CN104709979A - 一种废水的电絮凝处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废水的电絮凝处理方法，废水由进水管道进入电絮凝反应池池体，当废水注满电絮凝反应池池体后停止进水，反应器开始工作，旋转笼网式填料电极通入电流，开始旋转，紫外灯开启照射，涂覆纳米二氧化钛光催化剂的铁基填料或铝基填料在反应器中不断翻滚，在紫外灯的照射下以及电场的作用下与水体中的污染物发生光电化学协同反应，使废水中的难分解、难去除有机物通过光催化化学反应转化成可絮凝污染物；反应结束后将处理后的净水排出，打开絮体排出管道将产生絮体排出。本方法克服了电絮凝废水处理设备中阳极消耗、阳极钝化的问题，使废水中的难分解、难去除有机物通过光催化化学反应转化成可絮凝污染物，并富集在填料表面。

Description

一种废水的电絮凝处理方法
技术领域
本发明涉及一种废水的电絮凝处理方法，属于环境保护中的水处理领域。
背景技术
电絮凝的反应机理是以铝、铁等金属为阴阳极，在直流电的作用下，阳极溶蚀，产生金属离子，在经历一系列水解、聚合、亚铁的氧化过程，发展成为各种羟基络合物，这种羟基络合物具有很强的絮凝作用；阴极可以使废水中氢离子还原为氢气，氢气发生气浮作用，这两种作用可以去除废水中的胶体、悬浮物质等。电絮凝可广泛用于如电镀废水、垃圾渗滤液、制药厂废水、食品废水和石油化工废水等预处理。现有的电絮凝技术存在如；阳极溶蚀且在絮凝过程中会钝化、废水处理负荷会随着阳极的溶蚀而降低、电极的比表面积小、絮凝成本较高等缺点。本发明专利公布了一种笼网式填料电絮凝反应器，可以有效克服上述问题，具有很好的应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种废水的电絮凝处理方法，废水进入旋转笼网式填料电絮凝反应器完成电絮凝处理。
该旋转笼网式填料电絮凝反应器包括电絮凝反应池、进水管道、出水管道、絮体排出管道、进水挡墙、旋转笼网式填料电极、紫外灯、变频电机和控制器等；其中电絮凝反应池包括呈漏斗状的池体，上部为圆柱形，下部为圆锥形，池体顶面由互成60°夹角的6根钢架组成，在每根钢架上设置有1个旋转笼网式填料电极，电极顶端与钢架结构用螺栓铆固；电絮凝反应池的右侧上部设置进水管道，左侧下部设有出水管道，电絮凝反应池底部中心设有絮体排出管道，进水挡墙设置于进水管道左侧池体内，进水挡墙为分离的左右两部分，左侧竖直挡板固定于反应池顶面钢架上，右侧“L”型挡板固定于进水管道下侧的反应池池壁，用于缓解进水对反应池内的冲击；
电絮凝反应池内侧壁上设有多个紫外灯；
旋转笼网式填料电极包括笼网式电极和内部填料，笼网式电极为直径上细下粗的圆底锥形，采用聚乙烯材质，内部填料为涂覆纳米二氧化钛光催化剂的铁基填料或铝基填料，电极的笼网孔径小于内部填料的粒径，笼网式填料电极在控制器和变频电机的控制下可以进行变速旋转；
电絮凝反应池外设置活性炭颗粒投加器；
控制器是一个集成PLC块，与旋转笼网式填料电极连接，对电极电流、电压、转速、电机交换周期进行控制；控制器与变频电机连接对电机转速进行控制；控制器与活性炭颗粒投加器连接用于控制向电絮凝反应池内投加活性炭颗粒；
废水由进水管道通过进水挡墙进入电絮凝反应池池体，进水挡墙会减少其在池体中造成的扰动，当废水注满电絮凝反应池池体后停止进水，控制器开始设置旋转笼网式填料电极的电流、电压、转速、反应时间、电极交换周期等参数，反应器开始工作，旋转笼网式填料电极通入电流，开始旋转，紫外灯开启照射，涂覆纳米二氧化钛光催化剂的铁基填料或铝基填料在反应器中不断翻滚，在紫外灯的照射下以及电场的作用下与水体中的污染物发生光电化学协同反应，使废水中的难分解、难去除有机物通过光催化化学反应转化成可絮凝污染物，同时控制器控制活性炭颗粒投加器，向电絮凝反应池中投加活性炭颗粒作为絮凝物凝聚核，使生成的絮凝物富集在活性炭颗粒表面；反应40-240分钟后，旋转笼网式填料电极停止旋转，沉淀30-120分钟，将处理后的净水从出水管道排出后，打开絮体排出管道将产生的絮体排出，至此一个反应周期完成。
电絮凝反应池池体直径3m，上部圆柱体高度2m，下部圆锥体高度1m。
旋转笼网式填料电极高为100cm，顶部直径25cm，中部直径45cm。
进水管道、出水管道和絮体排出管道均采用铸铁管道，管径分别为100mm、100mm和150mm。
本发明的优点在于：
(1)本方法可利用铁基或铝基填料，不用更换电极，节能降耗并且可以降低电絮凝费用；
(2)笼网式填料电极因其内部分散的填料，具有很高的比表面积，圆底锥形具有很好的水力条件，絮凝效率大幅提高；同时笼网式填料电极在电机的驱动下可以高速旋转，在搅动水体旋转形成旋流的同时，使填料在反应器中不断翻滚，极大了增加了填料与水体以及污染物的接触面积和接触时间，使废水中的可絮凝物更好的附着于填料表面，同时旋转的水体以及翻滚的填料可以使紫外灯的照射更加均匀充分，避免了照射死角。
(3)涂覆纳米二氧化钛光催化剂的铁基填料或铝基填料在紫外灯的照射下以及电场的作用下发生光电化学协同反应，使废水中的难分解、难去除有机物通过光催化化学反应转化成可絮凝污染物，并富集在填料表面。
(4)电极在周期性换极的过程中可以将形成的钝化膜击穿，提高处理效率。
(5)通过紫外光催化、电场的协同效应，废水中的有害微生物、病毒、细菌等被有效地彻底去除。
通过本方法处理的废水，化学需氧量的去除率达到95.1％，色度的去除率达到98.9％，悬浮物的去除率达到99.9％，难分解有机物的去除率达到98.9％，有害微生物、病毒、细菌的去除率达到96.9％。
附图说明
图1是旋转笼网式填料电絮凝反应器的纵向剖面图；
图2是旋转笼网式填料电絮凝反应器的横向剖面图；
图3是笼网式填料电极示意图。
图中：1-电絮凝反应池、2-进水管道、3-出水管道、4-絮体排出管道、5-进水挡墙、6-变频电机、7、紫外灯、8-填料、9-旋转笼网式填料电极、10-控制器、11-活性炭颗粒投加器。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明旋转笼网式填料电絮凝反应器，包括电絮凝反应池1、进水管道2、出水管道3、絮体排出管道4、进水挡墙5、紫外灯7、旋转笼网式填料电极9、变频电机6和控制器10；
其中电絮凝反应池1包括呈圆形漏斗状的池体，池体直径3m，圆柱体高度2m，下侧圆锥体高度1m；顶面由互成60°夹角的6根钢架组成(如图2)，在每根钢架上设置有1个旋转笼网式填料电极9，电极顶端与钢架结构用螺栓铆固；电絮凝反应池1的右侧上部设置进水管道2，左侧下部设有出水管道3，电絮凝反应池底部设有中心设有体排出管道4，进水管道2、出水管道3和絮体排出管道4均采用铸铁管道，管径分别为100mm、100mm和150mm；进水挡墙5设置于废水进水管道2左侧，挡墙高20cm，长20cm，进水挡墙5为分离的左右两部分，左侧竖直挡板固定于反应池顶端钢架，右侧“L”型挡板固定于进水管道下侧的反应池池壁，用于缓解进水对反应池内的冲击。
旋转笼网式填料电极9(如图3)，包括笼网式电极和内部填料8。笼体为圆底锥形，高100cm，顶部直径25cm，中部直径45cm，采用聚乙烯材质；内部填料8为涂覆纳米二氧化钛光催化剂的铁基填料或铝基填料。笼网式填料电极9在控制器10和变频电机6的控制下可以进行变速旋转。
电絮凝反应池1内侧壁设有多个紫外灯7。
控制器10是一个集成PLC块，与旋转笼网式填料电极9连接，对电极电流、电压、转速进行控制；控制器10与变频电机6连接对于电机转速进行控制。
旋转笼网式填料电絮凝反应器的工作过程如下：
废水由进水管道2进入电絮凝反应池1池体，通过进水挡墙5，进水挡墙会减少其在池体中造成的扰动，当废水注满电絮凝反应池1池体后停止进水，控制器10开始设置旋转笼网式填料电极的电流、电压、转速、反应时间、电极交换周期等参数，反应器开始工作，旋转笼网式填料电极通入电流，开始旋转，紫外灯开启照射，涂覆纳米二氧化钛光催化剂的铁基填料或铝基填料在反应器中不断翻滚，在紫外灯的照射下以及电场的作用下与水体中的污染物发生光电化学协同反应，使废水中的难分解、难去除有机物通过光催化化学反应转化成可絮凝污染物，并富集在填料表面；反应40-240分钟后，旋转笼网式填料电极9停止旋转，沉淀30-120分钟后，将处理后的净水从出水管道3排出后，打开絮体排出管道4将产生絮体排出，至此一个反应周期完成。
通过本反应器处理的废水，化学需氧量的去除率达到98.1％，色度的去除率达到98.9％，悬浮物的去除率达到99.9％，难分解有机物的去除率达到99.9％，有害微生物、病毒、细菌的去除率达到96.9％。

Claims (4)

1.一种废水的电絮凝处理方法，废水进入旋转笼网式填料电絮凝反应器完成电絮凝处理，其特征在于，该旋转笼网式填料电絮凝反应器包括电絮凝反应池、进水管道、出水管道、絮体排出管道、进水挡墙、旋转笼网式填料电极、紫外灯、变频电机和控制器等；其中电絮凝反应池包括呈漏斗状的池体，上部为圆柱形，下部为圆锥形，池体顶面由互成60°夹角的6根钢架组成，在每根钢架上设置有1个旋转笼网式填料电极，电极顶端与钢架结构用螺栓铆固；电絮凝反应池的右侧上部设置进水管道，左侧下部设有出水管道，电絮凝反应池底部中心设有絮体排出管道，进水挡墙设置于进水管道左侧池体内，进水挡墙为分离的左右两部分，左侧竖直挡板固定于反应池顶面钢架上，右侧“L”型挡板固定于进水管道下侧的反应池池壁，用于缓解进水对反应池内的冲击；
电絮凝反应池内侧壁上设有多个紫外灯；
旋转笼网式填料电极包括笼网式电极和内部填料，笼网式电极为直径上细下粗的圆底锥形，采用聚乙烯材质，内部填料为涂覆纳米二氧化钛光催化剂的铁基填料或铝基填料，电极的笼网孔径小于内部填料的粒径，笼网式填料电极在控制器和变频电机的控制下可以进行变速旋转；
电絮凝反应池外设置活性炭颗粒投加器；
控制器是一个集成PLC块，与旋转笼网式填料电极连接，对电极电流、电压、转速、电机交换周期进行控制；控制器与变频电机连接对电机转速进行控制；控制器与活性炭颗粒投加器连接用于控制向电絮凝反应池内投加活性炭颗粒；
废水由进水管道通过进水挡墙进入电絮凝反应池池体，进水挡墙会减少其在池体中造成的扰动，当废水注满电絮凝反应池池体后停止进水，控制器开始设置旋转笼网式填料电极的电流、电压、转速、反应时间、电极交换周期等参数，反应器开始工作，旋转笼网式填料电极通入电流，开始旋转，紫外灯开启照射，涂覆纳米二氧化钛光催化剂的铁基填料或铝基填料在反应器中不断翻滚，在紫外灯的照射下以及电场的作用下与水体中的污染物发生光电化学协同反应，使废水中的难分解、难去除有机物通过光催化化学反应转化成可絮凝污染物，同时控制器控制活性炭颗粒投加器，向电絮凝反应池中投加活性炭颗粒作为絮凝物凝聚核，使生成的絮凝物富集在活性炭颗粒表面；反应40-240分钟后，旋转笼网式填料电极停止旋转，沉淀30-120分钟，将处理后的净水从出水管道排出后，打开絮体排出管道将产生的絮体排出，至此一个反应周期完成。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，电絮凝反应池池体直径3m，上部圆柱体高度2m，下部圆锥体高度1m。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，旋转笼网式填料电极高为100cm，顶部直径最大值25cm，中部直径最大值45cm。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，进水管道、出水管道和絮体排出管道均采用铸铁管道，管径分别为100mm、100mm和150mm。
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