CN104829016A - 极板平行式电氧化气浮废水处理装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电化学废水处理领域，具体为一种极板平行式电氧化气浮废水处理装置及其使用方法。一种极板平行式电氧化气浮废水处理装置，包括原水箱(11)，其特征是：还包括产水箱(12)、电解槽(13)、气浮池(14)、溢流堰(15)、吸水管(21)、进水管(22)、布水管(23)、出水管(24)、排渣管(25)、放空管(26)、进水泵(3)、压力表(41)、流量计(42)和刮渣机(5)，原水箱(11)的一侧设有产水箱(12)；电解槽(13)内设有偶数块平板式的电极板(131)；气浮池(14)设于电解槽(13)的一侧；刮渣机(5)设于气浮池(14)的水面上。本发明水处理效果好，使用寿命长，节省设备投资。

Description

极板平行式电氧化气浮废水处理装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及电化学废水处理领域，具体为一种极板平行式电氧化气浮废水处理装置及其使用方法。

背景技术

目前，气浮法是工业废水处理中固液分离或液液分离的典型方法之一，其中，最常用的是加压溶气气浮法，其原理是：在加压条件下使空气溶于水中并达到过饱和状态，之后减至常压，令空气析出，空气以微小气泡的形式释放在水中，进而实现气浮。该方法的缺点是，气泡尺寸较电解法产生的气泡尺寸大，且气泡产生不均，容易发生紊流，不具有脱色杀菌、氧化还原有机污染物的作用。同时，目前废水处理的电解设备均由电解槽、沉淀槽和电气控制柜组成，工作时需要在废水中投加NaCl作导电物质，在强电解质溶液的氛围下，主设备极板使用寿命短，一般3～5个月即需更换，且耗电量高、污染大。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，提供一种处理效果好、使用寿命长、节省设备投资的废水处理设备，本发明公开了一种极板平行式电氧化气浮废水处理装置及其使用方法。

本发明通过如下技术方案达到发明目的：

一种极板平行式电氧化气浮废水处理装置，包括原水箱，其特征是：还包括产水箱、电解槽、气浮池、溢流堰、吸水管、进水管、布水管、出水管、排渣管、放空管、进水泵、压力表、流量计和刮渣机，

原水箱的一侧设有产水箱，原水箱外设有吸水管，吸水管的进水口贯通至原水箱内，进水泵的抽水口贯通至原水箱内且位于水面以下，进水管的进水口和吸水管的出水口连接，进水管的出水口连接布水管，布水管上依次串联有压力表和流量计；

电解槽和气浮池都设于原水箱的上方；

电解槽的底部设有进水口，布水管的出水口设于电解槽进水口的下方，电解槽的顶部设有出水口，电解槽内设有偶数块平板式的电极板，各块电极板之间相互平行，电极板之间衬有聚四氟乙烯制成的绝缘块，压力电解罐上设有两个接线端子，一个接线端子作为阳极端通过导线连接一半电极板，另一个接线端子作为阴极端通过导线连接另一半电极板，每一块和阳极端接线端子连接的电极板都和一块和阴极端接线端子连接的电极板相邻设置；

气浮池设于电解槽的一侧；

刮渣机包括刮渣链轮、刮渣链和刮渣板，刮渣链为环形，分别绕在两个刮渣链轮外，刮渣链上固定至少两块刮渣板，刮渣板位于刮渣链的等分点上，刮渣机设于气浮池的水面上，位于下方的刮渣链上的刮渣板的顶端没于气浮池的水面下；

气浮池的一侧设有溢流堰，溢流堰的外侧设有出水管，出水管的出水口连接产水箱，气浮池靠近溢流堰一侧的上部设有排渣管；

原水箱、产水箱、电解槽和气浮池上都设有放空管。

所述的压力式电氧化气浮废水处理装置，其特征是：电极板的的厚度为1mm～2mm，相邻电极板的间距为0.5mm～3mm。

所述的压力式电氧化气浮废水处理装置，其特征是：压力电解罐内的水压不低于0.4MPa。

本发明使用时，将外接电源接入接线端子，从而在电极板之间建立电场，酸性废水、稀碱废水、乳化液废水等几种不同种类的废水经过处理之后进入澄清池，在水泵抽吸下废水从吸水管进入原水箱，在进水泵的抽吸下废水依次经进水管和布水管后输入电解槽，废水从电解槽的电极板之间经过时，废水中的有机物被直接氧化，氧化过程中产生的一系列活性基团如[OH]^-、[O]、[ClO]^-等对有机物进行间接氧化，同时在电极板上产生氢气和氧气的微小气泡，在上浮过程中水中的微小气泡迅速长大，水中的悬浮物和油在气泡的包裹下迅速浮上水面，刮渣机运行时，通过刮渣链轮的转动，刮渣链带动刮渣板不断往复运行，刮渣板将水面上的杂物刮除，经过处理的水漫溢过溢流堰后经出水管进入产水箱，刮除的杂物经排渣管排出。出水可以直接外排，或者再经反渗透、电吸附等其他方法实施脱盐处理，产出优质水。

本发明的有益效果是：1. 气泡分布范围较窄，尺寸较小，可以获得很高的分离效率；2. 改变电流密度可调节气泡的数量，从而可提高气泡和污染物颗粒间的碰撞概率；3. 对于特定的分离过程，选择合适的电极材料和溶液条件即可获得最佳的分离效果。当气泡和颗粒物的ζ电位符号相反时，气浮分离效率最高；4. 具有固液分离、凝絮、脱色、氧化还原和杀菌灭毒等功能；5. 操作简单，只需要开启电源、调节电流、电压、自动倒极时间即可，设备不需要反洗；6. 介质消耗少，仅耗电，无需消耗药剂；7. 外排废物只有气浮浮渣，总排放量少。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明中电极板和接线端子的连接示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本发明。

实施例1

一种极板平行式电氧化气浮废水处理装置，包括原水箱、产水箱12、电解槽13、气浮池14、溢流堰15、吸水管21、进水管22、布水管23、出水管24、排渣管25、放空管26、进水泵3、压力表41、流量计42和刮渣机5，如图1～图3所示，具体结构是：

原水箱11的一侧设有产水箱12，原水箱11外设有吸水管21，吸水管21的进水口贯通至原水箱11内，进水泵3的抽水口贯通至原水箱11内且位于水面以下，进水管22的进水口和吸水管21的出水口连接，进水管22的出水口连接布水管23，布水管23上依次串联有压力表41和流量计42；

电解槽13和气浮池14都设于原水箱11的上方；

电解槽13的底部设有进水口，布水管23的出水口设于电解槽13进水口的下方，电解槽13的顶部设有出水口，如图3所示，电解槽13内设有6块平板式的电极板131，各块电极板131之间相互平行，电极板131之间衬有聚四氟乙烯制成的绝缘块，压力电解罐13上设有两个接线端子132，一个接线端子132作为阳极端通过导线连接3块电极板131，另一个接线端子132作为阴极端通过导线连接另3块电极板131，每一块和阳极端接线端子132连接的电极板131都和一块和阴极端接线端子132连接的电极板131相邻设置；

气浮池14设于电解槽13的一侧；

刮渣机5包括刮渣链轮51、刮渣链52和刮渣板53，刮渣链52为环形，分别绕在两个刮渣链轮51外，刮渣链52上固定至少两块刮渣板53，刮渣板53位于刮渣链52的等分点上，刮渣机5设于气浮池14的水面上，位于下方的刮渣链52上的刮渣板53的顶端没于气浮池14的水面下；

气浮池14的一侧设有溢流堰15，溢流堰15的外侧设有出水管24，出水管24的出水口连接产水箱12，气浮池14靠近溢流堰15一侧的上部设有排渣管25；

原水箱11、产水箱12、电解槽13和气浮池14上都设有放空管26。

电极板131的厚度为1mm～2mm，相邻电极板131的间距为0.5mm～3mm，本实施例中，电极板131的厚度为1.5mm，相邻电极板131的间距为3mm。

电极131采用钛制成并在钛表面镀导电层，所述导电层选用金、铂、氧化钌、钌铱合金和铱钽合金中的任意一种。

本实施例采用的电极是复合金属氧化物电极，包括基材即钛基板，表面材料即固化有良好催化作用的复合材料。经试验确定，Ti基PbO₂电极（PbO1.95～1.98）处理废水效果最好。该电极导电性与金属铅类似，有两种晶型，即α-PbO₂斜方晶型和β-PbO₂四方晶型，其中β-PbO₂四方晶型电阻率低、耐腐蚀性好、电沉积电流密度大，性能优于α-PbO₂。新型钛基PbO₂电极的制备流程包括：钛基体成型→钛基体预处理（酸洗、碱洗）→一般电镀方法制备底层（1μm左右）→制备中间层（0.1mm左右）→电沉积表面层β-PbO₂→电极产品。

本实施例中，压力电解罐13内的水压不低于0.4MPa。

进水管22可设旁路以使部分水返回原水箱1从而起到调节流量的作用。

本实施例使用时，将外接电源接入接线端子132，从而在电极板131之间建立电场，外接电源采用直流电源或直流脉冲电源，输出电压在0～36V内可调；输出电流为直流在0～1000A（峰值）内连续可调，平均电流0～500A；输出波形为方波，换向时间可设定在2s～99min，正向和反向工作时间都可单独设定；输出频率在500Hz～3000Hz内连续可调，占空比在0～100%内连续可调；工作模式有恒流模式和恒压模式两种，输出状态为恒流时，输出电压随负载变化而变化，输出状态为恒压时，输出电流随负载变化而变化。

酸性废水、稀碱废水、乳化液废水等几种不同种类的废水经过处理之后进入澄清池，在水泵抽吸下废水从吸水管21进入原水箱11，在进水泵3的抽吸下废水依次经进水管22和布水管后输入电解槽13，废水的输入流量控制在0.2m³/hour，废水的电导率为8000us/cm，废水从电解槽13的电极板131之间经过时，废水中的有机物被直接氧化，氧化过程中产生的一系列活性基团如[OH]^-、[O]、[ClO]^-等对有机物进行间接氧化，同时在电极板131上产生氢气和氧气的微小气泡，在上浮过程中水中的微小气泡迅速长大，水中的悬浮物和油在气泡的包裹下迅速浮上水面，刮渣机5运行时，通过刮渣链轮51的转动，刮渣链52带动刮渣板53不断往复运行，刮渣板53将水面上的杂物刮除，经过处理的水漫溢过溢流堰15后经出水管24进入产水箱12，刮除的杂物经排渣管25排出。经本实施例的处理，废水处理前的COD为104mg/L，处理后COD降为26mg/L，符合COD<30mg/L的《钢铁工业水污染物排放标准》。出水可以直接外排，或者再经反渗透、电吸附等其他方法实施脱盐处理，产出优质水。

Claims (3)

1. 一种极板平行式电氧化气浮废水处理装置，包括原水箱(11)，其特征是：还包括产水箱(12)、电解槽(13)、气浮池(14)、溢流堰(15)、吸水管(21)、进水管(22)、布水管(23)、出水管(24)、排渣管(25)、放空管(26)、进水泵(3)、压力表(41)、流量计(42)和刮渣机(5)，

原水箱(11)的一侧设有产水箱(12)，原水箱(11)外设有吸水管(21)，吸水管(21)的进水口贯通至原水箱(11)内，进水泵(3)的抽水口贯通至原水箱(11)内且位于水面以下，进水管(22)的进水口和吸水管(21)的出水口连接，进水管(22)的出水口连接布水管(23)，布水管(23)上依次串联有压力表(41)和流量计(42)；

电解槽(13)和气浮池(14)都设于原水箱(11)的上方；

电解槽(13)的底部设有进水口，布水管(23)的出水口设于电解槽(13)进水口的下方，电解槽(13)的顶部设有出水口，电解槽(13)内设有偶数块平板式的电极板(131)，各块电极板(131)之间相互平行，电极板(131)之间衬有绝缘块，压力电解罐(13)上设有两个接线端子(132)，一个接线端子(132)作为阳极端通过导线连接一半电极板(131)，另一个接线端子(132)作为阴极端通过导线连接另一半电极板(131)，每一块和阳极端接线端子(132)连接的电极板(131)都和一块和阴极端接线端子(132)连接的电极板(131)相邻设置；

气浮池(14)设于电解槽(13)的一侧；

刮渣机(5)包括刮渣链轮(51)、刮渣链(52)和刮渣板(53)，刮渣链(52)为环形，分别绕在两个刮渣链轮(51)外，刮渣链(52)上固定至少两块刮渣板(53)，刮渣板(53)位于刮渣链(52)的等分点上，刮渣机(5)设于气浮池(14)的水面上，位于下方的刮渣链(52)上的刮渣板(53)的顶端没于气浮池(14)的水面下；

气浮池(14)的一侧设有溢流堰(15)，溢流堰(15)的外侧设有出水管(24)，出水管(24)的出水口连接产水箱(12)，气浮池(14)靠近溢流堰(15)一侧的上部设有排渣管(25)；

原水箱(11)、产水箱(12)、电解槽(13)和气浮池(14)上都设有放空管(26)。

2. 如权利要求1或2所述的压力式电氧化气浮废水处理装置，其特征是：电极板(131)的的厚度为1mm～2mm，相邻电极板(131)的间距为0.5mm～3mm；

电极(131)采用钛制成并在钛表面镀导电层，所述导电层选用金、铂、氧化钌、钌铱合金和铱钽合金中的任意一种；

接入接线端子(132)的外接电源采用直流电源或直流脉冲电源，输出电压在0～36V内可调；输出电流为直流在0～1000A内连续可调，平均电流0～500A；输出波形为方波，换向时间设定在2s～99min；输出频率在500Hz～3000Hz内连续可调，占空比在0～100%内连续可调；

压力电解罐(13)内的水压不低于0.4MPa。

3. 如权利要求1或2所述的压力式电氧化气浮废水处理装置的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：

将外接电源接入接线端子(132)，从而在电极板(131)之间建立电场；

废水经过处理之后进入澄清池，在水泵抽吸下废水从吸水管(21)进入原水箱(11)，在进水泵(3)的抽吸下废水依次经进水管(22)和布水管后输入电解槽(13)，废水的输入流量控制在0.2m³/hour，废水的电导率为8000us/cm，废水从电解槽(13)的电极板(131)之间经过时，废水中的有机物被直接氧化，氧化过程中产生的活性基团对有机物进行间接氧化，同时在电极板(131)上产生氢气和氧气的微小气泡，在上浮过程中水中的微小气泡迅速长大，水中的悬浮物和油在气泡的包裹下迅速浮上水面，刮渣机(5)运行时，通过刮渣链轮(51)的转动，刮渣链(52)带动刮渣板(53)不断往复运行，刮渣板(53)将水面上的杂物刮除，经过处理的水漫溢过溢流堰(15)后经出水管(24)进入产水箱(12)，刮除的杂物经排渣管(25)排出。