CN102161517A

CN102161517A - 有机废水活性炭纤维吸附装置及脱附装置

Info

Publication number: CN102161517A
Application number: CN 201110071740
Authority: CN
Inventors: 王艳; 丁桂甫; 孙舒婧; 陆闻静
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2010-04-09
Filing date: 2010-04-09
Publication date: 2011-08-24

Abstract

一种废水处理技术领域的有机废水活性炭纤维吸附装置及脱附装置，包括：基于可拆卸式滤芯的活性炭纤维吸附装置，包括：可拆卸式滤芯、吸附槽、水泵和储水槽，其中：可拆卸式滤芯活动设置于吸附槽内，吸附槽的入口、出口、水泵以及储水槽依次连通，可拆卸式滤芯正对于吸附槽的入口下方以及吸附槽的出口上方；本发明另有基于可拆卸式滤芯的活性炭纤维吸附装置，包括：电化学脱附框架、电化学脱附槽、电极引线、外围电源和电解液，其中：电化学框架置于电化学脱附槽内，其间充满电解液，电极引线的两端分别与电化学脱附框架和外围电源相连。本发明通过简单的结构尽可能延长了吸附物的使用寿命，同时避免了水体二次污染。

Description

有机废水活性炭纤维吸附装置及脱附装置

技术领域

本发明涉及的是一种废水净化处理技术领域的装置，具体是一种基于可拆卸式滤芯的有机废水活性炭纤维吸附装置及脱附装置。

背景技术

活性炭纤维具有非常大的比表面积及很强的吸附、脱色及除异味性能，与活性炭相比，活性炭纤维具有连续的吸附界面，作为循环净化系统的吸附介质，更便于收集处理。另一方面，活性炭和活性炭纤维吸附有机污染物饱和后均不具备自再生能力，传统的活性炭再生需要采用专用设备，基于高温氧化的原理，工艺复杂，损耗率高，而活性炭纤维的吸附污染物脱附，由于其具备连续的界面更易于采用电化学脱附的方法，界面效率高，易于操作实施。

经过对现有技术的检索发现：周明华等人在《活性炭吸附-电化学高级氧化再生法处理难降解有机污染物》，科学通报，(2005，p303-304)中记载了一种针对于难降解有机污染物的活性炭吸附-电化学高级氧化再生方法及装置，该系统首先将有机污染物通过活性炭流化床快速吸附，然后通过床内特制的电化学装置使得转移到活性炭上的有机污染物降解，实现活性炭现场高效再生。

尽管上述技术实现了基于活性炭原位吸附再生的难降解有机污染物净化过程，但是颗粒状的活性炭在电化学处理过程中仍然作为吸附介质，而污染物的氧化反应主要集中在阳极界面，因此吸附污染物氧化反应存在反应介质迁移富集的过程，会影响电解效率；此外对于难降解有机污染物，电化学阳极氧化并不能完全适用，氧化反应可能会产生二次污染物，而对于原位活性炭再生系统，会直接造成水体的二次污染。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种有机废水活性炭纤维吸附装置及脱附装置，通过简单的结构尽可能延长了吸附物的使用寿命，同时避免了水体二次污染。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于可拆卸式滤芯的活性炭纤维吸附装置，包括：可拆卸式滤芯、吸附槽、水泵和储水槽，其中：可拆卸式滤芯活动设置于吸附槽内，吸附槽的入口、出口、水泵以及储水槽依次连通，可拆卸式滤芯正对于吸附槽的入口下方以及吸附槽的出口上方；

所述的可拆卸式滤芯包括：活性炭纤维、滤网支架和紧固部件，其中：滤网支架和紧固部件活动连接，紧固部件的一端固定设置于吸附槽内，活性炭纤维置于滤网支架上。

所述的滤网支架包括顶盖和与之活动连接的底盖，其中：活性炭纤维活动设置于顶盖和底盖之间，顶盖和底盖均为镂空结构。

所述的顶盖上设有进水通道，所述的底盖上设有若干环状的出水通道，进水通道分别与紧固部件和出水通道相连通。

本发明还涉及一种基于可拆卸式滤芯的活性炭纤维电化学脱附装置，包括：电化学脱附框架、电化学脱附槽、电极引线、外围电源和电解液，其中：电化学框架置于电化学脱附槽内，其间充满电解液，电极引线的两端分别与电化学脱附框架和外围电源相连。

所述的电化学脱附框架用以实现活性炭纤维的电化学脱附，包括：活性炭纤维、绝缘层支架和钛网电极，其中：绝缘层支架设置于活性炭纤维和钛网电极之间，钛网电极和活性炭纤维分别作为阴阳两极，通过引线与外围电源接通通电后实现活性炭纤维脱附。

所述的绝缘支架内部为镂空结构以确保电解液流过。

所述的钛网电极作为电化学脱附处理中的阴极，具体为钛金属丝网或带孔钛金属板。

所述的电化学脱附槽为进行活性炭纤维电化学脱附处理的容器，内部放置电化学脱附框架及电解液。

所述的电解液为根据有机污染物成分配制的具有可以使有机污染物成分可以完全降解，而自身电解又不产生二次有害污染的溶液。

本发明装配活性炭纤维、滤网支架、支撑部件和紧固部件组成可拆卸式滤芯，将可拆卸式滤芯与吸附槽通过管路装配密封，并与外围水泵、储水槽及进出水管路连接，形成进出水通路；在储水槽中启动水泵，使有机废水通过滤芯进行过滤，通过水泵关停来控制循环次数，保证吸附质量；打开吸附槽，松动紧固部件取出活性炭纤维和滤网支架，准备绝缘支架和钛网电极，装配电化学脱附框架，将装配好的电化学脱附框架放入脱附槽中，加入电解液，在钛网电极和活性炭纤维上引出电极引线，与外围电源连接，通电进行电化学脱附；对完成电化学脱附的活性炭纤维进行清洗和烘干处理，准备下一次使用。

本发明的有益效果是，活性炭纤维作为吸附介质，提供了简单易操作的连续界面吸附介质，与可拆卸式滤芯相结合，可以实现过滤介质的简易更换和操作。结合活性炭纤维、绝缘支架及钛网电极借助电化学脱附方法进行活性炭纤维脱附，首先通过绝缘支架可以实现较近的阴阳电极工作距离可以有效提高电化学脱附效率，其次脱附槽与废水净化系统分离，可以避免原位电化学脱附产生二次生成物对水体的二次污染，最后采用分离脱附槽进行电化学脱附，还可以根据实际污染物情况进行配套的化学脱附处理，由于分离脱附槽体积将远小于吸附槽体积，与原位电化学脱附相比，处理的成本和能耗都将大大降低。

附图说明

图1为实施例1活性炭纤维吸附装置示意图；

其中：图1a为立体示意图，图1b为侧视图。

图2为实施例1可拆卸滤芯拆卸方法示意图；

其中：图2a为滤网支架示意图，图2b为紧固部件示意图，图2c为吸附槽侧视图。

图3为实施例1活性炭纤维电化学脱附装置示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1和图2所示，为本实施例涉及一种基于可拆卸式滤芯的活性炭纤维吸附装置，包括：可拆卸式滤芯1、吸附槽2、水泵3和储水槽4，其中：可拆卸式滤芯1活动设置于吸附槽2内，吸附槽2的入口、出口、水泵3以及储水槽4依次连通，可拆卸式滤芯1正对于吸附槽2的入口下方以及吸附槽2的出口上方。

所述的可拆卸式滤芯1包括：活性炭纤维5、滤网支架6和紧固部件7，其中：滤网支架6和紧固部件7活动连接，紧固部件7的一端固定设置于吸附槽2内，活性炭纤维5置于滤网支架6上。

所述的滤网支架6包括顶盖8和与之活动连接的底盖9，其中：活性炭纤维5活动设置于顶盖8和底盖9之间，顶盖8和底盖9均为镂空结构。

所述的顶盖8上设有进水通道10，所述的底盖9上设有若干环状的出水通道11，进水通道10分别与紧固部件7和出水通道11相连通。

如图3所示，为本实施例涉及一种基于可拆卸式滤芯的活性炭纤维电化学脱附装置，包括：电化学脱附框架12、电化学脱附槽13、电极引线14、外围电源15和电解液16，其中：电化学框架置于电化学脱附槽内，其间充满电解液16，电极引线14的两端分别与电化学脱附框架12和外围电源15相连。

所述的电化学脱附框架12用以实现活性炭纤维5的电化学脱附，包括活性炭纤维5、钛网电极17和绝缘层支架18，其中：绝缘层支架18用以活性炭纤维5和钛网电极17间的绝缘，绝缘支架厚度确定了电化学脱附中的阴阳电极间距，且绝缘支架内部为镂空结构以确保电解液流过。

所述的钛网电极17和活性炭纤维5分别作为阴阳两极，通过引线14与外围电源15接通通电后实现活性炭纤维5脱附。

所述的钛网电极17作为电化学脱附处理中的阴极，可以是编织的钛金属丝网，也可以是具有孔结构的钛金属板。

所述的电化学脱附槽13为进行活性炭纤维电化学脱附处理的容器，内部放置电化学脱附框架12及电解液16，其尺寸和形状均由电化学脱附框架和所需电解液的用量来决定。

所述的电解液16为根据有机污染物成分配制的具有可以使有机污染物成分可以完全降解，而自身电解又不产生二次有害污染的溶液。

本实施例通过以下步骤实现废水处理：如图1所示，首先将待处理的废水置入储水槽4，启动水泵3，废水经由水泵3作用从储水槽4经下方的连接管路进入吸附槽2，后废水经历在可拆卸式滤芯1部分的吸附过程，从上方的连接管路进入储水槽4完成一次吸附循环。

废水经多次循环吸附后，关闭水泵3，打开可拆卸式滤芯1下方的紧固部件7，取出活性炭纤维5，将活性炭纤维5、绝缘层支架18以及钛网电极17以层叠方式固定，然后在绝缘层支架18和钛网电极17上引出电极引线14，形成一个电化学脱附框架12。在电化学脱附槽13中加入电解液16，将一个或多个电化学脱附框架12放入到电化学脱附槽13中，将电极引线14连接到电源15上通电进行电化学脱附处理。最后将活性炭纤维5从电化学脱附框架12中取出，进行清洁和干燥处理后即可重新装配成可拆卸式滤芯1进行废水的吸附循环处理。

采用活性炭纤维作为吸附介质，并配合可拆卸式滤芯，可以根据需要添加吸附介质的量，同时可以简易的实现吸附介质的原位吸附与异位脱附处理，避免了常用颗粒状吸附介质难于收集，及原位电化学脱附可能对水体造成的二次污染，与常用分散于水体中进行吸附的吸附介质形式相比而言，以循环形式使活性炭纤维介质成为水体流动中必经通道的形式，还会较大的提高吸附效率。于此同时，采用电化学框架进行活性炭纤维电化学脱附，绝缘层支架保证了较小的阴阳极间距离，并以活性炭纤维直接作为阳极进行处理，大大提高了电化学脱附的效率。而使用活性炭纤维作为吸附介质，使得上述这种循环高效吸附和拆卸式体外电化学脱附协同的装置因活性炭纤维本身的连续界面形式而得以实现，循环吸附和体外电化学脱附将为较大规模的有机物污染水体提供高效的净化模式。

Claims

1.一种基于可拆卸式滤芯的活性炭纤维脱附装置，其特征在于，包括：电化学脱附框架、电化学脱附槽、电极引线、外围电源和电解液，其中：电化学框架置于电化学脱附槽内，其间充满电解液，电极引线的两端分别与电化学脱附框架和外围电源相连。

2.根据权利要求1所述的基于可拆卸式滤芯的活性炭纤维脱附装置，其特征是，所述的电化学脱附框架包括：活性炭纤维、绝缘层支架和钛网电极，其中：绝缘层支架设置于活性炭纤维和钛网电极之间，钛网电极和活性炭纤维分别作为阴阳两极，通过引线与外围电源接通通电后实现活性炭纤维脱附。

3.根据权利要求2所述的基于可拆卸式滤芯的活性炭纤维脱附装置，其特征是，所述的绝缘支架内部为镂空结构。

4.根据权利要求2所述的基于可拆卸式滤芯的活性炭纤维脱附装置，其特征是，所述的钛网电极作为电化学脱附处理中的阴极。

5.根据权利要求2或4所述的基于可拆卸式滤芯的活性炭纤维脱附装置，其特征是，所述的钛网电极为钛金属丝网或带孔钛金属板。