收集池2，作为生产水用，未透过膜组件的为浓水，经截留液出口 103进入浓水收集池3，从浓水收集池3的出水口进入电催化氧化装置4，本实用新型的电催化氧化装置4为网板柱塞流电解装置、经电催化氧化后电解出水进入中间水池5，再从中间水池5的出水口流入双极膜电渗析装置6，该双极膜电渗析装置6上设置酸液出口 603、碱液出口 602和废水回收出口 601，该双极膜电渗析装置6为三隔式结构，由设置在左、右两侧的极液室和中间的电渗析隔室构成，所述的电渗析隔室包括由阴极膜、双极膜和阳极膜间隔排列构成的酸室、碱室和料液室，酸液出口 603设置在酸室上，碱液出口 602设置在碱室上，废水回收出口 601设置在料液室上，酸液出口 603与酸回收池8连接，碱液出口 602和碱回收池9连接，废水回收出口 601与废水收集池7连接，废水收集池7中的水作为景观用水。
[0018]本实用新型的处理的废水为二级生化处理出水，也称外排尾水，其水质参数为pH6-9, CODcr 60~150mg/L、TDS 1000-6000 mg/L ;该处理方法具体包括如下步骤:
[0019]I)采用增压栗将外排尾水通过进水口 101送入膜过滤装置1，在操作压力为
0.50-1.0MPa (纳滤)、1.0~1.5MPa (反渗透)、操作温度10_30°C条件下进行膜过滤，膜过滤装置I中的膜过滤组件为多功能膜组件，可以根据出水水质要求选用纳滤膜组件或反渗透膜组件，纳滤膜组件时的截留分子量150~300，反渗透膜组件时的截留分子量大于100，膜过滤产生淡水和浓水，淡水从透过液出口 102进入淡水收集池2，该淡水水质达到GB/T19923-2005《城市污水再生利用工业用水水质》中的冷却用水、洗涤用水、工艺与产品用水要求，作生产用水，浓水进入下一步处理；
[0020]2)膜过滤后的截留液(即浓水)经截留液出口 103进入浓水收集池3，经栗提升送入电催化氧化装置4，通过控制直流稳流电源，电催化氧化装置4中的电解水产生.0Η等活性物质，.0Η基团氧化电极电位高达2.80V，比O3 (2.07V)高35%，它具有强氧化性，能氧化分解污染物，杀灭生物体；电催化氧化条件如下:电压为3~5V、电流密度5~15为mA/cm2、水力停留时间30~90为min，处理出水水质COK 50mg/L ；
[0021]本实用新型的电催化氧化装置采用网板柱塞流电解装置，工作电极为网板钛基氧化铅电极，对电极为网板钛电极，网孔尺寸5.0X 12.5_，工作电极与对电极交替均勾分布，相邻工作电极与对电极的电极间距为3~6cm，与水流方向呈垂直状态置入电解槽体；电解槽为立式正方矩形装置，水流从槽体底部进入，顶部流出，确保流体呈柱塞流穿过电极组件；
[0022]3 )步骤2 )的电解出水(称中水)进入中间水池5，采用增压栗送入双极膜电渗析装置6，水中的无机盐在电场作用下，阴离子(如SO42 )和阳离子(如Na+)分别透过相应的离子选择性透过膜，与水分解产生的氢离子(H+)和氢氧根离子(0H )结合，形成酸(H2SO4)从酸液出口 603排出，进入酸回收池8 ;形成碱(NaOH)从碱液出口 602排出，进入碱回收池9 ;其酸收集率在70.2-72.3%，碱收集率在71.7-74.8%之间，资源化利用；双极膜电渗析分离了无机盐后的废水经废水回收出口 601进入废水收集池7，该废水质指标pH 6-9,CODcr^ 60mg/L、TDS彡1000 mg/L，可作景观用水使用。
[0023]本实用新型的双极膜电渗析装置采用三隔式的双极膜电渗析装置，它由I张双极膜和2张离子交换膜组成一膜组件，双极膜电渗析的阳极为网板钛基二氧化铅电极，阴极为网板钛电极，2张离子交换膜分别为阴、阳离子交换膜；其中电极和极膜构成极液室，阴、阳离子交换膜构成料液室，双极膜与阴离子交换膜构成酸液室，收集酸液；双极膜与阳离子交换膜构成碱液室，收集碱液；双极膜电渗析处理时的电流密度为15~20 mA/cm2,电压为30-50 V，工作温度为10~40°C，当料液室当电导率降至6000us/cm以下时，停止工作。
【主权项】
1.一种废水深度处理用膜电耦合系统，包括膜过滤装置(I )、淡水收集池(2)、浓水收集池(3)、电催化氧化装置(4)、中间水池(5)、双极膜电渗析装置(6)、废水收集池(7)、酸回收池(8)及碱回收池(9)，其特征在于所述膜过滤装置(I)内设置膜组件、进水口(101)、透过液出口( 102 )和截留液出口( 103 )，透过液出口( 102 )与淡水收集池(2 )连接，截留液出口(103 )与浓水收集池(3 )连接，浓水收集池(3 )与电催化氧化装置(4)、中间水池(5 )、双极膜电渗析装置(6 )依次连接，双极膜电渗析装置(6 )上设置酸液出口( 603 )、碱液出口( 602 )和废水回收出口(601)，酸液出口(603)与酸回收池(8)连接，碱液出口(602)和碱回收池(9)连接，废水回收出口( 601)与废水收集池(7 )连接。2.根据权利要求1所述的一种废水深度处理用膜电耦合系统，其特征在于所述双极膜电渗析装置(6)为三隔式结构，由设置在左、右两侧的极液室和中间的电渗析隔室构成，所述的电渗析隔室包括由阴极膜、双极膜和阳极膜间隔排列构成的酸室、碱室和料液室，酸液出口(603)设置在酸室上，碱液出口(602)设置在碱室上，废水回收出口(601)设置在料液室上。3.根据权利要求1所述的一种废水深度处理用膜电耦合系统，其特征在于电催化氧化装置(4)为网板柱塞流电解装置。4.根据权利要求1所述的一种废水深度处理用膜电耦合系统，其特征在于所述膜组件为纳滤膜组件或反渗透膜组件，纳滤膜组件的截留分子量150~300，反渗透膜组件的截留分子量大于100。
【专利摘要】一种废水深度处理用的膜电耦合系统，属于废水处理装置技术领域。它包括依次连接的膜过滤装置、淡水收集池、浓水收集池、电催化氧化装置、中间水池、双极膜电渗析装置、废水收集池、酸回收池及碱回收池。本实用新型通过采用膜电耦合系统对废水进行深度处理，通过膜过滤装置的纳滤膜组件或反渗透膜组件进行膜过滤得到淡水和浓水，淡水回用，浓水为含有机污染物的高TDS浓水，通过电催化氧化处理，将浓水中的有机物和生物体进行有效深度分解和杀灭，且浓水中含盐高，其电导率高，有助于降低槽电压；电催化氧化后的中水进入双极膜电渗析装置中，中水内的无机盐被转化为酸和碱，减少了盐对环境的排放，并实现了资源化利用。
【IPC分类】C02F9/06
【公开号】CN204727706
【申请号】CN201520409947
【发明人】王家德, 姚佳超, 黄国龙, 沈江南
【申请人】浙江工业大学
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年6月15日