CN104192954A - 一种电絮凝废水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电絮凝废水处理装置，其管道是多段式，每段管道的上游端设置检测阀、下游端设置加药阀，以实现任何管段都可以加入药剂，并可以在不同管段不同流程加入不同的药剂，以满足处理需要；其次，该电絮凝废水处理装置的各段管道均有阳极和阴极，阴阳电极以管道的形式存在，并在外套设防漏胶管，以提供封闭的反应空间，产生的有害气体不会逸散，易于控制，反应全面，组合方便；再者，由于电絮凝废水处理装置的出水口处设置加压阀，配合各段管道内密封的环境，从而可以对气体加压，使气体溶解度更高，处理效果更好；总之采用该电絮凝废水处理装置可使污水处理效果大幅提高，缩短反应时间。

Description

一种电絮凝废水处理装置

技术领域

本发明涉及废水处理领域技术，尤其是指一种管式电化学装置在废水处理的新应用。

背景技术

目前电镀重金属废水回用前处理的有以下集中传统方法：

1、沉淀法：即通过加入化学品形成金属氧化物沉淀或金属氧化物在生成的沉淀物上共沉淀，从而达到去除重金属离子的目的。该法在一定程度上存在处理后出水难达标，泥渣沉降缓慢且脱水困难等缺点。

2、吸附法：通过即使金属离子与吸附剂中的离子或官能团交换而被吸附在吸附剂上除去。该法的不足有：有些吸附剂容量低，难再生，重复利用次数少。

3、离子交换法：通过例子交换树脂在一定条件下去除重金属氧化物。该法的缺点有：对废水水质要求严格，成本高。

4、膜分离法：膜分离法是利用具有选择性能的薄膜，在外力的推动下对混合物进行分离、提纯、浓缩的一种分离的新方法。该法处理重金属废水的技术还不成熟，有待进一步研究。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种电絮凝废水处理装置，其可以分段加药、易于控制反应物浓度，使污水处理效果大幅提高，缩短反应时间。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种电絮凝废水处理装置，由多段管道迂回串接组成，于首段管道的进水口处安装进水阀，于末段管道的出水口处安装加压阀，中间的任一段管道与其上一段管道的接头处安装检测阀、与其下一段管道的接头处安装加药阀；并且每段管道均包括用于电催化的阳极和阴极，该阴极呈管状，于阴极的内部形成管腔；该阳极呈棒状或管状，阳极由数个支撑架支撑于阴极的管腔中心，并且该阴极外套有可避免管道漏气的防漏胶管。

作为一种优选的方案，所述电絮凝废水处理装置的管道至少有两排。

作为一种优选的方案，各排管道以串联相接的方式前后并列设置，前排管道的首段管道设于下方，末段管道设于上方，中间管道依次增加高度向上串接安装；所述后排管道的首段管道设于上方，末段管道设于下方，中间管道依次降低高度向下串接安装；该前排管道的末段管道与后排管道的首段管道之间串联相接。

作为一种优选的方案，各排管道以并联相接的方式前后并列设置，各排管道的首段管道均设于下方，末段管道均设于上方，中间管道均依次增加高度向上串接安装；各排管道的首段管道汇合相接于进水阀，各排管道的末段管道汇合相接于加压阀。

作为一种优选的方案，所述电絮凝废水处理装置的各段管道安装在支架上，该各段管道与支架之间通过螺丝固定。

作为一种优选的方案，所述支撑架包括一环状体以及由该环状体向外辐射形成的多个支撑凸肋，该阳极穿设于环状体所形成的环形圈内，各支撑凸肋接触阴极管的内壁面、并与阴极管的内壁面之间形成多个可促使水流形成涡流的水流通道。

作为一种优选的方案，所述阳极和阴极之间配设有4个支撑架，各支撑架分别支撑于该阳极的两端以及中部，各支撑架具有5个支撑凸肋，相邻两支撑凸肋之间形成弧形凹槽，弧形凹槽与阴极管腔内壁面之间围合形成所述水流通道。

作为一种优选的方案，所述防漏胶管的两端分别安装一进水接头和一出水接头，该进、出水接头与防漏胶管的两端密封相接；该进水接头具有一进水端连接管体以及一与该进水端连接管体呈T字排布的进水口；该出水接头具有一出水端连接管体以及一与该出水端连接管体呈T字排布的出水口，该进水口、阴极管腔以及出水口相通。

作为一种优选的方案，所述进水接头的端部安装有第一密封塞，该第一密封塞的中心具有一供阳极端部穿过的第一通孔；所述出水接头的端部安装有第二密封塞，该第二密封塞的中心具有一供阴极端部穿过的第二通孔。

作为一种优选的方案，所述支撑架为绝缘材料。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，将电絮凝废水处理装置应用于污水处理。首先，由于该电絮凝废水处理装置的管道是多段式，每段管道的上游端设置检测阀、下游端设置加药阀，从而按先检测再加药的顺序，若检测浓度达标则无需加药，若达标则自动加药，以实现任何管段都可以加入药剂，并可以在不同管段不同流程加入不同的药剂，以满足处理需要。其次，阴阳电极以管道的形式存在，并于外面用防漏胶管密封，提供封闭的反应空间，产生的有害气体不会逸散，易于控制，反应全面，组合方便。再者，由于各段管道内密封的环境，加上在出水口处设置加压阀，可对气体加压，使气体溶解度更高，处理效果更好。此外，由于各段管道的组件规格品可以自由组合，设备成本低，结构简单，维护容易。最后，各管道可以串联使处理效果更好，也可以并联加大处理量，组装方式多样性，满足不同污水处理需求。

其次，将污水处理装置的电极（阴极和阳极）直接制作成管形式：首先，阴极以一种管道的形式存在，管状的阴极内部形成管腔，污水可以直接在管腔内流动，一边流动一边进行电解；其次，防漏胶管密封在阴极外，提供封闭的反应空间，产生的有害气体不会逸散，易于控制，反应全面，组合方便；此外，由于管腔内的阳极是由多个支撑架支承，支撑架上的水流通道使得在此通过的水流形成涡流，从而药水得到更好混合，溶解度更高，处理效果更好。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之实施例的电絮凝废水处理装置的主视图；

图2是本发明之实施例的管道的放大图；

图3是本发明之实施例的管道的头端的局部示意图；

图4是本发明之实施例的管道的末端的局部示意图；

图5是本发明之实施例的管道的支撑架的示意图；

图6是本发明之实施例的电絮凝废水处理装置的左视图，图中各管道串联相接；

图7是本发明之实施例的电絮凝废水处理装置的左视图，图中各管道并联相接；

图8是本发明之实施例中污水处理系统的原理图。

附图标识说明：

1、污水处理系统

10、电絮凝废水处理装置       11、管道

111、首段管道            112、末段管道

113、中间管道            114、接头

1141、进水接头           1141-1进水端连接管体

1141-2、进水口           1142、出水接头

1142-1出水端连接管体     1142-2出水口

115、阳极                116、阴极

1161、管腔               117、防漏胶管

118、密封塞              1181、第一密封塞

1182、第一通孔           1183、第二密封塞

1184、第二通孔           119、支撑架

1191、环状体             1192、支撑凸肋

1193、弧形凹槽           1194、水流通道

12、进水口

13、进水阀               14、出水口

15、加压阀               16、检测阀

17、加药阀               18、支架

19、螺丝

20、PH调整池            30、反应池

40、输送泵               50、PH回调池

60、混凝池               70、固液分离装置

80、产水泵。

具体实施方式

请参照图1至图7所示，其显示出了本发明之较佳实施例的电絮凝废水处理装置10的具体结构，该电絮凝废水处理装置10是由多段管道11迂回串接组成，于首段管道111的上设有进水口12，该进水口12处安装进水阀13。于末段管道112上设有出水口14，该出水口14处安装加压阀15。中间的任一段管道113与其上一段管道的接头114处安装检测阀16、与其下一段管道的接头114处安装加药阀17。

如图2至图5所示，每段管道11均包括用于电催化的阳极115和阴极116。该阴极116呈管状，于阴极116的内部形成管腔1161；该阳极115呈棒状或管状，阳极115由数个支撑架119支撑于阴极116的管腔1161中心；各支撑架119包括一环状体1191以及由该环状体向外辐射形成的多个支撑凸肋1192，该阳极115穿设于环状体1191所形成的环形圈内，各支撑凸肋1192接触阴极管116的内壁面、并与阴极管116的内壁面之间形成多个可促使水流形成涡流的水流通道1194。此外，该阴极116外套有可避免管体漏气的防漏胶管117。

本实施例中，所述支撑架为绝缘材料。所述阳极115和阴极116之间配设有4个支撑架119，各支撑架119分别支撑于该阳极115的两端以及中部。需要说明的是，支撑架119的数量不限于4个，可以依据需要而自由增减。每个支撑架具有5个支撑凸肋1192，相邻两支撑凸肋1192之间形成弧形凹槽1193，弧形凹槽与阳极管腔内壁面之间围合形成所述水流通道1194。

藉由使阴阳电极116、115以一种管道的形式存在，污水可以直接在管腔内流动，一边流动一边进行电解，反应更为充分。其次，把阴阳电极116、115套入防漏胶管117内，从而该电絮凝废水处理装置10由进水口12至出水口14整体均不存在漏水、漏气，提供了封闭的反应空间，反应全面，组合方便。此外，通过在出水口14处设置加压阀15，可对气体加压，密封的空间使气体溶解度更高，处理效果更好。再籍由在支撑架119上设置水流通道1194，使水流由大空间流经该水流通道1194的小空间后，穿过水流通道1194的水流产生涡流效应，从而药水得到更好混合，溶解度更高，处理效果更好

具体而言，如图3和图4所示，所述防漏胶管117的两端分别安装一进水接头1141和一出水接头1142，该进、出水接头1141与防漏胶管1142的两端密封相接，确保每一段管道11不漏水、漏气。其中，该进水接头1141具有一进水端连接管体1141-1以及一与该进水端连接管体呈T字排布的进水口1141-2；该出水接头1142具有一出水端连接管体1142-1以及一与该出水端连接管体呈T字排布的出水口1142-2，该进水口1141-2、阴极管腔1161以及出水口相通1142-2。

此外，每一段管道11的两端均具有密封塞118。其中，所述进水接头1141的端部安装有第一密封塞1181，该第一密封塞1181的中心具有一供阳极端部穿过的第一通孔1182；所述出水接头1142的端部安装有第二密封塞1183，该第二密封塞1183的中心具有一供阴极端部穿过的第二通孔1184。

如图6、图7所示，所述电絮凝废水处理装置10的管道11至少有两排，各段管道安装在支架18上，各段管道与支架18之间优选可以通过螺丝19固定，从而设备可快速拆装，按场地灵活组合，占地小，适合各种环境。

本装置中，各排管道11可以串联或并联相接。

如图6所示，当串联时，各排管道11前后并列设置，前排管道11的首段管道111设于下方，末段管道112设于上方，中间管道113依次增加高度向上串接安装；所述后排管道11′的首段管道111′设于上方，末段管道112′设于下方，中间管道113′依次降低高度向下串接安装；该前排管道11的末段管道112与后排管道11′的首段管道111′之间串联相接。当选用串联连接时，电絮凝废水处理装置10由于管路加长为原来的数倍，使污水使处理效果更好。

如图7所示，当并联时，各排管道11前后并列设置，各排管道11的首段管道111均设于下方，末段管道112均设于上方，中间管道113均依次增加高度向上串接安装；各排管道11的首段管道111汇合相接于进水阀13，各排管道11的末段管道112汇合相接于加压阀15。当选用并联连接时，电絮凝废水处理装置10各排管道11同时作用，加大处理量。

本电絮凝废水处理装置10的原理是：采用高压脉冲电凝技术，该技术突破传统的低电压、大电流之电解法，而采用高电压小电流——高压脉冲电凝法（HVES）。该法采用电化学原理，借助外加高电压作用产生电化学反应，把电能转化为化学能，经单一电凝设备即可对废水中的有机或无机物进行氧化还原反应，进而凝聚、浮除，将污染物从水体中分离，可有效地去除电镀综合废水中的Cr⁶⁺，Zn²⁺，Ni²⁺，Cu²⁺，Cd²⁺，CN，油，磷酸盐以及COD，SS与色度。

由于每段管道11的前端均具有检测阀16、后段有加药阀17，先用检测阀16检测氧化剂的浓度，若浓度达到标准，则后方的加药阀17不动作，若浓度较稀，则后方的加药阀17自动加约。这样不但是实现自动调整浓度，并且任何管段都可以加入药剂，可以尽量利用前段管的处理能力，并在后段管加入药剂，可节省剂量。

当可溶性阳极115（本实施例优选Fe极棒）通以直流电后，阳极被氧化失去电子，形成金属阳离子Fe²⁺，阳极115主要反应为： Fe-2e^-→Fe²⁺

4OH-4e^-→2H₂O+2[O]→O₂↑

阳极115产生的新生[O]具有很强的氧化能力，可以氧化水中的有机物。经过管式电化学的污水，其阳极115所解离出的Fe²⁺具有超强的混凝效果，约为一般化学药剂的5倍效能；经过含Al（OH）₃助凝剂的混凝池60时，更有利于混凝沉淀。

如图8所示，其显示了本电絮凝废水处理装置10应用于污水处理系统1的原理图。该污水处理系统1包括按污水处理流向依次设置的如下结构：PH调整池20、反应池30、输送泵40、电絮凝废水处理装置10、PH回调池50、混凝池60、固液分离装置70和产水泵80。

废水注入该PH调整池20后进行PH调整，该反应池30设于该PH调整池20侧旁并且与PH调整池20相通，废水由PH调整池20流向反应池30进行化学反应；再由输送泵40的管道相接于反应池30的出水口与该电絮凝废水处理装置10的进水口12，将反应池30的废水抽入电絮凝废水处理装置10，该电絮凝废水处理装置10的出水口14通入PH回调池50，该PH回调池50与该混凝池60相通，该混凝池60的出水端通入固液分离装置70，由产水泵80相接于固液分离装置70并将处理后的清水送出。

本发明的污水处理系统1的水处理流程是:重金属废水→pH调整→管式电化学废水处理→Al（OH）₃反应混凝→中间槽→固液分离→产水。

在实际的操作过程中，可以在pH调整池20和电絮凝废水处理装置10之间加入氧化剂（如双氧水H₂O₂），而电絮凝废水处理装置10只充当一个催化作用，通过实验可得，此法可使重金属的去除率大幅提高。在以往的电化学处理流程中，也存在处理不彻底、时间长、效率低的问题。一般来说，电絮凝废水处理装置10处理重金属离子的效率在70-80%，利用中间段加入氧化剂的方式可使管式电化学的处理效果大幅提高，缩短反应时间，而加入H₂O₂作为氧化剂之后，处理效率能达到90%以上。

综上所述，本发明的设计重点在于，将电絮凝废水处理装置10应用于污水处理。首先，由于该电絮凝废水处理装置10的管道11是多段式，每段管道11的上游端设置检测阀16、下游端设置加药阀17，从而按先检测再加药的顺序，若检测浓度达标则无需加药，若达标则自动加药，以实现任何管段都可以加入药剂，并可以在不同管段不同流程加入不同的药剂，以满足处理需要。其次，各段管道11把阴阳电极115、116套入在内，并于外面用防漏胶管117密封，提供封闭的反应空间，产生的有害气体不会逸散，易于控制，反应全面，组合方便。再者，由于各段管道11内密封的环境，加上在出水口14处设置加压阀15，可对气体加压，使气体溶解度更高，处理效果更好。此外，由于各段管道11的组件规格品可以自由组合，设备成本低，结构简单，维护容易。最后，各管道11可以串联使处理效果更好，也可以并联加大处理量，组装方式多样性，满足不同污水处理需求。

其次，将污水处理装置10的电极（阴极116和阳极115）直接制作成管形式：首先，阴极116以一种管道的形式存在，管状的阴极116内部形成管腔1161，污水可以直接在管腔1161内流动，一边流动一边进行电解；其次，防漏胶管117密封在阴极1161外，提供封闭的反应空间，产生的有害气体不会逸散，易于控制，反应全面，组合方便；此外，由于管腔内的阳极115是由多个支撑架119支承，支撑架119上的水流通道1194使得在此通过的水流形成涡流，从而药水得到更好混合，溶解度更高，处理效果更好。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种电絮凝废水处理装置，其特征在于：由多段管道迂回串接组成，于首段管道的进水口处安装进水阀，于末段管道的出水口处安装加压阀，中间的任一段管道与其上一段管道的接头处安装检测阀、与其下一段管道的接头处安装加药阀；并且每段管道均包括用于电催化的阳极和阴极，该阴极呈管状，于阴极的内部形成管腔；该阳极呈棒状或管状，阳极由数个支撑架支撑于阴极的管腔中心，并且该阴极外套有可避免管道漏气的防漏胶管。

2.根据权利要求1所述的一种电絮凝废水处理装置，其特征在于：所述电絮凝废水处理装置的管道至少有两排。

3.根据权利要求2所述的一种电絮凝废水处理装置，其特征在于：各排管道以串联相接的方式前后并列设置，前排管道的首段管道设于下方，末段管道设于上方，中间管道依次增加高度向上串接安装；所述后排管道的首段管道设于上方，末段管道设于下方，中间管道依次降低高度向下串接安装；该前排管道的末段管道与后排管道的首段管道之间串联相接。

4.根据权利要求2所述的一种电絮凝废水处理装置，其特征在于：各排管道以并联相接的方式前后并列设置，各排管道的首段管道均设于下方，末段管道均设于上方，中间管道均依次增加高度向上串接安装；各排管道的首段管道汇合相接于进水阀，各排管道的末段管道汇合相接于加压阀。

5.根据权利要求1所述的一种电絮凝废水处理装置，其特征在于：所述电絮凝废水处理装置的各段管道安装在支架上，该各段管道与支架之间通过螺丝固定。

6.根据权利要求1所述的一种电絮凝废水处理装置，其特征在于：所述支撑架包括一环状体以及由该环状体向外辐射形成的多个支撑凸肋，该阳极穿设于环状体所形成的环形圈内，各支撑凸肋接触阴极管的内壁面、并与阴极管的内壁面之间形成多个可促使水流形成涡流的水流通道。

7.根据权利要求6所述的一种管式化学电极，其特征在于：所述阳极和阴极之间配设有4个支撑架，各支撑架分别支撑于该阳极的两端以及中部，各支撑架具有5个支撑凸肋，相邻两支撑凸肋之间形成弧形凹槽，弧形凹槽与阴极管腔内壁面之间围合形成所述水流通道。

8.根据权利要求1所述的一种电絮凝废水处理装置，其特征在于：所述防漏胶管的两端分别安装一进水接头和一出水接头，该进、出水接头与防漏胶管的两端密封相接；该进水接头具有一进水端连接管体以及一与该进水端连接管体呈T字排布的进水口；该出水接头具有一出水端连接管体以及一与该出水端连接管体呈T字排布的出水口，该进水口、阴极管腔以及出水口相通。

9.根据权利要求8所述的一种电絮凝废水处理装置，其特征在于：所述进水接头的端部安装有第一密封塞，该第一密封塞的中心具有一供阳极端部穿过的第一通孔；所述出水接头的端部安装有第二密封塞，该第二密封塞的中心具有一供阴极端部穿过的第二通孔。

10.根据权利要求1所述的一种电絮凝废水处理装置，其特征在于：所述支撑架为绝缘材料。