CN101125695A - 脉冲电浮发生方法及发生装置 - Google Patents
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Abstract
一种脉冲电浮发生方法及发生装置。可广泛应用于废水的处理和有用矿物的浮选等领域。包括：脉冲电浮供电方法和新型电极块。利用电解过程中电极上大量析出的微小气泡(H2、O2)来吸附疏水性杂质微粒并形成絮凝胶体，从而有效达到固——液及液——液发生的目的。阳极上产生的初生态氧还可将被处理液体中的部分有机物氧化分解，具有杀菌、脱色的功效，克服了目前电浮水处理技术中气泡的利用率低的缺点。采用脉冲供电大大改善了目前电浮水处理技术中耗电量大的缺点，能耗能降低50％～60％。
Description
技术领域：
本发明涉及水处理的脉冲电浮发生方法及发生装置，用于废水的处理和有用矿物的浮选。特别是用于餐饮废水、皮革废水等含油废水的处理。
背景技术：
一般电浮发生方法是：浸泡在被处理液中的阴极和阳极整块通电后分别析氢和析氧产生微小单分子气泡(H2、O2)，大量气泡上浮过程中与被处理液体中的疏水性杂质微粒及其絮凝胶体碰撞并通过分子间的范德华力多点粘附吸附，并一同浮上发生。一般电浮发生装置包括处理池、电极块、电源、絮凝剂添加机构和刮渣机构五部分。
目前电浮发生方法中的通电方式多采用大面积电极板同时通电，这样导致能耗过大，并且在处理液中形成过饱和的向上流动的气泡群，从而产生被处理液的扰动，这一扰动会导致气泡之间的相互碰撞和聚合，使气泡在未到达水面之前破裂，使悬浮颗粒重新沉回水中，从而降低气泡的利用率，使电浮水处理效率降低。
目前的国内外的电浮电极块的材料多采用可溶阳电极也就是所谓的牺牲性阳电极，如铁和铝。可溶阳电极在处理过程中会发生电解反应而溶解并成为絮凝剂，但是其溶解速度很快，要经常更换，增加运行成本；目前电浮电极多采用板式电极结构，这一结构不能保证电极板均匀通电，会增加电极板的电阻，从而增加能耗；目前国内外的电浮电极布置一般采用两种形式：垂直放置和水平放置。垂直放置的电极板有效工作面积小，不利于微气泡的产生和上浮；水平放置的电极板有效工作面积大，但处理液中的固体颗粒易沉积在电极板表面，影响微气泡的产生和上浮，使处理效率降低。
发明内容：
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种脉冲电浮发生方法和采用新型电极的发生装置。以提高电浮发生的处理效果。在保证处理效果的同时，可以大大降低能耗。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案为：
一种新型的涉及水处理的脉冲电浮发生方法，该方法的运行程序如下：
将电极块分组接线，每组包括四只电极块；
打开总电源，电源变压器将380V或220V的交流电变压、整流并输出；
打开污水入口阀门，污水注满处理池后关闭；
接通脉冲电浮发生装置电源：打开电源控制面板，按下开机开关QA1；
调整输入电压：将变压部分调整在7～12V优选范围内并稳定；
调整每只电极块的脉冲通电时间，优选调整范围为3～7秒之间；
电极块通电：按下运行开关QA2，每组电极中四只电极块按照1-4-2-3-1的顺序循环脉冲通电，具体过程为：
●按下运行开关QA2，1路控制电路开始工作；
●1路控制电路工作一段时间后，4路工作开关C2接通，1路断开，4路工作；
●4路控制电路工作一段时间后，2路工作开关C3接通，4路断开，2路工作；
●2路控制电路工作一段时间后，3路工作开关C4接通，2路断开，3路工作；
●3路控制电路工作一段时间后，1路工作开关C1接通，3路断开，1路工作；
电浮反应开始，从阴极金属网和阳极石墨板上析出微小的氢气泡和氧气泡，微气泡上浮过程中粘附絮凝体和憎水性颗粒；
处理过程15分钟～20分钟。
上述方法中涉及到的一种脉冲电浮发生装置，包括处理池1、脉冲电源控制电路和电极块3(附图6、7)。其特征在于电极块由阴极钢丝网(3-2)、阳极石墨板(3-4)、电极块接线柱(3-1)和极间隔板(3-3)组成，阴极钢丝网的金属丝直径为0.3mm～0.5mm，钢丝网的网眼尺寸为1.5～3mm×1.5～3.5mm；阴极钢丝网和阳极石墨板间距为5mm～15mm。电极块在处理池内均匀排列并与水平面呈30°角倾斜放置。将电极块分组，每组包括四只电极块，根据处理量的大小可安设一组或几十组电极块。
本发明是这样实现发明目的：将原本1对大面积电极板分成了一组或多组电极块，每组4块，对每组的4电极块按1-4-2-3-1的顺序进行脉冲通电，通电时间为3～7秒，即在15分钟～20分钟的处理时间内，只有1只或几只电极块工作，这样产生的气泡只在处理池的一部分空间内运动，大大减弱了扰动的影响，增加了气泡的利用率；同时，由于一段时间内只有一段电极工作，电能的消耗得以降低；30°角倾斜放置的电极布置即最大限度的保证了电极有效工作面积，又不会使电极表面形成沉积，提高了处理效果；阴极金属网的新型结构在保证电流有效通流面积的基础上，使微气泡均匀产生并减小电阻；阳极石墨板的新型材料使电极寿命大大加长，且保证了微气泡的产生效果。
本发明具有以下技术效果：
1、本发明与现有的电浮发生装置相比：在电极材料和结构方面，采用了新型的电极板的材料：阴极金属网和阳极石墨板；采用了新型的电极结构，阴极采用金属网状结构，确定了最佳的网丝直径和网孔尺寸，在保证电极有效工作面积的前提下减小了电极电阻，节约能耗；采用了新型的30°角倾斜放置的电极布置方式，使得微气泡的产生和利用效率提高50％。
2、本发明与目前的电浮发生装置相比：在能耗方面，本发明采用了新型脉冲供电模式，将原本1对大电极板分成了4对，对这4对电极块按一定顺序进行脉冲通电，本发明装置节约能耗50％～60％。
3、本发明不仅具有目前电浮发生装置的液--液、固--液分离功能，而且能大大提高微气泡的作用效率并将能耗降低50％～60％，克服了目前电浮发生装置运营费用高和处理效果不好等缺点，它可广泛用于废水的处理以及有用矿物的浮选。实验证明：本发明的废水处理化学需氧量减少率可达85％以上。
4、本发明处理能力的适应性强，它可根据用户需要，在反应器内配置几对或数十只电极块，以满足用户需要的处理量，从每小时处理几吨水到数百吨水。
附图说明：
图1为脉冲供电电路原理图，
图2为脉冲控制电路原理图，
图3为脉冲电浮发生装置的结构剖面图，
图4为图3的左视剖面图，
图5为图3的俯视图，
图6为新型电极块的结构图，
图7为图4的俯视图。
在图1至图7中：
QA1-开机开关 QA2-运行开关 C1-1路工作开关
C2-4路工作开关 C3-2路工作开关 C4-3路工作开关
R1-1路电极块 R2-4路电极块 R3-2路电极块
R4-3路电极块
1-脉冲电浮处理池 2-处理池入口 3-电极块
4-处理池排渣口 5-处理池接线柱 6-支架
7-处理池出口 8-电极块下支座 9-电极块上支板
3-1-电极块接线柱 3-2-阴极钢丝网 3-3-极间隔板
3-4-阳极石墨板
具体实施方式：
结合附图对本发明所涉及的脉冲电浮发生方法及装置进一步说明如下：
在附图1中，一种新型的涉及水处理的脉冲电浮发生方法的供电电路原理图，220V的交流电经过变压和整流之后，四个电极块R1、R2、R3和R4分别经过控制开关C1、C2、C3和C4并联到整流之后的直流电路中。附图2为实现脉冲供电的控制电路，该控制电路可以实现四个电极块的脉冲
在附图3、4、5中，一种脉冲电浮发生装置的结构包括处理池1、脉冲电源控制电路和电极块3。该发生装置脉冲电源有阳极输出线与阴极输出线，分别连接到处理池的接线柱上；处理池内的正极输入接线柱和负极输入接线柱分别与电极块连接。每一只电极块电极块由阴极钢丝网3-2、阳极石墨板3-4、电极块接线柱3-1和极间隔板3-3组成，阴极钢丝网的金属丝直径为0.3mm～0.5mm，钢丝网的网眼尺寸为1.5～3mm×1.5～3.5mm；阴极钢丝网和阳极石墨板间距为5mm～15mm。电极块在处理池内均匀排列并与水平面呈30°角倾斜放置。将电极块分组，每组包括四只电极块，根据处理量的大小可安设一组或几十组电极块。当该发生装置工作时，脉冲电源控制部分将380V或220V的交流电整流，输入到电极块上的直流电压为7～12V，每一组电极块通电顺序为1-4-2-3-1，每只电极块的通电时间为3～7秒；反应开始后，分别从阴极金属网和阳极石墨板上析出微小的氢气泡和氧气泡，微气泡上浮过程中粘附絮凝体和憎水性颗粒，整个处理过程大约15分钟～20分钟。
当该发生装置用于废水处理时，处理池容积可根据处理量设计，一组或多组电极块在处理池内均匀排列，输入到电极块上的直流电压为7V，每只电极块的通电时间为3秒，电极块的正、负极间的距离为5mm，每对电极块的有效通电面积为0.1m2，与水平面呈30°角倾斜放置。该发生装置用于处理餐饮废水时，化学需氧量减少率可达85％以上，较一般电浮装置的节电率达到64％，总运行成本为0.83元/立方米；该发生装置用于处理制革综合废水时，化学需氧量减少率可达70％左右，较一般电浮装置的节电率达到67％。
当该发生装置用于有用矿物的浮选时，处理池容积可根据处理量设计，一组或多组电极块在处理池内均匀排列，输入到电极块上的直流电压为12V，每只电极块的通电时间为7秒，电极块的正、负极间的距离为15mm，每对电极块的有效通电面积为0.1m2，与水平面呈30°角倾斜放置。
Claims (4)
1.一种脉冲电浮发生方法，其特征是步骤如下：
a)将电极块分组接线，每组包括四只电极块；
b)打开总电源，电源变压器将380V或220V的交流电变压、整流并输出；
c)打开污水入口阀门，污水注满处理池后关闭；
d)接通脉冲电浮发生装置电源：打开电源控制面板，按下开机开关(QAi)；
e)调整输入电压：将变压部分调整在7～12V优选范围内并稳定；
f)调整每只电极块的脉冲通电时间，优选调整范围为3～7秒之间；
g)电极块通电：按下运行开关(QA2)，每组电极中四只电极块按照1-4-2-3-1的顺序循环脉冲通电；
h)电浮反应开始，从阴极金属网和阳极石墨板上析出微小的氢气泡和氧气泡，微气泡上浮过程中粘附絮凝体和憎水性颗粒；
i)处理过程15分钟～20分钟。
2.一种根据权利要求1所述的脉冲电浮发生方法所涉及的脉冲电浮发生装置，包括脉冲电浮处理池(1)、脉冲电源控制电路和电极块(3)；其特征在于电极块由阴极钢丝网(3-2)、阳极石墨板(3-4)、电极块接线柱(3-1)和极间隔板(3-3)组成，阴极钢丝网的金属丝直径为0.3mm～0.5mm，钢丝网的网眼尺寸为1.5～3mm×1.5～3.5mm；阴极钢丝网和阳极石墨板间距为5mm～15mm；电极块在处理池内均匀排列并与水平面呈30°角倾斜放置，根据处理量的大小将电极块分若干组。
3.根据权利要求2所述的脉冲电浮发生装置，其特征在于当该发生装置用于废水处理时，电极块在处理池内均匀排列；输入到电极块上的直流电压为7V，每只电极块的通电时间为3秒，电极块的正、负极间的距离为5mm，每只电极块的有效通电面积为0.1m2，与水平面呈30°角倾斜放置。
4.根据权利要求2所述的脉冲发生装置，其特征在于当该发生装置用于有用矿物的浮选时，电极块在电浮处理池内均匀排列，输入到电极块上的电压为12V，每对电极块的通电时间为7秒，电极块的正、负极间的距离为15mm，每对电极块的有效通电面积为0.1m2，与水平面呈30°角倾斜放置。
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