CN101875522A - 电絮凝-电气浮净化洗浴及洗衣废水的分级回用装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电絮凝-电气浮净化洗浴及洗衣废水的分级回用装置，其特征是设置集水槽的出水通过三通一路作为前端出水直接输出，另一路串接文丘里管，文丘里管的出水口接电解槽，文丘里管的喉管与带有滤罩的进气管连通；设置电解槽为铁促双阳极氧化单元，是以Ti/SnO₂阳极和Fe阳极分处在阴极的两侧构成组合阳极，阴极采用空气扩散电极；在电解槽的出水口串联设置两级过滤单元，在两级过滤单元的一级过滤室上设置一级出水阀；在两级过滤单元的二级过滤室上设置二级出水阀。本发明能有效减少或去除洗浴/洗衣废水中的表面活性剂及其他有机污染物，使得洗浴/洗衣废水得到分级回用。

Description

电絮凝-电气浮净化洗浴及洗衣废水的分级回用装置

技术领域

本发明涉及洗浴及洗衣废水的净化回用装置，具体地说是一种采用电絮凝-电气浮净化回用洗浴及洗衣废水的方法及装置。

背景技术

水资源匮乏已是不争的实事，循环利用可以有效节水，但需要行之有效的废水处理方法。

水处理现状：

电化学水处理是一种高级氧化技术，利用外加电场，在电化学反应器内，通过电化学过程或物理过程，达到去除废水中污染物或回收有用物质的目的。电化学方法处理废水具有独到之处，如：可与其他技术灵活组合，无需添加氧化剂、絮凝剂等化学药品，其设备体积小、占地面积少、操作简便灵活、投资少，是目前国内外水污染控制领域研究的热点。

电絮凝-电气浮为电化学水处理技术中的一种，是电解、絮凝和气浮的结合，在外电压作用下，利用可溶性阳极(铁或铝)产生大量阳离子，再经水解、聚合及亚铁的氧化过程，发展成为各种羟基络合物、多核羟基络合物以至氢氧化物，使废水中的胶态杂质、悬浮杂质通过凝聚沉淀而分离。与此同时，带电的污染物颗粒在电场中泳动，其部分电荷被电极中和而促使其脱稳聚沉。而且，电解反应过程中，在阴极和惰性阳极上分别析出氢气和氧气，产生直径很小(约为8～15mm)、分散度很高的气泡，作为载体吸附系统中的胶体微粒及悬浮固体上浮，在水面形成泡漠层，用机械方法加以去除，达到分离污染物的目的。

废水进行电絮凝-电气浮处理时，不仅对胶态杂质及悬浮杂质有凝聚去除作用，而且由于阳极的氧化作用和阴极的还原作用，能去除水中多种污染物。目前，这一领域中研究较多的是铁促双阳极氧化，即铁阳极与惰性电极联合作用，其反应机理主要有：

(1)惰性阳极氧化；(2)·OH氧化；(3)电絮凝；(4)Fe(OH)₃吸附。有机物在惰性阳极被氧化降解，同时有部分氧气析出。

有机物-ne(惰性阳极)→降解产物

2H₂O-4e(惰性阳极)→O₂+4H⁺

惰性阳极析出的氧气和空气中的氧气在不锈钢阴极被还原为过氧化氢(阳极析出氧得到利用)，产生的过氧化氢在可溶性Fe阳极附近被Fe阳极产生的二价铁还原为氢氧自由基(Fention试剂反应)。

不锈钢阴极：2H₂O+O₂+2e→2H₂O₂

铁阳极：2Fe-2e→Fe²⁺

溶液中：H₂O₂+Fe²⁺+2H⁺→Fe³⁺+2·OH+H₂O

        ·OH+有机物→降解产物

        Fe³⁺+3H₂O→Fe(OH)₃+3H⁺

Fe²⁺及其水解聚合产物发挥吸附电中和作用、吸附架桥和网捕作用，与此同时，电极表面释放出的微小气泡的混合作用则加速了颗粒的碰撞过程，有助于迅速去除废水中的胶体化合物。氢氧自由基具有非常强的氧化活性，对大多数有机污染物有氧化作用。目前该技术主要用于工业废水的处理。

对于洗浴和洗衣废水的回用，已经技术中由于未经深度处理，极大地限制了其回用的形式，仅仅是作为冲厕用水。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种电絮凝-电气浮净化洗浴及洗衣废水的分级回用装置，以期提高家庭废水的回用效率，扩大家庭回用水的应用范围，减缓水污染所造成的环境压力，同时实现水资源的有效循环利用，减少用水费用开支。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明电絮凝-电气浮净化洗浴及洗衣废水的分级回用装置的结构特点是设置集水槽的出水通过三通一路作为前端出水直接输出，另一路串接文丘里管，所述文丘里管的出水口接电解槽，文丘里管的喉管与带有滤罩的进气管连通；设置所述电解槽为铁促双阳极氧化单元，是以Ti/SnO₂阳极和Fe阳极分处在阴极的两侧构成组合阳极，所述阴极采用空气扩散电极；在所述电解槽的出水口串联设置两级过滤单元，在所述两级过滤单元的一级过滤室上设置一级出水阀；在所述两级过滤单元的二级过滤室上设置二级出水阀。

本发明电絮凝-电气浮净化洗浴及洗衣废水的分级回用装置的结构特点也在于：

在所述一级过滤室中填充有微孔筛网，用以滤除电解槽出水中的絮体，所述一级出水阀设置在一级过滤室的下部。

在所述二级过滤室中，下部为大粒径青石子，上部为石英砂，用于滤除悬浮物及微小絮体，所述一级过滤室与二级过滤室在下部形成连通，所述二级出水阀设置在二级过滤室的上部。

在所述一级过滤室和二级过滤室的下部连通位置上，设置回流挡板，阻止水流回流。

由于洗浴和洗衣废水中含有一定量的Cl^-，惰性阳极同时发生如下反应：

2Cl^-→Cl₂+2e

Cl₂+H₂O→HClO+H⁺+Cl^-

HClO→H⁺+ClO^-

Cl^-的间接氧化作用，可有效降解废水中溶解性有机物和还原性无机物。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明设置三通分离水路，可满足不同功能用水的需求；

2、本发明设置铁促双阳极氧化单元，实现了阳极氧化和电芬顿试剂Fenton氧化的一体化；

3、本发明中氧气在空气扩散电极的内部发生还原反应，生成大量的H₂O₂，提高了对废水有较好的处理效果的·OH的浓度；

4、本发明中文丘里管的设置可以提高水中的含氧量和空气含量，有利于·OH的生成及电气浮处理效果的强化；

5、本发明在过滤室采用二级过滤，并设置回流挡板，有效实现不同功能用水的分离。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图中标号：1集水槽、2出水滤网、3三通、4前端出水阀、5便器水箱、6便器、7电解槽上水阀、8文丘里管、9滤罩、10电解槽、11直流电源、12为Ti/SnO₂阳极、13为Fe阳极、14阴极、15电解槽出水阀、16过滤室、17一级过滤室、18二级过滤室、19回流挡板、20污泥斗、21一级出水阀、22二级出水阀、23电解槽排污阀、24二级过滤室排污阀。

具体实施方式

参见图1，在集水槽1中设置出水滤网2，用于除去毛发及较大悬浮物；集水槽1的出水通过三通3一路作为前端出水直接输出，比如，直接接入便器水箱5的上水水路，用于冲洗便器6；三通3的另一路串接文丘里管8，文丘里管8的出水口接电解槽10，文丘里管8的喉管与带有滤罩9的进气管连通，这一结构形式一方面提高水中的含氧量，有利于·OH的生成；另一方面提高了水中的空气含量，强化了电气浮的处理效果。

设置电解槽10为铁促双阳极氧化单元，是以Ti/SnO₂阳极12和Fe阳极13分处在阴极的两侧构成组合阳极，实现了阳极氧化和电芬顿试剂氧化的一体化；阴极采用空气扩散电极14，空气扩散电极14是一种广泛应用在空气-金属电池中的优良电极，氧气可以在其内部发生还原反应，生成大量的H₂O₂，从而可以提高溶液中·OH的浓度，增强系统氧化性；在电解槽10的出水口串联设置两级过滤单元16，在两级过滤单元16的一级过滤室17上设置一级出水阀21；在两级过滤单元16的二级过滤室18上设置二级出水阀22。

具体实施中，在一级过滤室17中填充有微孔筛网，用以滤除电解槽10出水中极大的絮体，一级出水阀21设置在一级过滤室17的下部。

在二级过滤室18中，下部为大粒径青石子，上部为石英砂，用于滤除悬浮物及微小絮体，一级过滤室17与二级过滤室18在下部形成连通，二级出水阀22设置在二级过滤室18的上部。

图1所示，在一级过滤室17和二级过滤室18的下部连通位置上，设置回流挡板19，阻止水流回流，有效实现不同功能用水的分离。

当电解槽10中的水位达到设定高度时，打开直流电源11，进行电絮凝-电气浮反应。反应过程中产生的较大絮体，其在重力作用下，沉入电解槽10底部的污泥斗中，由电解槽排污阀23控制的排泥管排出；废水中的表面活性剂及部分微小絮体粘附在电解过程产生的气泡上，上浮至电解槽10表面，机械清除。

在按设定的时间完成电解反应后，打开电解槽出水阀15，电解槽10中的水排入两级过滤单元16。一级过滤室17的微孔筛网可以滤除水中未被沉淀的较大絮体，经过滤的水在一级出水阀21中控制排出；为了满足更高功能用水的需求，一级过滤室17中的出水流入二级过滤室18，经二级过滤室18中的石英砂过滤后去除少量不易沉淀的悬浮物及微小絮体，二级过滤室的过滤出水在二级出水阀22中出水。

污泥斗20中的污泥可在二级过滤室18的水位差作用下，经二级排污阀24控制排出，与此同时，二级过滤室18上部较清的水对污泥斗20起到了冲洗的作用。

Claims (4)

1.电絮凝-电气浮净化洗浴及洗衣废水的分级回用装置，其特征是：

设置集水槽(1)的出水通过三通(3)一路作为前端出水直接输出，另一路串接文丘里管(8)，所述文丘里管(8)的出水口接电解槽(10)，文丘里管(8)的喉管与带有滤罩(9)的进气管连通；设置所述电解槽(10)为铁促双阳极氧化单元，是以Ti/SnO₂阳极(12)和Fe阳极(13)分处在阴极的两侧构成组合阳极，所述阴极采用空气扩散电极(14)；在所述电解槽(10)的出水口串联设置两级过滤单元(16)，在所述两级过滤单元(16)的一级过滤室(17)上设置一级出水阀(21)；在所述两级过滤单元(16)的二级过滤室(18)上设置二级出水阀(22)。

2.根据权利要求1所述的电絮凝-电气浮净化洗浴及洗衣废水的分级回用装置，其特征是在所述一级过滤室(17)中填充有微孔筛网，用以滤除电解槽(10)出水中的絮体，所述一级出水阀(21)设置在一级过滤室(17)的下部。

3.根据权利要求2所述的电絮凝-电气浮净化洗浴及洗衣废水的分级回用装置，其特征是在所述二级过滤室(18)中，下部为大粒径青石子，上部为石英砂，用于滤除悬浮物及微小絮体，所述一级过滤室(17)与二级过滤室(18)在下部形成连通，所述二级出水阀(22)设置在二级过滤室(18)的上部。

4.根据权利要求3所述的电絮凝-电气浮净化洗浴及洗衣废水的分级回用装置，其特征是在所述一级过滤室(17)和二级过滤室(18)的下部连通位置上，设置回流挡板(19)，阻止水流回流。

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