CN105384222A - 废水的电絮凝处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种废水的电絮凝处理设备，包括电控部分和电解设备部分，所述电控部分包括PLC电器柜和与PLC电器柜相连的直流电源，所述电解设备部分包括进水管、电解槽、沉淀槽和出水管，所述进水管与电解槽相连，所述电解槽内设置有与直流电源相电连的阳极片和阴极片，所述电解槽与沉淀槽相通，所述出水管与沉淀槽相连，废水在直流电源作用下在电解槽内进行电絮凝反应，产生的沉淀经沉淀槽沉淀，最后处理完成的水从出水管排放出去。本发明设备体积小、占地面积少、操作简单灵活、排污量小，提高了水回收率。

Description

废水的电絮凝处理设备

技术领域

本发明涉及一种水处理技术领域，尤其是涉及一种废水的电絮凝处理设备。

背景技术

从当前绝大多数正在使用的传统治理污水、废水技术情况可以看到，基本上是采用化学处理方式和微生物处理方式两大类。

化学处理方式：是在被处理的污水、废水中加入各种各样的化学絮凝剂、化学氧化剂、化学分解剂、化学还原剂、化学阴、阳离子聚合物等等。在制造、生产这些众多的化学处理药剂过程中，不但需要消耗大量的化工原料、大量的能源，占用大量的土地、使用大量的清水，还会排出大量的废水、废气继续污染环境，有人称为“二次污染”：包括生产中的污染和使用中的污染。这种技术现在是占到处理污水、废水的主要方面，目前从饮用水、自来水、医院排出水到各种工业和生活污水的处理中绝大多数是采用这种方法。我们认为这种传统的化学方式，是处理了这部分，又污染了那部分，更何况由于制造这种产品的很高的成本及昂贵的产品价格，对很多利润效益较差的厂家来说是一个沉重的负担，且因为价格太贵的原因，不能够大量、大面积的推广使用。

微生物处理方式：又叫生化处理，这种方式虽然不用加入化学分解剂、絮凝剂等，是在占地面积极大的地方，做一个或者几个大池子(或者是大罐)，在其中培养大量的微生物、藻类等生命体，再将污水、废水排放到这种池子中，利用微生物、藻类在自身的生长中可以吸附、分解有毒、有害物质的特点进行处理，但是其固有的分解速度慢、设备投资大、尤其是占地面积太大并且受环境温度的影响太大的问题一直没有很好的解决。比如在北方地区最少半年不能使用，环境温度低于零上15℃就明显的降低其分解能力，低于零上8℃时就基本停止工作了，在冬季如果采用加温的方法，保持最低的需要温度，将耗费大量的能源(随之产生的二氧化碳、废气、废渣又造成多层次环境的污染就不再赘述了)，这是微生物、藻类等生命体的生命规律所决定，无法突破这个规律。另外，如果被处理的水中含有的有毒、有害的成分过高时也不能进行处理，会使微生物、藻类被毒死，所以使用这种方式只能是解决一部分问题，不能完全解决污水、废水的处理问题，投资大、成本高、处理速度慢、占地面积大，是这类生化处理方法最致命的、不可克服的缺点。

正因为上述的原因，传统的污水和废水处理技术，总的方面表现为，处理污染的速度跟不上产生污染的速度，处理的成本太大，使用不起，从而使废水和污水的处理问题成了一个长期难以解决的问题，尽管政府不断的加大治理污水的力度，但是日益严重的江河湖泊、小沟小溪小河的污染情况频发，污水横流、臭气冲天，破坏巨大、影响广泛。然而废水、污水对环境所造成的破坏和污染已经影响到我们每一个人的生命和健康了，传统的处理方法(指现在正在使用的化学方法、生化方法)已经不能在实际上彻底解决问题了。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供多种废水的电絮凝处理设备可根据不同水质投加相对的盐类调节其水质，以高效处理污水，提高水的回收率。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种废水的电絮凝处理设备，包括电控部分和电解设备部分，所述电控部分包括PLC电器柜和与PLC电器柜相连的直流电源，所述电解设备部分包括进水管、电解槽、沉淀槽、出水管、PH调节设备、PH检测装置、盐类调节设备及盐类检测装置，所述进水管与电解槽相连，所述电解槽内设置有与直流电源相电连的阳极片和阴极片，所述电解槽与沉淀槽相通，所述出水管与沉淀槽相连，所述盐类调节设备用于根据不同水质投加相对的盐类以调节其水质。

优选地，所述电解槽和沉淀槽由一个槽体内的隔离板分隔而成。

优选地，所述电解设备部分还包括水泵和压力表，所述水泵设置在靠近进水管的进水口处，所述压力表设置在进水管内。

优选地，所述阳极片为铁片或铝片。

优选地，所述电解设备部分还包括与电解槽相连的进气管和曝气盘管，所述曝气盘管设置在电解槽的底部。

优选地，在所述阳极片和阴极片之间通上直流电源时，所述电解槽内发生的电极反应为：

铝阳极

Al-3e→Al^3e+

在碱性条件下

Al^3e++3OH^-→Al(OH)₃

在酸性条件下

Al^3e++3H₂O→Al(OH)₃+3H⁺

铁阳极

Fe-2e→Fe^2e+

在碱性条件下

Fe^2e++2OH^-→Fe(OH)₂

在酸性条件下

4Fe^2e++O₂+2H₂O→4Fe^3e++4OH^-。

优选地，所述隔离板上设置有过滤格栅。

优选地，所述过滤格栅设置在隔离板上。

优选地，所述沉淀槽或电解槽内设置有与水泵相连的液位检测装置。

优选地，还包括用于检测电解槽内电絮凝效果是否合格的絮凝效果检测设备，所述絮凝效果检测设备通过循环管与进水管相连通。

优选地，还包括盐类储存装置和盐类分配装置，盐类分配装置用于将盐类储存装置内的盐输送分配给盐类调节设备，盐类储存装置、盐类分配装置及盐类调节设备这三者之间通过接入口相连。

优选地，还包括pH药液分配装置，pH药液分配装置用于将pH药液分配输送给PH调节设备，pH药液分配装置和PH调节设备之间通过接入口相连。

本发明的有益效果是：

1、本发明设备体积小、占地面积少、操作简单灵活、排污量小，提高了水回收率。

2、本发明不仅可以处理无机污杂物，也可处理有机污染物，特别是一些无法用生物降解的有生物毒性，用电絮凝处理重金属废水时还可回收废水中重金属。

附图说明

图1是本发明废水的电絮凝处理设备的结构示意图；

图2是本发明电絮凝原理示意图。

附图标记：

1、PLC电器柜，2、直流电源，3、水泵，4、进水管，5、电解槽，6、沉淀槽，7、压力表，8、隔离板，9、阳极片，10、阴极片，11、进气管，12、曝气盘管，13、过滤格栅，14、出水管的出水口，15、液位检测装置。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

结合图1和图2所示，本发明所揭示的一种废水的电絮凝处理设备，分为电控部分和电解设备部分，电控部分控制电解设备部分的运作，电解设备部分采用电絮凝方法治理废水或污水。

具体地，电控部分主要包括PLC电器柜1和直流电源2，PLC电器柜1控制整个设备的运行，直流电源2与PLC电器柜1相连，用于提供直流电给电解设备部分。

电解设备部分包括水泵3、进水管4、电解槽5、沉淀槽6、出水管(图未示)、盐类调节设备(图未示)、盐类检测装置(图未示)、PH调节设备(图未示)、PH检测装置(图未示)，水泵3设置在靠近进水管4的进水口处，用于将废水或污水泵入进水管4内。进水管4内设置有压力表7，且进水管4与电解槽5相连，废水或污水由水泵3进入进水管4内，经管内的压力表7进入电解槽5内。

电解槽5和沉淀槽6由一个槽体中间的隔离板8分隔而成，即槽体内的一侧为电解槽5，另一侧为沉淀槽6，隔离板8为镂空状(即设置复数过滤孔)。电解槽5内设置有阳极片9和阴极片10，阳极片9与直流电源2的正极对应相连，阴极片10与直流电源2的负极对应相连。在直流电的作用下，对电解槽5内的废水或污水进行电解絮凝。本实施例中，阳极以铝、铁等金属材质，在直流电的作用下，阳极被溶蚀，产生Al、Fe等离子，再经一系列水解、聚合及亚铁的氧化过程，发展成为各种羟基络合物、多核羟基络合物以至氢氧化物，使废水中的胶态杂质、悬浮杂质凝聚沉淀而分离。同时，带电的污染物颗粒在电场中泳动，其部分电荷被电极中和而促使其脱稳聚沉。具体地，在阳极和阴极之间通以直流电，发生的电极反应如下：

铝阳极

Al-3e→Al^3e+

在碱性条件下

Al^3e++3OH^-→Al(OH)₃

在酸性条件下

Al^3e++3H₂O→Al(OH)₃+3H⁺

铁阳极

Fe-2e→Fe^2e+

在碱性条件下

Fe^2e++2OH^-→Fe(OH)₂

在酸性条件下

4Fe^2e++O₂+2H₂O→4Fe^3e++4OH^-。

电解设备部分还包括进气管11和曝气盘管12，进气管11与电解槽5相连，用于向进气管11内提供电絮凝反应所需的气体，曝气盘管12设置在电解槽5的底部，主要起到对电解槽5内溶液进行搅拌的作用，使电絮凝反应完全。

隔离板9上设置有过滤格栅13，电解后的水通过过滤格栅13，过滤掉一些体积大的絮凝体，进入沉淀槽6内。出水管与沉淀槽6相连，在沉淀槽6内废水经沉淀后由出水管的出水口14排出，进入下一工艺。

盐类调节设备用于向电解槽体内按照不同的水质投放相应的盐，它配有相应的盐类检测装置(图未示)、盐类储存装置(图未示)和盐类分配装置(图未示)，盐类检测装置用于检测盐类调节设备的投放盐的量是否符合要求，盐类分配装置用于将盐类储存装置内的盐输送分配给盐类调节设备，盐类储存装置、盐类分配装置及盐类调节设备这三者之间通过接入口相连。

PH调节设备用于向电解槽体内投放PH药液(即图1中的酸溶液、碱溶液)，它配有相应的PH检测装置(图未示)、pH药液分配装置(图未示)，PH检测装置用于检测PH调节设备的PH投放量是否合格，pH药液分配装置用于将pH药液分配输送给PH调节设备，pH药液分配装置和PH调节设备之间通过接入口相连。

本发明设备还包括絮凝效果检测设备(图未示)，用于检测电絮凝效果是否能达到设定值，如达不到，则返回进水管4的进水口处循环处理。

本发明实施例中，沉淀槽6内设置有与水泵3相连的液位检测装置15，用于检测槽体内的水位，从而根据水位控制水泵3的启动。作为可替换的，液位检测装置15也可设置在电解槽5内。

本发明采用电絮凝法处理废水，比传统化学混凝法减少投药量1/2，污泥减少1/2以上，具有非常好的处理效果，且可降低水中盐类，降低废水的电导率，水回收率大大提高。处理时间短，处理全程＜10分钟。占地面积少，约为生物处理法的1/10～1/20；密闭式处理，不会产生臭味，以及不影响环境产生。可单独或与传统处理设备串连或并连，或直接搭配改善现有系统增加其效能以确保处理水质稳定，并符合排放标准。操作及维修简单容易，采用PLC全自动操作，人力需求少。

在水处理效果上，电絮凝对除磷酸盐的效果要优于化学混凝。当Fe²⁺＞1.6时有很好的除磷效果，水中磷酸盐的浓度超过可利用的Fe2+的化学计量比时，磷酸盐浓度的下降呈线性。电絮凝阳极产生的Fe³⁺可以通过形成FePO4或经基磷酸盐Fe₂(OH)(PO4)₂沉淀而去除，Fe³⁺水解缩聚的絮体对磷的吸咐作用也能除磷，除磷率99.5％以上。对于油脂、固体悬浮物(SS)等去除效率高。尤其对于难处理的具有独特性的废水，必要时添加电解质，催化剂等，增加处理效果，如重金属、细菌，病毒，囊孢、色素等。

本发明电絮凝设备可广泛地应用在废水处理的多种行业，如电镀废水，洗车废水，漂染和纺织废水，造纸厂废水，造船厂废水、屠宰场废水，食品和饮料厂废水等。具体地，在电镀废水(含重金属)处理中的应用中，可以克服化学法处理难以解决的问题，不仅能有效去除电镀废水中重金属离子，而且可以降低水中含盐量，使处理后的水能重复循环使用于原工序。在染料(高色度)废水处理中的应用中，具有设备小、占地少、运行管理简单、COD去除率高和脱色效果好等优点。

本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种废水的电絮凝处理设备，其特征在于，包括电控部分和电解设备部分，所述电控部分包括PLC电器柜和与PLC电器柜相连的直流电源，所述电解设备部分包括进水管、电解槽、沉淀槽和出水管，所述进水管与电解槽相连，所述电解槽内设置有与直流电源相电连的阳极片和阴极片，所述电解槽与沉淀槽相通，所述出水管与沉淀槽相连，所述电解设备部分还包括PH调节设备、PH检测装置、盐类调节设备及盐类检测装置。

2.根据权利要求1所述的废水的电絮凝处理设备，其特征在于，所述电解槽和沉淀槽由一个槽体内的隔离板分隔而成。

3.根据权利要求1所述的废水的电絮凝处理设备，其特征在于，所述电解设备部分还包括水泵和压力表，所述水泵设置在靠近进水管的进水口处，所述压力表设置在进水管内。

4.根据权利要求1所述的废水的电絮凝处理设备，其特征在于，所述阳极片为铁片或铝片。

5.根据权利要求1所述的废水的电絮凝处理设备，其特征在于，所述电解设备部分还包括与电解槽相连的进气管和曝气盘管，所述曝气盘管设置在电解槽的底部。

6.根据权利要求1所述的废水的电絮凝处理设备，其特征在于，在所述阳极片和阴极片之间通上直流电源时，所述电解槽内发生的电极反应为：

铝阳极

Al-3e→Al^3e+

在碱性条件下

Al^3e++3OH^-→Al(OH)₃

在酸性条件下

Al^3e++3H₂O→Al(OH)₃+3H⁺

铁阳极

Fe-2e→Fe^2e+

在碱性条件下

Fe^2e++2OH^-→Fe(OH)₂

在酸性条件下

4Fe^2e++O₂+2H₂O→4Fe^3e++4OH^-。

7.根据权利要求2所述的废水的电絮凝处理设备，其特征在于，所述隔离板上设置有过滤格栅。

8.根据权利要求7所述的废水的电絮凝处理设备，其特征在于，所述过滤格栅设置在隔离板上。

9.根据权利要求3所述的废水的电絮凝处理设备，其特征在于，所述沉淀槽或电解槽内设置有与水泵相连的液位检测装置。

10.根据权利要求1所述的废水的电絮凝处理设备，其特征在于，还包括用于检测电解槽内电絮凝效果是否合格的絮凝效果检测设备，所述絮凝效果检测设备通过循环管与进水管相连通。