一种变电站生活污水电化学处理系统的制作方法

本发明属于变电站生活污水处理技术领域，尤其涉及一种变电站生活污水电化学处理系统。

背景技术：

目前，我国推行“统一规划、功能整合、模块建设、共享共赢”的智慧能源站多站合建模式，用变电站在能源流汇聚方面的优势，采用“多站融合”式合建，辅助设施复用。该站区内人员流动量变化大，并且有值班人员居住生活，污水负荷不稳定，水质为黑水和灰水混合，其含有油脂和表面活性剂，生物处理较为困难。

生活污水的常规处理方法主要为生物法，例如生物接触氧化法、活性污泥法、sbr、mbr等。生物法有处理效果好，结构简单，运行费用低等优点，但是有装置启动时间长，流程复杂，占地面积大，抗负荷变化能力差等缺陷。而采用电化学技术既可以快速有效的去除污染物的目的，又可以根据水质水量变化变更运行参数，具有抗负荷能力强，快速启动，占地面积小的优点。

电絮凝技术是通过牺牲阳极从而产生阳离子或水合阳离子来与水中污染物结合生成絮体的一种方法，并且阴极会产生氢气等气体，会达到一定的气浮作用，对磷、油脂以及表面活性剂有较好的去除效果。

电催化技术是属于高级氧化的一种，分电催化氧化和电催化还原两个部分，电催化氧化通过阳极的直接氧化以及产生的羟基自由基、臭氧和活性氯等物质间接氧化水中的有机污染物；而电催化还原是通过阴极的直接还原以及产生的还原氢来间接还原水中的还原性物质，电催化还原现常用于处理地下水中的硝酸根离子，但是采用常规电极材料，由于其对氮气的选择性较低，导致处理效果较低。

针对变电站区内人员流动量变化大，污水负荷不稳定，而且生物法的启动周期较长，通常需要两周至一个月，提供一种不需启动期、占地空间小、易操作，处理后的水可用作站区内的中水回用的变电站生活污水电化学处理系统来达到同步脱氮除磷的目的，具有重要的现实意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种不需启动期、占地空间小、易操作，处理后的水可用作站区内的中水回用的变电站生活污水电化学处理系统来达到同步脱氮除磷的目的。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种变电站生活污水电化学处理系统，包括通过管路依次连接的污水存储箱、eo电解池、ec/er电解池、膜过滤池，所述污水存储箱内设有格栅及液位控制开关，所述ec/er电解池中安装有刮渣机，所述ec/er电解池内部下方设有沉淀装置，所述沉淀装置下方设有排泥斗，所述排泥斗与污泥池连接；所述eo电解池中安装有至少一组极板；所述ec/er电解池采用电絮凝与电催化还原耦合方式进行污水处理，极板采用复极式连接方式，即两端为阴极，中间为阳极，电絮凝阳极采用al电极，电催化还原阴极采用双层纳米tio2-pd/sn电极，所述膜过滤池中设有膜组件，且采用泵对所述膜过滤池中过滤后的水进行抽取。

进一步的，还包括电控装置，所述电控装置控制液位控制开关和eo电解池、ec/er电解池的电源。

进一步的，所述格栅设置在污水存储箱的进水口处，对悬浊物进行截留，且截留后的污物可排入污泥池。

进一步的，所述沉淀装置采用斜板沉淀装置或斜管沉淀装置，斜板或斜管与水平面角度为60°。

进一步的，所述液位控制开关设置在距离水箱上端三分之一处，控制污水存储箱出水口的启闭。

进一步的，所述eo电解池中电催化氧化阳极采用dsa电极，阴极采用钛板或者碳板。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明将电絮凝与电催化还原耦合与电催化氧化联用，充分发挥了其各自的优点并相互促进，一是电絮凝对no3^-有良好的吸附效果，进一步保证了tn的去除效果，二是形成的絮体在电场的作用下会以三维电极的方式提高水中的传质效果和电流效率，三是常规电絮凝中在阴极用来生成氢气的还原氢在耦合系统中用以还原硝酸盐，减弱了气浮现象，强化了沉淀效果；处理后的出水水质能达到：cod≤100mg/l、bod5≤10mg/l、tn≤10mg/l、nh4⁺-n≤5mg/l、tp≤1mg/l，其均在中水使用水质范围之内；

2、本发明处理系统处理后水之达到中水使用标准，可供站区内消防、冲厕、浇洒使用，达到绿色环保的目的。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1为本发明实施例提供的变电站生活污水电化学处理系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的变电站生活污水电化学处理系统的eo电解池与ec/er电解池反应原理图；

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面就结合图1至图2来具体说明本发明。

实施例1

图1为本发明实施例提供的变电站生活污水电化学处理系统的结构示意图；图2为本发明实施例提供的变电站生活污水电化学处理系统的eo电解池与ec/er电解池反应原理图；如图1～2所示，本实施例提供的一种变电站生活污水电化学处理系统，包括通过管路依次连接的污水存储箱2、eo电解池3、ec/er电解池4、膜过滤池5，所述污水存储箱2内设有格栅6及液位控制开关7，所述ec/er电解池4中安装有刮渣机13，所述ec/er电解池4内部下方设有沉淀装置8，所述沉淀装置8下方设有排泥斗9，所述排泥斗9与污泥池12连接，并将污泥排入污泥池12；所述eo电解池3中安装有至少一组极板；所述ec/er电解池4采用电絮凝与电催化还原耦合方式进行污水处理，所述膜过滤池5中设有膜组件10，且采用泵11对所述膜过滤池5中过滤后的水进行抽取。

还包括电控装置1，所述电控装置1控制液位控制开关7和eo电解池3、ec/er电解池4的电源。

所述格栅6设置在污水存储箱2的进水口处，对悬浊物进行截留，且截留后的污物可排入污泥池12。

所述沉淀装置8采用斜板沉淀装置或斜管沉淀装置，斜板或斜管与水平面角度为60°。

所述液位控制开关7设置在距离水箱上端三分之一处，控制污水存储箱2出水口的启闭。

在本实施例中，可以考虑，电催化氧化阳极采用dsa电极(ti/sb-sno2/α-pbo2/β-pbo2)，其析氧过电位高，催化活性高，效率高并且使用寿命长，高达3至5年，阴极采用钛板或者碳板；处理时间2h，极板间距为1-3cm，电流密度为150-300a/m²。

需要说明的是，在ec/er电解池中，采用的电絮凝与电催化还原耦合技术，电絮凝部分由阳极完成，电催化还原由阴极完成；在电极下部设有斜板或斜管装置，排泥方式采用排泥斗排泥，电解池上部的浮渣用刮渣机定时进行清理，需要说明的是，刮渣机采用市场上常见产品即可，不必拘泥于具体的产品型号；本系统采用电絮凝与电催化还原耦合方式，两种处理方法有机结合，节约占地的同时互相促进，提高处理效率、节约电耗。系统中电絮凝对无机氮类物质(nh4⁺、no3^-、no2^-)中的no3^-具有良好的吸附去除效果(可达30％-50％)，配合电催化还原作用，保证了tn的去除；在ec/er电解池中，絮凝体在电场的作用下，形成微带电体，具有三维电极的效果，提高了水中离子的传质效果和电流效率，从而在增强电催化还原作用的同时节约电耗；该系统可将常规电絮凝中阴极用来生成氢气的还原氢在耦合系统中用以还原硝酸盐，减弱了气浮现象，强化了沉淀效果，对表面活性剂、油脂、磷酸盐和硝酸盐均有较好的去除效果。电源采用脉冲电源，脉冲电源不仅能提高电催化还原的还原效率，又能减少电絮凝极板钝化问题；极板采用复极式连接方式(两端为阴极，中间为阳极)，运行时间100min，电流密度25-50a/m²，极板间距为1-2cm，电絮凝阳极可以采用al电极，可采用网状或者板状；电催化还原阴极采用双层纳米tio2-pd/sn(2:1)电极，此电极能大大提高对n2的选择性，高达90％以上，双层纳米二氧化钛采用二次阳极氧化的方法制备(该制备方法是常规技术手段，属于本领域技术人员所熟知的)，这样能增加pd和sn的负载量和负载效果，从而增长电极的使用寿命，负载量pd：sn＝2:1。pd作为一种贵金属，由于亚硝酸根可以在单金属pd金属表面产生很好的吸附，所以亚硝酸根可以在单金属pd催化剂上还原成低价含氮化合物，但硝酸根不能在pd金属产生很好的吸附，而对于双金属催化剂，由于sn能有效的吸附硝酸根，所以硝酸根能在双金属表面还原而生成亚硝酸根，从而达到对硝酸盐较好的去除效果。

在本实施例中，进入污水处理系统的的生活污水的水质为：cod：500～600mg/l，tn：50mg/l，nh3-n：35mg/l，tp：6-8mg/l；利用本发明的方法对生活污水中进行处理：将电絮凝与电催化还原耦合与电催化氧化联用，充分发挥了其各自的优点并相互促进，一是电絮凝对no3^-有良好的吸附效果，进一步保证了tn的去除效果，二是形成的絮体在电场的作用下会以三维电极的方式提高水中的传质效果和电流效率，三是常规电絮凝中在阴极用来生成氢气的还原氢在耦合系统中用以还原硝酸盐，减弱了气浮现象，强化了沉淀效果；处理后的出水水质能达到：cod≤100mg/l、bod5≤10mg/l、tn≤10mg/l、nh4⁺-n≤5mg/l、tp≤1mg/l，其均在中水使用水质范围之内，并且本系统具有处理效率高、处理效果稳定，耐冲击负荷，操作灵活方便，占用空间少等优点，并且处理后的水可用作站区内的中水回用。

以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。