CN1656023A - 去污设备安装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能够从污水中去除污染物的电凝(EC)系统的安装方法，包括以下步骤：(1)测量污水的导电率；(2)根据步骤(1)的结果确定能够有效去除污染物所需的EC系统中电联接的电极或是单极电极的数目；和(3)根据步骤(2)的结果估算在EC系统中施加到EC电解槽的电流和/或电压的范围。

Description

去污设备安装方法
技术领域
本发明涉及能够从工业、矿业或核过程、被污染的水、下水道、屠宰场、自助洗衣店、饭店和洗车行的污水流中去除污染物、杂质、添加剂、和/或有害物质的方法。尤其是，本发明涉及一种电凝设备安装的方法，该设备能够从污水中去除金属类、油类、脂类、洗涤剂、悬浮物、石化产品、生物和非生物的有机化合物等物质。
背景技术
当工业和人为垃圾越来越多地污染着排水沟和地下水时，污水的处理和循环使用就成为世界上日益必需的公共事业。当水资源在非常珍贵的情况下，例如在几乎没有降雨的陆地上、船上、和飞机上，水资源的循环使用就是必需的。
规定对排放到排水沟、下水道系统或以其他方式排放的大范围污染物的可接受水平的水净化标准越来越严格和具有限定性。古老的处理污染物或是净化水的方法已经不能有效地适应现在所需的这种更加严格的水净化标准。其他的污水处理方法非常昂贵，并且需要向污水中加入化学制品。还产生出来大量作为不得不处理的副产品的污泥。
工业过程是市政水资源的一个巨大使用者，并且在产生的水污染物中，包括：如铀、氰化物、铅、汞和砷的重金属，如油和脂的碳氢化合物，和各类组合物的悬浮固体。能产生污水的工业过程包括电站、矿业过程、化工厂、纺织厂、制造工业和金属加工操作。
例如工业洗衣房、酒店、游轮、飞机、屠宰场、石化工业和医院等许多工业都会产生大量污水。这类污水中包含例如清洗剂、油、脂、金属类、放射性金属类、悬浮物、石化产品、生物和非生物的有机组合物和食品饮料垃圾的污染物。
电凝技术或电凝电解槽的使用在这类技术领域中是有文献证明的，其是一种当施加了直流或交流电流和电压的电极与水溶液接触的时候，能够向水溶液中释放离子的方法。所述释放的离子导致水溶液中的可溶性金属、无机物和不稳定的胶质悬浮体的沉淀。国际专利申请WO 01/53568提供了电凝电解槽的描述。其中还描述了电气联接或不是电气联接的单极电极和双极电极的使用。能够通过例如沉淀、过滤、或是电解浮选等分离技术去除析出物或是悬浮物(絮状物)。
电凝法分解而不是破坏污水的污染物，因此凝结的污染残渣物的特性和处理是非常重要的决定因素。少量的化学稳定的絮状物优选能够保持最低的处理费用，并且阻止环境的再污染。相对其他技术，例如化学沉淀，电凝产生的固体垃圾(絮状物)要少得多，并且不需要额外加入化学制品。趋向于几乎不包含结合水的电凝絮状物有更强的抗剪切力，更容易过滤。这些因素都能够帮助处理费降到最低值。
许多因素都影响着电凝，但是最主要的因素是水溶液的化学性质，尤其是导电率。例如，如果溶液不导电，电凝就不会发生。其他相关的因素是pH值、粒度、化学成分、和电凝电解槽的设计。从现有技术认识到水溶液导电率能够通过加入如氯化钠(见美国环境保护组织，1993年9月，540，504；环境科学和工程杂志，www.esemag.com/0103/electro.html)一类的电导体来增强。相关的技术还能够从环境科学和工程杂志(2003年1月， www.eeemzg.com)中得到。额外加入的电导体，尤其是氯化钠，通常并不是一个可取的因素，尤其最后注定是为了人们消耗或淡水排水沟的净化水。从水中去掉氯化钠是非常困难，而且费用非常昂贵。
电凝过程通常还要包括一些预处理和后处理步骤，这些步骤在下列专利申请中有所说明：斯蒂芬森等申请的美国专利6,346,197；科尔和巴克利等申请的美国专利5,531,865；美国环境保护组织，1993年9月，540,504。
尽管这些电凝过程系统足以适合去除污水中的污染物，但是这类系统的一个问题是它们太过复杂，而且并不适应所有类型的污染物。没有任何一个系统能够处理来自工业和人类垃圾的污染物的可变性、浓度和数量。这样的系统不能表现出希望从各类污水中有效去除污染物的灵活性。换句话说，这样的系统使用了一些只与污水的特定组成相关的不必要的成分。例如，因为过程中主要着重于从乳化的油的污水中去除污染物，专利申请US 6,495,048中的电凝系统包含了一个选浮罐和在大多数污染物处理程序中并不需要的排放口。如上所述的巴克利的专利中，电凝系统包括了一个通常在污水处理过程中不需要的沸腾层部件。专利申请US 5,531,865描述的电凝系统包括了一个只特别应用于去除污水中的重金属的旋转真空过滤器。
发明内容
在第一个方面，本发明提供了一种能够从污水中去除污染物的电凝系统的安装方法，包括：
(1)测量污水的导电率；
(2)根据步骤(1)的结果，确定能够有效去除污染物所需电凝系统中电气联接的电极或是单极电极的数目；和
(3)根据步骤(2)的结果，估算在电凝系统中施加到电凝电解槽的电流和/或电压的范围。
步骤(1)能够通过任何适合的方式完成，例如，使用技术领域内众所周知的电导探示器。
对于步骤(2)，会察觉步骤(1)得到的导电值取决于所选择的污水的化学性质，也就是“样品基质”。例如，涉及到含有如油、脂一类的非极性污染物的污水，其导电率小于含有极性性质的污染物的如下水沟一类污水的导电率。还能察觉到离子型或导电型的污染物的导电率要比极性或非极性污染物的导电率高，这类离子型或导电型的污染物例如包括重金属的金属和如氰化物、氟化物的阴离子。
例如，对于含有放射性物质的污水处理过程，其放射性物质中可能含有单体氧化物、卤化物和包括放射性同位素或有能力形成放射性同位素的盐，取决于污水的化学性质，污水的合适的导电值是在300-2000μS/cm之间。对于含有氰化物的污水，其合适的导电值是在3300-4000μS/cm之间。
能够察觉到不同污水样品的导电率的范围在下列情况可能是不同的：适合于包括机油的污水和从纺织厂排放的包括染料的污水的相对比较低的值(200-500μS/cm)，适合于从淋浴、盥洗池中排放出来的污染不是很厉害的污水的相对中等值(500-1000μS/cm)，以及适合于饭店污水、含放射性物质的污水、电镀排水渠、金属尾矿池和研磨电路排水渠(涉及到机械工厂的研磨器械)的较高值(＞1000μS/cm)。
对于步骤(2)，根据上面的描述可以认为，适合较高导电值的单极电极的数目是8个单极电极中的2个，适合中等值的数目是8个单极电极中的2到4个，适合较低值的数目是8个单极电极中的4到8个。特别注意的是，在一个8电极系统中，所有的电极之间的距离都是固定的。
当在电凝系统中使用大量的电极时，例如15、18和24个电极，通常情况下，单极电极的数目将会增加，但是也有可能因为电压降低和电流的增加而保持不变。本发明实施例1显示出这个倾向。然而，随着导电率和电压的增加以及电流的减少，使用的单极电极的数目在实质上有可能减少〔实施例1(d)〕。
优选地，在本发明过程中，在将要安装电凝系统的位置上提取特殊污水流的初始样品。然后，样品先是如上描述一样检测导电率，然后使用一个如下文所述的台式电凝(EC)系统或是电路。
能够察觉到，通过使用台式电凝系统，特殊样品的例如电凝电解槽的连接电极数目、电压和电流的这些电凝变量能够通过试验确定。
同样，如果需要，例如制作电极的材料、污水的pH值、电极间距离、污水电解槽的滞留时间、流速和电极表面积的其他变量也可以确定，在某些情况，与本发明方法的步骤(1)中测定的初始导电值有关。优选地，步骤(1)通过独立地使用台式电凝系统完成，但是在某些情况，步骤(1)可以通过使用台式电凝系统的电导探示器或微处理器部分完成。
可以观察到，如上所述，通过试验能够决定和检测步骤(2)和(3)得到的结果，并且该结果提供高效的，成本效率好的，安装在工厂的，能处理包括上述的许多不同种类的污水渠的污水的电凝系统的方法。考虑到上述提及的污水中特殊污染物组分的参数，如果电凝电解槽的构造没有安装正确，就不能够有效去除污染物。
在步骤(2)和(3)中的台式电凝系统有可能决定较低值(L)、中等值(M)和较高值(H)的电压和电流，其中涉及的L、M和H的电压和电流范围在实施例3中给出。
因此，提供的电压和电流适合在九个不同的级别，L-L、L-M、L-H、M-L、M-M、M-H、H-L、H-M和H-H。因此，例如：当导电值较低，电压-电流类别为H-H时，通常会连接电凝电解槽中的所有8个电极；当导电值较高，电压-电流类别为L-L时，通常会连接8个电极中的2个。
然而，必须指出的是，，通常如果得到一个L-L级别，在EC电解槽中不会发生反应，而如果得到一个H-H级别，由于可能发生非常快速地且不必要的电极损耗而成为不希望得到的。
电压-电流级别的确定方法可以通过以上给出的样品基质的标准和控制电压和电流增减的自耦变压器决定。通过下文图2-3优选的具体设备的描述，自耦变压器可以是台式电凝系统中电凝电解槽中的一部分。
附图说明
以下附图是本发明的优选的具体实施方式的参考，包括：
图1是本发明步骤(2)和(3)中使用的间歇式或台式电凝系统图。
图2是图1所示的电凝系统中使用的电凝电解槽的正面图。
图3是图2所示的电凝电解槽的侧面图。
图4是电凝系统的局部视图，该系统按照本发明方法安装，适用于处理含铀污染物的污水的初步过程步骤。
图5是电凝系统的局部视图，该系统按照本发明方法安装，适用于从污水中进行电凝处理，分离和去除固体物质的初步过程步骤。
图6是电凝系统的局部视图，该系统是另一种可以通过电凝电解槽分离和去除污水中的固体物质的方法。
图7是一个支承组合件的示意图，该组合件可以适用于大多数图5或图6中所示的电凝电解槽使用的双极和单极电极。
具体实施方式
在台式的EC系统1最简单的构造中(如图1)，包括一个进料罐2，和引起水的流速变化的装置3，例如一个蠕动泵和一个EC电解槽4。优选地，在与EC电解槽保持流动连接中也可以包括一个出料罐5
图2和3分别显示了电凝电解槽4的正面和侧面图，其中主要细节包括：机架4A、前墙4M、有控制旋钮4N的自耦变压器4B、电压显示仪表盘4C、电流显示仪表盘4D、开关键4E、灯开关键4F和将墙板4H连接到内支架(没有显示)的揿钮4G。还显示了在侧墙4P里用于内部冷风机(没有显示)的格子4J，用于将导体连接到电极(没有显示)的插销插座的手动连接4K，以及电源出口4L。
手动连接4K通常可以用导线或是导体(没有显示)连接，该导线或导体可以用鳄鱼夹连接到电极。因此，在8个电极的系统里，连接电极的数目可以在2-8之间变化。
从图2-3中通过试验发现，电流可以通过特定的电压值决定，从而能够确定所描述的L-L到H-H级别。因此，通过本发明步骤(1)和样品基质的种类可以快速且有效地调节单极电极的数目。图1中还显示了在输水管道8C里有发动机m的输送泵8A和球阀8B。还有将电凝电解槽4电气联接到电源部件8的控制电路6。电路6一直电气联接到7上的装置，且泵3也通过导体9连接在装置上。
蠕动泵3的流速可以在0.2-3.0L/min之间变化。因此，如果合适，可以在将污水通过泵(没有显示)排放到出料罐5之前，使选定流速的污水流过电凝电解槽4。
从台式电凝电解槽中得到的电压和电流值主要根据以下必要参数：
(1)电气联接到DC电源的电极数目；
(2)电解槽中电极的总共的湿表面积；
(3)电极间空隙的大小；
(4)污水导电率；
(5)流速；
(6)通过电凝电解槽的污水的电解槽滞留时间。
技术人员通过试验确定最佳参数，并且参数(2)、(3)、(5)、
(6)可以保持稳定。一旦从图1所示的台式电凝系统得到最佳参数，这些参数能够在一个标准系统中按比例增加。
可以观察到，与具有较高流速，即流速在5-100L/min之间的按照本发明方法安装的EC系统相比，如上所述的较低流速，即流速为1L/min的台式EC系统则需要较小的电解槽结构，该电解槽有较少数量的电极和较小总功率(电压和电流)。
其他重要因素有通过电解槽的溶液的线性速率和电解槽滞留时间。例如，层流优先于湍流，从而优选的电凝电解槽4采用了一系列不会产生弯曲水流或湍流的平行电极。如果层流在一些特定污水样品，例如含铀污染物的污水中，是所需的，那么下面的参数和电凝设置是优选的：(a)7秒钟的电解槽滞留时间；(b)通过电解槽的线性流速；(c)在电解槽底部定向溶液入口；和(d)在电解槽顶部且与溶液入口点垂直的溶液出口。
在通过台式模型的电凝处理之前，也可以先评估污水样品的悬浮固体比率、固体粒子大小和pH值。这些评估的结果可以说明是否建议安装电凝预处理步骤，例如水力旋流器或去除悬浮固体的过滤器，和能够将pH值控制在一个合适范围内的pH监控器。根据特定的污水流能够选择最佳的预处理过程步骤。
以下是可以处理含铀污染物污水的图4-7的详细描述。图4-7中的电凝系统可以去除污水流中超过99.5％的铀。
在图4-7所示的EC系统安装设备的设置和安装之前，先取得用于处理的污水样品。测定污水导电率，且发现有如实施例1描述的多样值。在实施例1的描述中还确定了8电极EC电解槽中单极电极的数目、电压和电流范围。
如图4-7所示，上述安装去除污染物过程的方法导致了一个适合于处理含有铀污染物污水的电凝系统，并且该方法包括了本发明安装方法的优点。
以下是从污水中去除铀污染物的优选体现：
在污水通过电凝处理以前，有必要进行污水预处理。优选地，该预处理过程包括去除多余的悬浮固体和控制污水的pH值。
如果污水含有高比例的悬浮固体(高于200mg/L)，当污水进入预处理过程时，需要在罐10(图4)中一直搅拌，使其固体保持悬浮状态。如高速搅拌机11的搅拌器能够阻止固体的停滞，并使固体保持在悬浮状态。高速搅拌机11有一个转动轴11A，并且通过发动机11B转动。每个罐也提供一或多个隔板12，从而促使固体保持悬浮状态。
污水通过有由一个发动机14A起动的泵13D的导管13从罐10流向水力旋流器14。该水力旋流器14使用离心力将悬浮固体从水流中分离出来，从而提供了200mg/L或更低的固体浓度。
优选地，旋风器是一个非机械的卷轴似的滚筒。
优选地，旋风器的直径小于0.5米。
可以使用大量平行的旋风器处理超过单独旋风器能力的大量水流。
从旋风器出来的滤泥和残留物直接进入污泥增稠罐15。仍然含有悬浮固体的液体溢出物直接流向罐16。
污泥增稠罐15使用高速搅拌机和增稠剂来使固体分子凝聚成块。
优选地，增稠剂或絮凝剂是长链的碳氢化合物(长度上高达100个碳原子)。
更优选地，增稠剂是聚合电解质。优选的聚合电解质是阴离子的聚合电解质(有阴离子端基的两个长链的碳氢化合物)，例如从通用贝迪(GEBetz)得到的AE1125(正式名称为贝迪水处理公司)。
其他可以加入到污泥增稠罐15来促进粒子生长和快速沉淀的凝聚剂包括KlarAid型、Novus CB型水分散性聚合物和Novus CE型乳状聚合物。污泥通过用于处理的导管15A处理。从水力旋流器出来的滤泥通过导管18进入罐15。
水力旋流器14中的液体溢出物通过导管19进入罐16。如图所示，高速搅拌器在罐16和17中搅拌污水，并且在罐17的水位下放置一个pH传感器20以测定在连续状态下，使用了自动控制器或微处理器21的污水的pH值。从导管22流出的污水pH值的信息传到控制器21，该控制器21能够调节从罐16A流向罐16的酸或碱溶液的控制阀13E的操作。
如果污水pH值高于9.5，将罐16A中制备的酸溶液加入混合罐16。优选地，酸溶液是无机酸，如硫酸或是盐酸。
如果污水pH值低于3.0，将碱性溶液加入到混合罐16。优选地，碱性溶液为氢氧化钠或氢氧化钾或如氢氧化钙或石灰的碱土金属类。这些系统能够将电凝中pH值控制在一个理想范围里，并且pH值可以调节到任何理想范围。例如，将pH值保持在5.5到8.5之间可以进一步增强电凝的性能。通过自动控制系统，pH值的变化控制在理想pH值的正负0.5偏差之内。
如果污水中悬浮固体粒子大于100μm，从导管25流出的污水需要经过一对过滤器24，该过滤器24通过去除微米和超微米粒子(0.5-1.5μm)净化污水。过滤器可以是带式压滤器或板式或框式过滤器，且为防止一个过滤器需要维修，优选地，至少需要两个过滤器。还要提到流速控制阀26，该控制阀控制从导管25、29和30的流进和流出过滤器24的流速。
在33中收集和处理从导管27、28和28A中流出的过滤器滤泥中的固体物质。
从过滤器24出来的液体溢出物从导管31流到罐32。搅拌器在罐32里搅拌污水，并且在罐32的水位下放置一个导电探测器34用以测量连续状态中的污水导电率。
混合罐32中的流出物从导管40流入到进料罐41的电凝处理区39进行电凝。优选的电凝电解槽的具体设备在公开号为WO 01/53568的国际专利中有所描述。
包括罐41、电凝电解槽42、凝结罐43和导管44和45的电凝处理区39能够通过沉淀、聚结、凝结或其他分离方法从污水中减少铀和/或其他放射性物质的方法处理污水。通过电凝电解槽42中的污水的电流经由大量的平板金属电极同时释放金属阳离子、水阴离子和减少铀离子的激发。发生了铀络合物从水中析出，并形成固体凝结物的电化学反应。和对罐15描述的一样，在罐43中加入絮凝剂。
电极经由规定电缆和母线装置(1)电气联接到DC电源上，如需要，该母线装置(1)直接用螺栓(2A)固定在每一个单极电极(2)上(图7)。图7还显示了一个能够用于图5和6中的电凝电解槽的单极2和双极3的装置。
优选地，如图1所示的电凝系统决定，如果电凝电解槽包括25个电极间距为3毫米的电极和9个连接到DC电源的电极接头，那么如实施例1所示，用于电凝电解槽的电压在35-110伏(DC)之间，电流在250-490安之间。当然，这些数值还要由含有铀污染物的污水的样品基质的变化特性决定。
控制电凝系统的动力系统可以自动促进精确控制，并提供控制电凝处理区39的弹性。
优选地，将电凝处理区39和相关的动力系统设计为紧凑和便携的，以促进其在工厂和矿场的运输和使用。
电凝槽42中的流出物通过一个闭合、密封的塑料导管45流向凝结罐43，该导管45连接流向凝结(混合)罐43的罐流出管口。这个密封的导管45能够确保水蒸气或浮质不会进入大气中，并且被流过导管45中的局部真空减少的水流体吸进混合罐43。
在混合罐43中加入絮凝剂可以促进在流出的污水中的固体粒子的重力分离，还可以中和污水中的阴阳离子。适合的絮凝剂的例子可以在通用贝迪目录( www.gebetx.com)中找到，并且絮凝剂中包括阳离子乳液聚合物和如Novus CE型乳液聚合物、如上所述的聚合电解质和AE1125的阴离子乳液聚合物。
污水可以从导管46流入沉淀罐47，在沉淀罐47中停留一个小时。然后，污水可以从导管48A中流入一个污泥增稠罐48，在其中发生粒子大小增加、快速沉淀和重力分离。从污泥增稠罐48出来的滤泥可以在处理前先经过去水或干燥，再经由导管49流向合适的处理位置。
图6所示是如图5所示的另一个具体实施方案，从沉淀罐47出来的液体还可以通过导管51流向沙滤或是其他的机械过滤系统50，例如，用于净化从沉淀罐47流出的液体的板式和框式的压滤机或是带式压滤机。该液体是由泵13D吸出并通过导管51流出的。
从污泥增稠罐48或是过滤系统50中流出的溢出物可以通过导管50A或50B流进一个储藏罐54，该罐54可以使污水先经过导管58，再经过导管55流入到电凝处理区39。任何排出过程都可以经过导管56。可以观察到，根据第一次循环处理中去除铀的有效作用，污水任何的第二次经过电凝处理区都可以是不需要的。对排放处理过的污水的一个选择是再利用，或再循环处理过的水。这一点对水用量非常高的工业应用尤其有利。任何再循环的水通过导管59流出。
可以对去除铀过程进行修改。根据污水的种类或组分，任何预处理或后处理都是可以被省略掉的。
当本发明所描述的特别涉及铀去除的电凝系统的安装方法的时候，可以发现，在一个修改的形式里，本发明也可以用于从废水中去除其他放射性物质的电凝系统的安装。当处理的污水中含有其他放射性物质的时候，可能需要附加的或修改的预处理和后处理程序步骤以对付放射性物质的不同的化学性质。不同的电压和电流、不同的流速和电解槽滞留时间、不同的电凝电解槽的构造、不同的污水pH值和导电率和不同的电极都是对电凝有效的。
技术人员可以参照下列非限制性的例子，使得更容易理解本发明，并且更容易达到实际效果。
实施例1
下面的例子用于包括例如U3O8的双氧铀的所有放射性物质。
(a)固定流速为100L/min，电解槽滞留时间为6.99秒下的电凝参 数
电凝电解槽包括25个每个电极间距为3mm的电极。整个湿润的电极表面积是8.16m2。连接到DC电源的电源接头连接9个电极。如果溶液的导电率是330+/-15％μS/cm，那么电解槽需要的电压和电流为75+/-15伏和314+/-15％安。
(b)固定流速为100L/min，电解槽滞留时间为6.99秒下的电凝参 数
电凝电解槽包括25个每个电极间距为3mm的电极。整个湿润的电极表面积是8.16m2。连接到DC电源的电源接头连接9个电极。如果溶液的导电率是630μS/cm，那么电解槽需要的电压和电流为55+/-15％伏和404+/-15％安。
(c)固定流速为100L/min，电解槽滞留时间为6.99秒下的电凝参 数
电凝电解槽包括25个每个电极间距为3mm的电极。整个湿润的电极表面积是8.16m2。连接到DC电源的电源接头连接9个电极。如果溶液的导电率是1,230μS/cm，那么电解槽需要的电压和电流为39+/-15％伏和490+/-15％安。
(d)固定流速为100L/min下的电凝参数
电凝电解槽包括24个每个电极间距为3mm的电极。整个湿润的电极表面积是7.82m2。连接到DC电源的电源接头连接2个电极。如果溶液的导电率是20,000μS/cm，那么电解槽需要的电压和电流为102+/-15％伏和306+/-15％安。
实施例2
下面的例子用于从如铝熔炉的工业过程的污水中去除游离或络合的氰化物的电凝系统的安装。污水中可能包括如氰化钠的游离氰离子以及如铁氰化钠和亚铁氰化钠的络合氰离子。作为确定流入到排水沟、下水道或其他地方的水中的大量污染物的可接受标准的水纯度规则，规定排放到水中的总氰化物的含量小于0.1mg/L。图4-7中所示的EC系统和本例子中类似。
如果污水的pH值高于8.2，在污水中加入如前所述的图4-7的具体实施方案中的酸溶液。
如果污水的pH值低于7.0，在污水中加入如前所述的图5的具体实施方案中的碱溶液。该系统能够使电凝中pH值保持在一个理想范围里，并且pH值可以调节到任何理想范围内。例如，将pH值保持在7.2到8.0之间可以进一步增强电凝的性能。通过自动控制系统，pH值的变化能够控制在理想pH值的正负0.5偏差之内。
氰化污染物的污水导电率在3300-4000μS/cm之间，并被认为是高导电率。
优选地，电凝电解槽是用不锈钢制作的，如选自奥氏体群的合金。
更优选地，由于低的制作成本和如抗腐化、抗高温和低磁灵敏度的理想性质，使得电极是由合金304和316制作的。
最佳的电凝电解槽参数通过使用图1中的台式电凝系统计算出来的。
使用每个电极间距为3mm的3个单极电极和15个双极电极。用于电凝电解槽的电压为85-100伏(DC)，电流为285+/-15％安。
优选地，图5中的导管44和45是用非导电的塑料制作的。
优选地，塑料选自于PVC-U(不加增塑剂的氯乙烯聚合物)、PVC-C(后氯化PVC-U)和ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)。
最优选地，由于其在高浓度和高温度(高达90摄氏度)下抗酸碱而使用PVC-C。而PVC-U和ABS优选使用于温度不高于60摄氏度的应用中。
如图5和6中所示，经电凝处理过的污水可以先经导管58，再经导管55进入到电凝处理区39再次处理。由于经第一次的循环处理有效去除氰化物，所以可以不需要第二次将污水通过电凝处理区39的处理。排放处理过的污水的一个选择是再利用，或再循环处理过的水。这一点对水用量非常高的工业应用(例如在铝熔炉中)尤其有利。任何再循环的水通过导管59流出。
可以对去除铀过程进行修改。根据污水的种类或组分，任何预处理或后处理都是可以被省略掉的。
实施例3
表1显示了应用于EC电解槽的电压和电流的理想范围和能够有效去除栏内污染物的最佳电极类别。
表1中还显示了本发明的安装方法还可以用于处理含有高BOD(生化需氧量)和高COD(化学需氧量)的污水，从而使其数值减少到适合排放的数值。
所有的试验数据是使用图1中所示的台式EC系统和步骤(1)到(3)的安装方法完成的。需要通过试验达到最佳的试验参数。
通常使用8电极系统，并且依据污水样品的导电率确定连接到供应电源的电极(即单极电极)数目。连接单极的数目是作为变化的污水导电率的系数计算的。如上所述，导电率高的污水使用2个单极电极。导电率低到中等的污水使用4-8个单极电极。每个电极之间的间距是固定并且有规则的。
通过EC电解槽的污水流速是1L/min。
下列数据表示低、中和高等级的电压和电流：
伏
5-20V-低  20-60V-中  60-90V-高
安
2-5A-低  5-7.5A-中  7.5-11A-高
实施例4
下面的例子用于从污水样品中去除染料和纺织品污染物的EC系统。
样品中的污染物有：颜料、悬浮固体、油和脂。
样品是织物洗涤系统中的黄色的水。
原始样品的pH值是7.9，导电率是460μS/cm。
试验使用从中到高的电压和电流。
试验结果
使用以下参数达到最成功的处理：
电极类别：铝
电极数目：8
接头数目：4(1、3、6、8)
电压：80伏
电流：5.6安
生成的凝结物：伴有缓慢沉淀的小比重的泡沫，证明是清洁剂和染料。
残留液是淡黄色。
样品没有经过任何pH值或导电率的调节。
实施例5
下面的例子用于从污水样品中去除淋浴池和盥洗池污染物的EC系统。
样品中的污染物有：悬浮固体(污垢)、TP(总磷清洗剂)。
样品是溶液中带有肥皂泡沫和污垢的灰色的水。
样品中有一些悬浮粒子，在处理时搅动样品。
原始样品的pH值是5.4，导电率是780μS/cm。
试验使用从低到中的电流和中等电压。
试验结果
使用以下参数达到最成功的处理：
电极类别：铝
电极数目：8
接头数目：4(1、3、6、8)
电压：35伏
电流：4.8安
我们注意到该污水样品的导电率要比实施例4中的污水样品的导电率高。因此需要较低的电压和类似的电流达到了相同电解槽结构的电凝。
生成的凝结物：小比重的泡沫凝结物，并且有很清晰的水层。能观察到非常有效地去除了污垢和清洁剂。
水的再循环是处理过程的一个选择。
样品没有经过任何pH值或导电率的调节。
实施例6
下面的例子用于从污水样品中去除饭店排放的污染物的EC系统。
样品中的污染物有：悬浮固体、总磷(TP清洗剂)、食品、油和脂(食用油)、BOD(生化需氧量-食品蛋白质)、总凯氏氮(TKN-营养品)。
样品是溶液中带有食品粒子的灰/棕色的水。
优选地，样品在处理前进行预过滤。
原始样品的pH值是5.5，导电率是1,150μS/cm。
试验使用从中到高的电压和高电流。
试验结果：
使用以下参数达到的最成功的处理：
电极类别：铝
电极数目：8
接头数目：4(1、3、6、8)
电压：50伏
电流：9.5安
产生的凝结物：由于高BOD含量，产生了高比重/大体积的泡沫凝结物。也去除了脂肪和油脂。有非常清晰的水层。方法非常成功。
水的再循环是处理过程的一个选择。
样品在处理中需要调节pH值。由于样品中存有食用盐，其导电率高。
实施例7
下面的例子用于从汽车服务设备的污水样品中去除机油污染物的EC系统。
样品中的污染物有：悬浮固体、TP(清洗剂)、汽车的油和脂(机油)、石化产品、溶解性金属。
样品是溶液中带有污垢和清洗剂的棕/黑色的油脂乳化液。
原始样品的pH值是6.8，导电率是490μS/cm。
试验使用中等电压和从低到中的电流。
试验结果
使用以下参数达到最成功的处理：
电极类别：铝
电极数目：8
接头数目：4(1、3、6、8)
电压：51伏
电流：3.0安
产生的凝结物：高比重/小体积的凝结物。去除了油和脂、污垢和其他成分。有非常清晰的水层。因而方法是成功的。
水的再循环是处理过程的一个选择。
处理方法通过广范围的pH值和导电率调节。
实施例8
下面的例子用于从污水样品中去除电镀污染物的EC系统。
样品中的污染物有：悬浮固体、TP(清洗剂)、汽车的油和脂(机油)、石化产品、溶解性金属。
样品是溶液中带有微量氰味的牛奶色的水。
原始样品的pH值是6.0，导电率是850μS/cm。
试验使用高电压和高电流。
试验结果
使用以下参数达到最成功的处理：
电极类别：铁
电极数目：8
接头数目：4(1、3、6、8)
电压：70伏
电流：9.6安
产生的凝结物：小比重的绿色金属凝结物。有非常清晰的水层。因而方法是成功的。
水的再循环是处理过程的一个选择。
检测出轻微的气味，从而应该检查流出物是否是氰化物。可能需要附加的氰化物去除处理。
处理方法通过广范围的pH值和导电率调节。
实施例9
下面的例子用于污水样品中去除研磨电路污染物的EC系统。
样品中的污染物有：悬浮固体、TP(清洗剂)、汽车的油和脂(机油)、溶解性金属。
样品是溶液中来自研磨电路的白色的水。
原始样品的pH值是10.02，导电率是1,320μS/cm。
试验使用中等电压和高电流。
试验结果
使用以下参数达到最成功的处理：
电极类别：铁
电极数目：8
接头数目：2(1、8)
电压：40.0伏
电流：9.9安
产生的凝结物：以绿色金属/研磨油为基础的凝结物，浓厚泡沫，快速沉淀，大体积，开始时沉淀为小体积。沉淀上层是清液。
样品在处理时的pH值控制在6.2(优选范围6-6.5)。
高导电率样品仅仅需要两个电极接口。
实施例10
下面的例子用于从污水样品中去除电镀污染物的EC系统。
样品中的污染物有：溶解性金属、来自电镀过程的清水中的CN(氰化物)。
原始样品的pH值是7.2，导电率是2,230μS/cm。
去除金属的试验使用从低到中的电压和高电流。
去除氰化物的试验使用高电压和从低到中的电流。
试验结果
处理1-去除金属
电极类别：铁
电极数目：8
接头数目：4(1、3、6、8)
电压：20.0伏
电流：7.6安
产生的凝结物：以棕/绿色金属为基础的凝结物。浓厚的泡沫，快速沉淀，初时为大体积、沉淀为小体积。
沉淀以上得到清液。
氰化物的味道仍然存在。
处理2-去除氰化物
电极类别：不锈钢
电极数目：8
接头数目：2(1、8)
电压：85.0伏
电流：3.0安
产生的凝结物：黄/橙色氰化物为基础的凝结物。没有泡沫，缓慢沉淀，小体积。
沉淀以上层得到清液。
没有明显的氰化物气味。
实施例11
下面的例子用于从污水样品中去除石化污染物的EC系统。
样品中的污染物有：碳氢化合物和COD(化学需氧量)。
样品是溶液中证明有碳氢化合物和COD存在的白/灰色的水。
原始样品的pH值是7.0，导电率是2,580μS/cm。
试验使用中等电压和高电流。
试验结果
使用以下参数达到的最成功的处理：
电极类别：铝
电极数目：8
接头数目：4(1、3、6、8)
电压：45.0伏
电流：9.9安
产生的凝结物：浓厚的泡沫，快速从大体积沉淀为小体积。
有非常清晰的水层。
样品处理中没有pH值的调节。
以下是本发明安装方法的优点：
(1)该方法导致了一个能够最大化去除特定污水样品中的污染物的定制的电凝系统；
(2)氯化钠或其他导电物质的加入不是必需的，甚至在某些情况下可能是不希望的；
(3)在过程中仅使用最少量的化学物质；
(4)在安装位置安装电凝系统之前，可以通过评估污水样品基质来决定所需要的预处理和后处理过程步骤，从而导致了一个为污水中特定污染物定制的简单和紧凑的系统；
(5)根据本发明安装的电凝系统导致了一个可以避免不需要的，由于要替换坏了的正负电极的停工时间，并且提供一个易于维持的系统；
(6)根据本发明安装的电凝系统能够使污水在一个连续流动处理的基础上进行处理，使其能够对大量水进行快速处理；
(7)根据本发明安装的电凝系统导致了一个小体积的，水性的稳定污泥，该污泥易于从液体水流中分离出来，以进行后续处理。典型地，相对于传统方法，根据本发明安装的电凝系统产生的污泥量更少；
(8)处理过程能够有效地同时进行多个污染物的处理；并且，
(9)根据本发明安装的电凝系统是自动的、紧凑的和便携的。
                     表1
  污染物   电极材料     电压     电流
  BOD     铝     低     高
  COD     铝     中     高
  TKN     铝     中     中
  TP     铝     中     低
  悬浮固体     铝     低     低
  渣滓的大肠菌&藻类     铝     中     高
  油&脂     铝     中     高
  总HC’s     铝     中     高
  苯     铝     高     高
  硫酸盐     铝     高     高
  颜料     铝     中     中
  铝     铁     中     中
  砷     铝     低     高
  锑     铁     高     高
  钙     铁     中     中
  镉     铁     高     高
  钴     铁     高     高
  铬     铁     中     高
  铜     铁     中     中
  铁     铁     中     中
  铅     铁     中     高
  镁     铁     中     中
  锰     铁     中     中
  汞     铁     高     中
  钼     铁     高     高
镍 铁 高 中
硅酸盐 铁 高 中
  锡     铁     中     中
  钒     铁     高     高
  锌     铁     中     中
  氰化物     不锈钢     高     高

Claims (19)

1.从污水中去除污染物的电凝(EC)系统的安装方法，包括以下步骤：
(1)测量污水的导电率；
(2)根据步骤(1)的结果，确定能够有效去除污染物所需的EC系统中电气联接的电极或是单极电极的数目；
(3)根据步骤(2)的结果，估算在电凝系统中施加到电凝电解槽的电流和/或电压的范围。
2.如权利要求1所述的方法，其中步骤(2)既可以从污水的化学性质也可以从步骤(1)的结果中得到，从而决定了导电率的范围选自：(a)在200-500μS/cm之间的低导电率的，连接总电极数为8的电极系统中的4-8个单极电极，(b)在500-1000μS/cm之间的中等导电率的，连接总电极数为8的电极系统中的2-4个单极电极，(c)在1000μS/cm以上的高导电率的，连接总电极数为8的电极系统中的2个单极电极。
3.如权利要求1所述的方法，其中当EC系统中的电极数目超过8个时，单极电极的数目保持不变，同时减少电压，增加电流。
4.如上述任意权利要求所述的方法，其中步骤(1)是通过使用污水样品的电导探示器完成的。
5.如权利要求4所述的方法，其中步骤(2)是通过使用带有进料罐和EC电解槽的台式EC系统完成的，所述进料罐装置提供不同流速下的液体流。
6.如权利要求5所述的方法，其中台式EC系统还包括一个与EC电解槽及其下游保持流动连接的出料罐。
7.如上述任意权利要求所述的方法，其中提供大量的能够安装在EC电解槽里具有释放能力的单极电极。
8.如上述任意权利要求所述的方法，其中步骤(3)是通过使用选自下列电压和电流范围的类型完成的：
(a)低电压—低电流
(b)低电压—中电流
(c)低电压—高电流
(d)中电压—低电流
(e)中电压—中电流
(f)中电压—高电流
(g)高电压—低电流
(h)高电压—中电流
(i)高电压—高电流
其中低电压是5-20伏，中电压是20-60伏和高电压是60-90伏，并且低电流是2-5安，中电流是5-7.5安和高电流是7.5-11安，因而(a)到(i)中的一个或多个类型可能决定一个特定污水样品的最佳电压和电流。
9.如权利要求8所述的方法，其中对于具有460μS/cm的低导电率样品，步骤(3)是通过先使用类型(e)，再使用类型(i)完成的。
10.如权利要求8所述的方法，其中对于具有780μS/cm的中导电率样品，步骤(3)是通过先使用类型(d)，再使用类型(e)完成的。
11.如权利要求8所述的方法，其中对于具有1150μS/cm的高导电率样品，步骤(3)是通过先使用类型(f)，再使用类型(i)完成的。
12.如权利要求8所述的方法，其中对于具有490μS/cm的低导电率样品，步骤(3)是通过先使用类型(d)，再使用类型(e)完成的。
13.如权利要求8所述的方法，其中对于具有850μS/cm的中导电率样品，步骤(3)是通过使用类型(i)完成的。
14.如权利要求8所述的方法，其中对于具有1320μS/cm的高导电率样品，步骤(3)是通过使用类型(f)完成的。
15.如权利要求8所述的方法，其中对于具有2230μS/cm的高导电率样品，步骤(3)是通过先使用类型(c)，再使用类型(f)完成去除金属的。
16.如权利要求15所述的方法，其中对于具有2230μS/cm的高导电率样品，步骤(3)是通过先使用类型(g)，再使用类型(h)完成去除氰化物的。
17.如权利要求8所述的方法，其中对于具有2580μS/cm的高导电率样品，步骤(3)是通过使用类型(f)完成的。
18.可以用于权利要求1的台式电凝系统，包括：
(1)进料罐；
(2)在与进料罐保持流动连接中，引起液体流速变化的装置；和
(3)在与所述装置保持流动连接中，具有一个变化的电压控制的EC电解槽。
19.如权利要求18所述的台式EC系统，其中所述能够产生流速的装置是蠕动泵。
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