CN101891324A - 废水电解处理系统 - Google Patents

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Abstract

一种废水电解处理系统，属于电絮凝废水处理技术领域。包括废水集水池、盐水灌，其特征在于：还包括NaOH贮灌、电解箱、沉淀塔、污泥浓缩池，所述自来水分别通过进水输送管通入NaOH贮灌、盐水灌、电解箱内，所述电解箱的进口端通过管道与第一静态混合器出口相连接，电解箱的出口端通过管道与第二静态混合器进口相连接；所述废水集水池、盐水灌、NaOH贮灌通过各自的出液管与第一静态混合器进口相连接，所述NaOH贮灌还通过另一出液管与第二静态混合器进口相连接，所述第二静态混合器的出口通过输送管道与沉淀塔相连接，在沉淀塔上设置有出水口。本发明解决了现有技术中废水处理方式处理废水效果较差，达不到排放标准的问题，提供了一种废水电解处理系统。

Description

废水电解处理系统
技术领域
本发明涉及一种废水处理系统，特别是涉及一种利用电絮凝技术处理废水的废水电解处理系统。
背景技术
随着环境污染日趋严重，环境治理与保护已成为不容忽视的全球性问题。现代工业尤其是化工行业，容易产生大量工业废水，如果不及时有效处理，将会给环境带来巨大危害。但从水系统中分离出或除去污染物的难题已经成为困扰本领域多年的复杂问题。起初，水处理仅是简单地通过加入适于引起一些物质沉淀的材料、过滤、离子交换和其它方法来进行的。随着对干净水严格要求的不断提高，人们采用了化学絮凝方法。但是采用化学絮凝方法，存在以下缺点：1、形成的絮体较疏松、影响絮凝效果。2、所投入金属离子剂量较多，处理成本较高。3、只能产生絮凝作用，处理方式单一，废水处理效果较差。4进水水质发生变化时，处理效果易受影响，不易控制。5、投入金属离子是离散过程，可能导致再稳定现象，影响絮凝效果。6、金属离子以化合物形式加入，使出水阴离子含量大大增加。
目前电絮凝技术是当今世界最新一代污水处理技术。利用电化水反应原理，
外加电压产生电化学反应，把电能转化为化学能，对废水中的有机或无机污染物进行氧化及还原反应，进行凝聚、浮除将污染物从水体中分离，可以有效地去除废水中的COD、重金属、SS、油、磷酸盐等各种有害污染物；同时大大提高废水的可生化性。
发明内容
为了解决现有技术中废水处理方式处理废水效果较差，达不到排放标准的问题，本发明提供了一种废水电解处理系统，利用直流电进行溶液氧化还原反应，能一次去除各种污染物，装置紧凑、占地面积小、节省一次投资，易于实现自动化。
本发明的工作原理
(1)电解絮凝
利用可溶性电极如铁、铝，通直流电后，阳极失去电子，形成金属阳离子Fe2+、Al3+，经一系列水解、聚合及氧化过程，形成高活性的吸附絮凝基团，吸附能力极强，使水中的胶态杂质、悬浮杂质凝聚沉淀分离。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。其絮凝效果优于普通絮凝剂。
(2)电解氧化
在直流电场的作用下，废水中的各种污染物直接在电极板阳极失去电子而发生氧化反应，同时利用溶液中的电极电势较低的阴离子，如OH-、Cl-在阳极表面失去电子生成新的较强的氧化剂活性物质，如[O]、[OH]、ClO-等。这些活性物质氧化分解水中的BOD5、COD等。
(3)电解还原
废水在电解过程中，污染物中的阳离子首先在阴极得到电子，使得电解质中高价或低价金属阳离子在阴极得到电子直接被还原为低价阳离子或金属沉淀。
(4)电解气浮
电解气浮是对废水进行电解，水分子电离产生H+和OH-，在电场驱动下定向迁移，并在阴极板和阳极板表面分别析出氢气和氧气。新生成的气泡直径非常微小，约为10～30μm，且气泡的分散度高，作为载体粘附水中的悬浮固体而上浮，实现污染物杂质颗粒的去除。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种废水电解处理系统，包括废水集水池、盐水灌，其特征在于：还包括NaOH贮灌、电解箱、沉淀塔、污泥浓缩池、厢式压滤机和两个静态混合器，所述自来水分别通过进水输送管通入NaOH贮灌、盐水灌、电解箱内，所述电解箱的进口端通过管道与第一静态混合器出口相连接，电解箱的出口端通过管道与第二静态混合器进口相连接；所述废水集水池、盐水灌、NaOH贮灌通过各自的出液管与第一静态混合器进口相连接，所述NaOH贮灌还通过另一出液管与第二静态混合器进口相连接，所述第二静态混合器的出口通过输送管道与沉淀塔相连接，在沉淀塔上设置有出水口。
前述的一种废水电解处理系统，其特征在于：在沉淀塔的后部设置有与其相连接的污泥浓缩池，所述污泥浓缩池还通过管道与厢式压滤机连接。
前述的一种废水电解处理系统，其特征在于：在电解箱进口端和第一静态混合器出口之间设置有在线PH仪，在第二静态混合器出口与沉淀塔之间也设置有在线PH仪。
前述的一种废水电解处理系统，其特征在于：在电解箱旁设置有空气压缩机，空气压缩机通过气体输送管道将压缩空气输送入电解箱内，用于电解时空气搅拌。
前述的一种废水电解处理系统，其特征在于：在电解箱上设置有用于将电解后产生气体排出的风机。
前述的一种废水电解处理系统，其特征在于：在沉淀塔的出水口处设置有测量排出水内离子浓度的金属离子浓度仪。
前述的一种废水电解处理系统，其特征在于：在污泥浓缩池与厢式压滤机旁设置有空气压缩机，空气压缩机通过气体输送管道将压缩空气分别输送入污泥浓缩池与厢式压滤机内。
前述的一种废水电解处理系统，其特征在于：在厢式压滤机上设置有回水管，所述回水管与进水输送管相连接。
前述的一种废水电解处理系统，其特征在于：在电解箱上设置有清洗时使用的排放阀。
前述的一种废水电解处理系统，其特征在于：所述NaOH贮灌内盛放有浓度为15％的NaOH溶液。
本发明的有益效果是：
根据污水中污染物质的不同而选用不同的电解极板材料，产生强絮凝、强氧化、强还原、强气浮等作用。具有以下优点：1、絮体大而且密实，沉降性能好。2、电解处理时连续的非平衡过程，不会出现再稳定现象。3、产生的金属离子具有非常高的反应活性，从而降低了所需金属离子的剂量，处理成本较低。
4、不会增加出水中的杂质离子。5、同时具有絮凝、气浮、氧化、还原等多种废水处理方式，废水处理效果更好。6、设备紧凑，处理时间短，占地面积小，操作简单，易于实现自动化。
废水中的各类污染物质去除效果如下：
(1)油
本设备利用其强电场的作用可以使带电的乳化油微粒发生定向迁移，在电极板表面中和电核，实现油粒脱稳聚合。同时电解产生的高效絮凝基团破坏油滴的双电层结构，实现破乳的作用。
对油田采油污水、炼油厂含油污水、炼钢厂含油乳化液废水等，其去除率可达到90％以上，减少化学试剂添加，降低废水处理成本。
(2)COD
工业污水中的有机物种类繁多，成分也非常复杂，根据不同行业其有机物种类各不相同。本设备利用其高效絮凝作用、电场氧化作用、电气浮作用等协同作用，对于高浓度、难于生化降解类有机物均有较好的去除效果。
本设备对于COD的去除率根据不同行业的水质情况，去除率一般在30％-80％。
(3)浊度、悬浮物
本设备利用其高效的絮凝作用，对于水中浊度、悬浮物的去除率可达到90％以上。
(4)重金属离子
一般废水中重金属离子主要为：铬、铜、锰、砷、锌等。
本设备利用其高效的絮凝作用、氧化还原作用等，对于污水中的各类重金属离子去除率可达到90％以上。
(5)色度
色度一般是由有机物中发色官能团引起的，如印染、染料行业废水其色度非常高。本设备对于高色度水的去除有非常好的效果，其强氧化与强还原作用可以破坏有机物的发色官能团，降低水质的色度。本设备对于色度的去除率可达到80％。
(6)细菌、病毒
本设备利用极板间强电场作用和反应生成的强氧化性基团的氧化作用，去除杀灭水中的细菌和病毒，其去除率可达到80％以上。
(7)磷化物
可溶性极板受电化学作用析出的Fe2+氧化成Fe3+和磷酸根反应沉淀，达到除磷效果。
附图说明
图1是本发明废水电解处理系统结构示意图。
具体实施方式
本发明废水电解处理系统在各类行业排放废水中的应用。
1、在废水处理中的应用
电絮凝广泛地应用在废水处理的多种行业。例如石油化工废水，冷却循环水，油田废水，轮船舱底污水净化，港口集水区净化，矿业废水，电镀废水，洗车废水，漂染和纺织废水，造纸厂废水，制药厂废水，农业废水，屠宰场废水，食品和饮料厂废水，油漆染料、色素等废水，垃圾渗滤液废水理，木材处理废水，旅游风景区生活污水处理等。
用于处理含乳化油、重金属的废水；如电镀废水，造船厂废水等，可以克服化学法处理难以解决的问题，不仅有效去除电镀废水中重金属离子，而且可以降低水中含盐量，使处理后的水能重复循环使用于原工序。经本系统处理后的电镀废水可以达到以下的处理效果：Cr6+＜0.001，Ni2+＜0.005，Zn2+＜0.062。
本系统在处理高含油污水，含油乳胶、SS、有机物方面有独特的效果。可以广泛应用在石油化工、油漆染料、色素等废水、洗车废水、油田废水等领域。
本系统处理具有高COD、高色度、高含盐量，有机物难生化降解的废水，如染料废水，化工废水，炼油废水。国内外以往一般采用物化法和生物法的组合方式对其进行处理。但由于排水成分复杂，处理难度依然较大。随着电化学技术的发展，采用电凝法处理染料废水，具有设备小、占地少、运行管理简单、COD去除率高和脱色效果好等优点。
2、电镀废水(重金属离子、氰)处理中的应用
本系统在电镀废水处理及回用中，可以克服化学法处理难以解决的问题，不仅能有效去除电镀废水中重金属离子，而且可以降低水中含盐量，使处理后的水能重复循环使用于原工序。经处理后的电镀废水可以达到以下的处理效果：Cr6+＜0.001mg/L、Ni2+＜0.005mg/L、Zn2+＜0.062mg/L、CN-＜0.005mg/L。
3、染料(高色度)废水处理中的应用
染料废水具有高COD、高色度、高含盐量，有机物难生化降解等特点。国内外以往一般采用物化法和生物法的组合方式对其进行处理。但由于排水成分复杂，处理难度依然较大。随着电化学技术的发展，采用本系统处理染料废水，具有设备小、投资少、运行管理简单、COD去除率高和脱色效果好等优点。
4、造船厂废水处理中的应用
本系统在处理油乳胶、SS、有机物方面有独特的效果。可以广泛应用在石油化工、油漆染料、色素等废水、洗车废水、油田废水等领域。
5、处理其它行业废水时的主要技术指标参考：
通过下表可见处理其它行业废水时也有很好的效果。
Figure BSA00000195616100081
备注：所有测试结果都是以mg/l为单位
下面结合附图对本发明做进一步的描速
如图1所示，一种废水电解处理系统，包括废水集水池1、盐水灌2，NaOH贮灌3、电解箱4、沉淀塔7、污泥浓缩池8、厢式压滤机9、两个静态混合器和两个在线PH仪，在NaOH贮灌3内盛放有浓度为15％的NaOH溶液，在电解箱4上设置有排放阀17，长时间使用后，需要对电解箱4进行清洗，电解箱4清洗完毕后可利用排放阀17将清洗后的液体进行排放。自来水分别通过进水输送管通入盐水灌2、NaOH贮灌3、电解箱4内。电解箱4的进口端通过管道与第一静态混合器5出口相连接，电解箱4的出口端通过管道与第二静态混合器6进口相连接。废水集水池1、盐水灌2、NaOH贮灌3通过各自的出液管与第一静态混合器5进口相连接，NaOH贮灌3还通过另一出液管与第二静态混合器6进口相连接。第二静态混合器6的出口通过输送管道与沉淀塔7相连接，在沉淀塔7上设置有出水口，在出水口旁设置有金属离子浓度仪14，金属离子浓度仪14用来测量排出水内离子含量。在沉淀塔7的后部还设置有与其相连接的污泥浓缩池8，污泥浓缩池8通过管道与厢式压滤机9连接，这样沉淀塔7沉淀的污染物送进污泥浓缩池8进行再处理，最后通过厢式压滤机9进行过滤，可以更好的对废水进行处理，处理质量更高。在厢式压滤机9上可以设置有回水管16，回水管16与进水输送管相连接，这样排出的水可以在通入该系统中进行循环处理。
同时为了更好的观测进出水PH值，在电解箱4进口端和第一静态混合器5出口之间设置有在线PH仪10，在第二静态混合器6出口与沉淀塔7之间设置有在线PH仪11。在电解箱4旁设置有空气压缩机12，空气压缩机12通过气体输送管道将压缩空气输送入电解箱4内，用于废水电解时空气搅拌。在电解箱4上设置有风机13，风机13将废水电解产生的气体排出。在污泥浓缩池8与厢式压滤机9旁设置有空气压缩机15，空气压缩机15通过气体输送管道将压缩空气分别输送入污泥浓缩池8与厢式压滤机9内。压缩空气通入污泥浓缩池8用于搅拌污泥，压缩空气通入厢式压滤机9内用于污泥饼脱水。
本发明电解箱4采用增强PVC板外壳，耐腐，韧性好，可塑性强，根据废水水量、工艺要求定制。电解箱4的电极采用可溶性铁、铝板(根据废水性质选择电极材料)，每个电解箱4由四个隔室组成，每个隔室由N片电极串联，废水由耐腐泵均恒注入装置，在额定直流电作用下，通过每组隔室.在线PH仪10调整废水PH值，使废水在适当范围。根据废水导电率从盐水灌2中适量加入稀盐水提高电导率，降低直流电压，节约能耗。
本发明废水电解处理系统具有以下特点
1、投资、运行费用低。(电耗约0.15-0.5度/吨水)
2、无需添加化学药剂。
3、占地面积小，操作简单。
4、适应废水范围广，处理多种污染物，处理效率高。
5、产生污泥量少，污泥密度高，易沉淀。
显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种废水电解处理系统，包括废水集水池、盐水灌，其特征在于：还包括NaOH贮灌、电解箱、沉淀塔、污泥浓缩池、厢式压滤机和两个静态混合器，所述自来水分别通过进水输送管通入NaOH贮灌、盐水灌、电解箱内，所述电解箱的进口端通过管道与第一静态混合器出口相连接，电解箱的出口端通过管道与第二静态混合器进口相连接；所述废水集水池、盐水灌、NaOH贮灌通过各自的出液管与第一静态混合器进口相连接，所述NaOH贮灌还通过另一出液管与第二静态混合器进口相连接，所述第二静态混合器的出口通过输送管道与沉淀塔相连接，在沉淀塔上设置有出水口。
2.根据权利要求1所述的一种废水电解处理系统，其特征在于：在沉淀塔的后部设置有与其相连接的污泥浓缩池，所述污泥浓缩池还通过管道与厢式压滤机连接。
3.根据权利要求2所述的一种废水电解处理系统，其特征在于：在电解箱进口端和第一静态混合器出口之间设置有在线PH仪，在第二静态混合器出口与沉淀塔之间也设置有在线PH仪。
4.根据权利要求3所述的一种废水电解处理系统，其特征在于：在电解箱旁设置有空气压缩机，空气压缩机通过气体输送管道将压缩空气输送入电解箱内，用于电解时空气搅拌。
5.根据权利要求4所述的一种废水电解处理系统，其特征在于：在电解箱上设置有用于将电解后产生气体排出的风机。
6.根据权利要求5所述的一种废水电解处理系统，其特征在于：在沉淀塔的出水口处设置有测量排出水内离子浓度的金属离子浓度仪。
7.根据权利要求6所述的一种废水电解处理系统，其特征在于：在污泥浓缩池与厢式压滤机旁设置有空气压缩机，空气压缩机通过气体输送管道将压缩空气分别输送入污泥浓缩池与厢式压滤机内。
8.根据权利要求7所述的一种废水电解处理系统，其特征在于：在厢式压滤机上设置有回水管，所述回水管与进水输送管相连接。
9.根据权利要求8所述的一种废水电解处理系统，其特征在于：在电解箱上设置有清洗时使用的排放阀。
10.根据权利要求9所述的一种废水电解处理系统，其特征在于：所述NaOH贮灌内盛放有浓度为15％的NaOH溶液。
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