、(3)煅烧

    8、将乳酸亚铁-活性炭混合物质置于真空管式炉中,高温下煅烧处理,再降至室温,经洗涤、干燥处理,得到所述用于农村污水的电化学催化剂。

    9、进一步地,步骤(1)中,硝酸溶液的质量浓度为30%,酸化处理的时间为24h,烘干处理的温度为65℃。

    10、进一步地,步骤(2)中,乳酸亚铁溶液的浓度为0.1g/ml,真空条件的真空度为容器内压力小于0.001mpa,浸渍处理的时间为30min,烘干处理的温度为65℃。

    11、进一步地,步骤(3)中,煅烧处理的具体过程为:以5℃/min的升温速率升至500~600℃煅烧2h。

    12、进一步地,步骤(1)中,活性炭粉末的粒径小于50μm。

    13、本发明还提供一种用于农村污水的电化学催化剂,按上述的制备方法制备而成。

    14、本发明还提供一种用于农村污水的移动式处理装置,包括:运行车,以及设置在所述运行车上的电化学反应单元和生化反应单元;

    15、所述电化学反应单元包括电化学反应池以及设置在电化学反应池内的正电极、负电极和上述的用于农村污水的电化学催化剂;

    16、所述生化反应单元包括依次连通的厌氧反应池、mabr膜反应池、好氧反应池、沉淀池、过滤池和清水池,所述电化学反应池通过管道与所述厌氧反应池连通,所述管道上安装有过滤膜组、止回阀和闸阀。

    17、进一步地,所述正电极和所述负电极均为多孔泡沫铁电极,电化学反应池的电流密度为10~20ma/cm2。

    18、进一步地,所述过滤池内设有吸附剂。

    19、进一步地,所述好氧反应池的溶解氧浓度控制在2~3mg/l。

    20、本发明的有益效果体现在:

    21、本发明首先研制了一种适配农村污水ph(一般在6-9之间)的等电点位于ph=6.65处的电化学催化剂,并以此为基础提供了一种用于农村污水的移动式处理装置,该装置在生化反应单元前设置了电化学反应单元,经电化学催化氧化反应加快农村污水中的大分子物质断键,加快了农村污水中有机物质的降解、分解速率,并经过滤膜组、止回阀及闸阀后进入生化反应单元。电化学催化氧化反应使得农村污水中的大分子物质快速断键,使进入生化反应单元的有机物质结构更为简易,从而提高了整个移动式电化学生物膜法耦合污水处理系统的降解效率,降低污水处理时间。

    22、本发明相较于传统的生态处理和生物法技术,本发明构建的移动式电化学生物膜法耦合污水处理系统便于移动,可分区域性运行,非固定在一个区域,更加适配农村污水分布广的特性,降低农村污水的单位处理成本。



    技术特征:

    1.一种用于农村污水的电化学催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.如权利要求1所述的用于农村污水的电化学催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,硝酸溶液的质量浓度为30%,酸化处理的时间为24h,烘干处理的温度为65℃。

    3.如权利要求1所述的用于农村污水的电化学催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,乳酸亚铁溶液的浓度为0.1g/ml,真空条件的真空度为容器内压力小于0.001mpa,浸渍处理的时间为30min,烘干处理的温度为65℃。

    4.如权利要求1所述的用于农村污水的电化学催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,煅烧处理的具体过程为:以5℃/min的升温速率升至500~600℃煅烧2h。

    5.如权利要求1所述的用于农村污水的电化学催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,活性炭粉末的粒径小于50μm。

    6.一种用于农村污水的电化学催化剂,其特征在于,按如权利要求1至5中任一项所述的制备方法制备而成。

    7.一种用于农村污水的移动式处理装置,其特征在于,包括:运行车,以及设置在所述运行车上的电化学反应单元和生化反应单元;

    8.如权利要求7所述用于农村污水的移动式处理装置,其特征在于,所述正电极和所述负电极均为多孔泡沫铁电极,电化学反应池的电流密度为10~20ma/cm2。

    9.如权利要求7所述用于农村污水的移动式处理装置,其特征在于,所述过滤池内设有吸附剂。

    10.如权利要求7所述用于农村污水的移动式处理装置,其特征在于,所述好氧反应池的溶解氧浓度控制在2~3mg/l。


    技术总结
    本发明公开了一种用于农村污水的电化学催化剂及移动式处理装置,催化剂的制备方法包:(1)酸化;(2)浸渍;(3)煅烧。处理装置包括运行车,以及设置在所述运行车上的电化学反应单元和生化反应单元;所述电化学反应单元包括电化学反应池以及设置在电化学反应池内的正电极、负电极和本发明电化学催化剂;所述生化反应单元包括依次连通的厌氧反应池、MABR膜反应池、好氧反应池、沉淀池、过滤池和清水池。本发明首先研制了适配农村污水pH(一般在6‑9之间)的等电点位于pH=6.65处的电化学催化剂,并以此为基础提供了移动式处理装置,该装置在生化反应单元前设置了电化学反应单元,加快了农村污水中有机物质的降解、分解速率,且具有循环经济性的特性。

    技术研发人员:张杰,崔吟,李琪,钱峰,童晓帆,任丹丹
    受保护的技术使用者:中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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