CN103979649B - 循环式电吸附废水除磷装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种循环式电吸附废水除磷装置。它包括电吸附解吸系统、贮水贮液系统、循环系统，电吸附解吸系统包括电吸附解吸圆筒、阴极碳毡、阳极碳毡、环形喷液穿孔管、连接管、洗脱液进管、第一废水进管、排水管、第一排液管、水质检测器，贮水贮液系统包括贮水箱和贮液槽，贮液槽下设有贮水箱，贮水箱包括矩形贮水箱、第二废水进管、废水输送管，贮液槽包括贮液槽设矩形贮液槽、第二排液管，循环系统包括泵、贮水循环管、贮液循环管、电磁阀。本发明主要益处是：1)效率高，能耗低。2)不产生剩余污泥，可避免剩余污泥处理难题。3)环境友好，无二次污染。4)洗脱液重复利用，可节约成本，并可浓缩洗脱液中的磷浓度，便于磷资源回收。
Description
技术领域
本发明涉及电吸附废水除磷装置，尤其是一种循环式电吸附废水除磷装置。
背景技术
电吸附技术（Electro-Sorption Technology，EST）利用带电电极表面吸附水中离子及带电粒子这一特性去除水中污染物。将电吸附技术应用到废水处理领域，主要能量消耗在污染物粒子迁移上，电极本身不发生化学反应，无需高温或高压，能耗相对较低。电极再生时只需将储存的电能释放掉，不需任何化学药剂进行再生，可避免二次污染问题。一般情况下电吸附技术处理后得水率可达75％以上，甚至可达90％以上。电吸附技术是一种清洁节能的废水处理方法。
含磷废水排入水体将导致水体富营养化，破坏生态，影响工农业生产和人们日常生活。我国《污水综合排放标准》(GB8978—2002)规定，城市污水厂磷酸盐(以磷酸根计)一级A排放标准为0.5 mg/L，力图以此控制废水中磷的排放。磷是一种难再生资源，从废水中回收磷具有重要的现实意义。目前，废水除磷一般采用生物-化学除磷法，但该法可形成大量难以处理的剩余污泥，磷回收效率很低；过量投加药剂会增加处理成本，还会造成二次污染。
废水中的磷一般以正磷酸根（PO4 3-）形式存在，带负电。针对现有废水除磷技术的缺陷，本发明利用电吸附技术进行废水除磷，不仅不会产生化学污泥，从而避免二次污染，而且容易从洗脱液中回收磷。
发明内容
本发明的目的是克服现有生物-化学废水除磷技术的不足，提供一种循环式电吸附废水除磷装置。
循环式电吸附废水除磷装置包括电吸附解吸系统、贮水贮液系统、循环系统，电吸附解吸系统包括电吸附解吸圆筒、阴极碳毡、阳极碳毡、环形喷液穿孔管、连接管、洗脱液进管、第一废水进管、排水管、第一排液管、水质检测器，电吸附解吸圆筒从内到外交替安装圆筒形阴极碳毡和阳极碳毡，阴极碳毡和阳极碳毡上端分别设负极和正极接头，在电吸附解吸圆筒内的阴极碳毡和阳极碳毡之间设上、中、下三层环形喷液穿孔管，三层环形喷水穿孔管之间由连接管相连，连接管上端接洗脱液进管，洗脱液进管位于电吸附解吸圆筒顶部，电吸附解吸圆筒上部外侧设有第一废水进管，电吸附解吸圆筒底部外侧设有排水管，底部内侧设有第一排液管，第一排液管与矩形贮液槽顶部相连，电吸附解吸圆筒上部内侧第一废水进管下设有水质检测器；贮水贮液系统包括贮水箱和贮液槽，贮液槽下设有贮水箱，贮水箱包括矩形贮水箱、第二废水进管、废水输送管，贮液槽包括贮液槽设矩形贮液槽、第二排液管，矩形贮水箱上部外侧设有第二废水进管，底部外侧设有废水输送管，废水输送管与第一废水进管相接，矩形贮液槽底部外侧设有第二排液管；循环系统包括泵、贮水循环管、贮液循环管、电磁阀，矩形贮水箱上部通过贮水循环管与排水管相连，洗脱液进管通过贮液循环管与矩形贮液槽底部相连，排水管、废水输送管、贮水循环管、贮液循环管上均设有电磁阀，泵与贮液循环管相连。
所述的电吸附解吸圆筒为2个等大圆筒，贮水箱为大的矩形水箱，贮液槽为小的矩形水箱。
所述的电吸附解吸圆筒、矩形贮水箱与矩形贮液槽高度比为10:1:10~5:1:5，体积比为10:1:5~15:2:5。
所述的矩形贮水箱长宽高比为2:1:1~2:1:1.5，矩形贮液槽长宽高比为10:5:1~10:5:2。
所述的圆筒形阴极碳毡和阳极碳毡的间距5~10cm。
所述的环形喷液穿孔管上的孔与孔间距3~15cm，均匀分布，孔与竖直方向夹角45°。
与现有废水除磷方法相比，本发明主要有以下特点：1)效率高，能耗低。2)不产生剩余污泥，可避免剩余污泥处理难题。3) 环境友好，无二次污染。4)洗脱液重复利用，可节约成本，并可浓缩洗脱液中的磷浓度，便于磷资源回收。
附图说明
图1是循环式电吸附废水除磷装置结构示意图，
图2是循环式电吸附废水除磷装置电吸附解吸系统(A)俯视图。
具体实施方式
如图1、2所示，循环式电吸附废水除磷装置包括电吸附解吸系统A、贮水贮液系统B、循环系统C，电吸附解吸系统A包括电吸附解吸圆筒1、阴极碳毡2、阳极碳毡3、环形喷液穿孔管4、连接管5、洗脱液进管6、第一废水进管7、排水管8、第一排液管9、水质检测器10，电吸附解吸圆筒1从内到外交替安装圆筒形阴极碳毡2和阳极碳毡3，阴极碳毡2和阳极碳毡3上端分别设负极和正极接头，在电吸附解吸圆筒1内的阴极碳毡2和阳极碳毡3之间设上、中、下三层环形喷液穿孔管4，三层环形喷水穿孔管之间由连接管5相连，连接管5上端接洗脱液进管6，洗脱液进管6位于电吸附解吸圆筒顶部，电吸附解吸圆筒上部外侧设有第一废水进管7，电吸附解吸圆筒底部外侧设有排水管8，底部内侧设有第一排液管9，第一排液管9与矩形贮液槽14顶部相连，电吸附解吸圆筒上部内侧第一废水进管下设有水质检测器10；贮水贮液系统B包括贮水箱B1和贮液槽B2，贮液槽B2下设有贮水箱B1，贮水箱B1包括矩形贮水箱11、第二废水进管12、废水输送管13，贮液槽B2包括贮液槽设矩形贮液槽14、第二排液管15，矩形贮水箱11上部外侧设有第二废水进管12，底部外侧设有废水输送管13，废水输送管13与第一废水进管7相接，矩形贮液槽14底部外侧设有第二排液管15；循环系统C包括泵16、贮水循环管17、贮液循环管18、电磁阀19，矩形贮水箱11上部通过贮水循环管17与排水管8相连，洗脱液进管6通过贮液循环管18与矩形贮液槽14底部相连，排水管8、废水输送管13、贮水循环管17、贮液循环管18上均设有电磁阀19，泵16与贮液循环管18相连。
所述的电吸附解吸圆筒1为2个等大圆筒，贮水箱B1为大的矩形水箱，贮液槽B2为小的矩形水箱。
所述的电吸附解吸圆筒1、矩形贮水箱11与矩形贮液槽14高度比为10:1:10~5:1:5，体积比为10:1:5~15:2:5。
所述的矩形贮水箱11长宽高比为2:1:1~2:1:1.5，矩形贮液槽14长宽高比为10:5:1~10:5:2。
所述的圆筒形阴极碳毡2和阳极碳毡3的间距5~10cm。
所述的环形喷液穿孔管4上的孔与孔间距3~15cm，均匀分布，孔与竖直方向夹角45°。
本发明工作过程如下：
（1）电吸附除磷过程
废水通过第二废水进管12进入矩形贮水箱11贮存，由泵16通过废水输送管13送入其中一个电吸附解吸圆筒1。将正负电极通电进行废水吸附除磷，吸附时间控制在20~40s。用水质检测器10监测水质，若废水达标，则通过排水管8排出，若废水未达标，则开启电磁阀19，通过贮水循环管17回流至矩形贮水箱11。
（2）电极洗脱过程
待电吸附解吸圆筒1中水排尽时，使自来水通过洗脱液进管6进入连接管5，再经由环形喷液穿孔管4喷洒而下进行洗脱，洗脱液量为废水量的1/10~1/5，洗脱液通过第一排液管9排入矩形贮液槽14。若矩形贮液槽14洗脱液中的磷浓度未饱和，则将矩形贮液槽14中洗脱液通过贮液循环管18用泵16打入电吸附解吸圆筒1，若矩形贮液槽14中洗脱液浓度饱和，则通过第二排液管15排出，进行后续处理，同时输送自来水进行洗脱。
（3）循环过程
矩形贮水箱11与电吸附解吸圆筒1通过贮水循环管17进行废水循环，电吸附解吸圆筒1与矩形贮液槽14通过贮液循环管18进行洗脱液循环利用。在其中一个电吸附解吸圆筒1进行吸附时，另一个电吸附解吸圆筒1同时进行洗脱，两圆筒循环交替，可一直处理废水。
Claims (6)
1.一种循环式电吸附废水除磷装置，其特征在于：包括电吸附解吸系统(A)、贮水贮液系统(B)、循环系统(C)，电吸附解吸系统(A)包括电吸附解吸圆筒(1)、阴极碳毡(2)、阳极碳毡(3)、环形喷液穿孔管(4)、连接管(5)、洗脱液进管(6)、第一废水进管(7)、排水管(8)、第一排液管(9)、水质检测器(10)，电吸附解吸圆筒(1)从内到外交替安装圆筒形阴极碳毡(2)和阳极碳毡(3)，阴极碳毡(2)和阳极碳毡(3)上端分别设负极和正极接头，在电吸附解吸圆筒(1)内的阴极碳毡(2)和阳极碳毡(3)之间设上、中、下三层环形喷液穿孔管(4)，三层环形喷液穿孔管之间由连接管(5)相连，连接管(5)上端接洗脱液进管(6)，洗脱液进管(6)位于电吸附解吸圆筒顶部，电吸附解吸圆筒上部外侧设有第一废水进管(7)，电吸附解吸圆筒底部外侧设有排水管(8)，底部内侧设有第一排液管(9)，第一排液管(9)与矩形贮液槽(14)顶部相连，电吸附解吸圆筒上部内侧第一废水进管下设有水质检测器(10)；贮水贮液系统(B)包括贮水箱(B1)和贮液槽(B2)，贮液槽(B2)下设有贮水箱(B1)，贮水箱(B1)包括矩形贮水箱(11)、第二废水进管(12)、废水输送管(13)，贮液槽(B2)包括贮液槽设矩形贮液槽(14)、第二排液管(15)，矩形贮水箱(11)上部外侧设有第二废水进管(12)，底部外侧设有废水输送管(13)，废水输送管(13)与第一废水进管(7)相接，矩形贮液槽(14)底部外侧设有第二排液管(15)；循环系统(C)包括泵(16)、贮水循环管(17)、贮液循环管(18)、电磁阀(19)，矩形贮水箱(11)上部通过贮水循环管(17)与排水管(8)相连，洗脱液进管(6)通过贮液循环管(18)与矩形贮液槽(14)底部相连，排水管(8)、废水输送管(13)、贮水循环管(17)、贮液循环管(18)上均设有电磁阀(19)，泵(16)与贮液循环管(18)相连。
2.根据权利要求1所述的一种循环式电吸附废水除磷装置，其特征在于：所述的电吸附解吸圆筒(1)为2个等大圆筒，贮水箱(B1)为大的矩形水箱，贮液槽(B2)为小的矩形水箱。
3.根据权利要求1所述的一种循环式电吸附废水除磷装置，其特征在于：所述的电吸附解吸圆筒(1)、矩形贮水箱(11)与矩形贮液槽(14)高度比为10:1:10~5:1:5，体积比为10:1:5~15:2:5。
4.根据权利要求1所述的一种循环式电吸附废水除磷装置，其特征在于：所述的矩形贮水箱(11)长宽高比为2:1:1~2:1:1.5，矩形贮液槽(14)长宽高比为10:5:1~10:5:2。
5.根据权利要求1所述的一种循环式电吸附废水除磷装置，其特征在于：所述的圆筒形阴极碳毡(2)和阳极碳毡(3)的间距5~10cm。
6.根据权利要求1所述的一种循环式电吸附废水除磷装置，其特征在于：所述的环形喷液穿孔管(4)上的孔与孔间距3~15cm，均匀分布，孔与竖直方向夹角45°。
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