一种低能耗的难降解有机废水电化学处理装置及方法

摘要

本发明涉及一种难降解有机废水电化学处理装置及方法，设计了一种类似于固态聚合物电解质燃料电池技术的“零极距”的SPE电氧化污水处理电解槽。本装置利用离子交换膜分隔开阳极室和阴极室，并利用端板将(钛基尺寸稳定)阳极、离子交换膜和(镍)阴极压紧，形成“零极距”的SPE电氧化污水处理电解槽。本装置在电解运行时，废水在阳极发生电氧化，使水中有机物及氨氮得到矿化降解；阴极室通入自来水(或废水)，阴极电解析氢得到回收。本装置的优势在于无需额外再添加支持电解质，“零”电极间距可大幅降低电氧化的槽压和能耗，同时解决了电解过程析出的氧(氯)、氢混合的问题。此外，不使用碳材料，避免由碳腐蚀所导致的电流效率的下降，提高污水处理装置的可靠性与稳定性；阴极利用连续水流，可极大地减缓了离子交换膜阴极侧的结垢和堵塞可能性。

主权项

一种低能耗的难降解有机废水电化学处理装置，其特征在于：包括预处理装置和SPE电解槽组，所述SPE电解槽组包括至少一个SPE电解槽，当所述SPE电解槽组包括两个以上所述SPE电解槽时，所述SPE电解槽之间并列设置；所述预处理装置的进水口连通待处理废水源，所述预处理装置的出水口连通到每个所述SPE电解槽；所述SPE电解槽包括离子交换膜和在所述离子交换膜两侧的阳极室和阴极室；所述阳极室包括阳极端板、多孔阳极支撑材料和阳极催化层，所述阳极端板上，面向所述离子交换膜的一侧设有阳极流场槽，所述阳极流场槽的进水端设有阳极进水口，所述阳极流场槽的出水端设有阳极出水口；所述阳极催化层和所述多孔阳极支撑材料密封设置在所述阳极端板与所述离子交换膜之间；所述阳极催化层位于所述离子交换膜与所述多孔阳极支撑材料之间，并且紧贴在所述多孔阳极支撑材料上；所述多孔阳极支撑材料上设有阳极集流体，所述阳极集流体密封伸出所述阳极端板与所述离子交换膜之外；所述阴极室包括阴极端板和多孔阴极催化材料，所述阴极端板上，面向所述离子交换膜的一侧设有阴极流场槽，所述阴极流场槽的进水端设有阴极进水口，所述阴极流场槽的出水端设有阴极出水口；所述多孔阴极催化材料密封设置在所述阴极端板与所述离子交换膜之间；所述多孔阴极催化材料上设有阴极集流体，所述阴极集流体密封伸出所述阴极端板与所述离子交换膜之外；所述预处理装置的出水口连通到每个所述SPE电解槽阳极进水口，每个所述SPE电解槽阳极出水口连通到处理水出口；每个所述SPE电解槽的阴极进水口连通到自来水源或待处理废水源；每个所述SPE电解槽的阴极出水口连通到处理水集水槽。