CN205187952U - 一种电絮凝气浮实验教学装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电絮凝气浮实验教学装置，包括废水储槽、底部为斗形污泥斗的电解池、斜板沉淀池、砂滤池和直流电源；电解池内设有多个与直流电源相连的电极板，电解池内下部与电极板垂直的方向设有带进水孔的进水管，所述进水管通过管道与废水储槽相连，电解池靠近上端侧面设有带出渣口的集渣槽，电解池另外一侧上部设有位置比集渣槽低的电解池出水口，所述斜板沉淀池内侧面设有配水槽、与配水槽相连的沉淀池进水口和污泥槽，斜板沉淀池位于污泥槽上方设有多个沉淀斜板，斜板沉淀池内上方设有带出水孔的沉淀池出水管，本装置具有污水处理速度快、简单直观、小巧实用，能清晰的展示污水处理过程，可以满足高校开展相关实验教学的需求。

Description

一种电絮凝气浮实验教学装置

技术领域

本实用新型涉及一种实验教学展示装置，特别涉及一种电絮凝气浮实验教学装置。

背景技术

电絮凝气浮法是电化学处理废水方法中的一种,它具有凝聚、吸附、浮上、氧化还原等作用,可去除的污染物种类广泛,反应迅速,适用的pH范围宽,所形成的沉渣密实,澄清效果好。电絮凝气浮法近年来广泛应用于水处理方面,和生物处理相比,电絮凝气浮法不受水质水量变动的影响,出水水质比较稳定,尤其是对BOD₅/COD比值较低、难以生物处理的垃圾渗滤液,有较好的处理效果,因此得到了越来越多的重视。

其原理是：

以铝、铁等金属为阳极，在直流电的作用下，阳极被溶蚀，产生Al³⁺、Fe²⁺等离子，在经一系列水解、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。另外阴极产生H₂，以微气泡的形式放出，从而带动絮凝体上浮，方便将其除去。废水进行电解絮凝处理时，不仅对胶态杂质及悬浮杂质有凝聚沉淀作用，而且由于阳极的氧化作用和阴极的还原作用，能去除水中多种污染物。

电极反应如下:

阳极氧化Al→Al³⁺+3e

阴极还原2H₂O+2e→H₂+2OH^-

总反应为2Al+6H₂O→2Al(OH)₃+3H₂

此外，电解本身的还原作用也可以对污染物起到降解作用。

利用絮凝气浮法进行污水处理实际效果还不是很理想，对于电絮凝气浮法处理废水相关实验研究系统的组建，也尚未有相关报道，因此需要一种既能够进行教学实验展示，让人能够清楚的看到电絮凝气浮法处理废水的过程，又能对处理方式进行研究优化的实验装置。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的技术问题，本实用新型提供的技术方案是：

一种电絮凝气浮实验教学装置，包括废水储槽、电解池、斜板沉淀池、砂滤池和直流电源；所述电解池底部设斗形的污泥斗，电解池内设有多个与直流电源相连的电极板，电解池内下部设有带多个进水孔的进水管，进水管一端封闭，另外一端伸出电解池侧面通过管道与废水储槽相连，电解池一侧面上部设有带出渣口的集渣槽，电解池另外一侧低于集渣槽上边缘水平线位置设有电解池出水口；

所述斜板沉淀池内侧面设有配水槽和与配水槽相连的沉淀池进水口，所述斜板沉淀池内位于配水槽下方设有污泥槽，所述斜板沉淀池内位于污泥槽上方设有多个沉淀斜板，污水通过沉淀池进水口进入配水槽，向下流入污泥槽，然后向上流过沉淀斜板，所述斜板沉淀池内上部设有带出水孔的沉淀池出水管，所述电解池出水口与沉淀池进水口及沉淀池出水管与砂滤池均通过管道相连。

作为优选，所述一种电絮凝气浮实验教学装置的废水储槽尺寸范围为：180×130×60-280×230×160mm，电解池尺寸范围为：130×50×175-230×150×275mm，斜板沉淀池尺寸为170×150×110-270×150×210mm，砂滤池内径为190-290mm，砂滤池高为128-228mm。

作为优选，所述一种电絮凝气浮实验教学装置的电解池内电极板为6-10个，所述斜板沉淀池内沉淀斜板为5-9个,以便达到更好的电解效果和沉淀污泥效果。

作为优选，所述一种电絮凝气浮实验教学装置的废水储槽出口管道上设有阀门，所述管道为橡皮管，以方便控制进入电解池的废水流速和流量，实验时根据具体情况通过阀门控制流速和流量。

作为优选，所述一种电絮凝气浮实验教学装置的废水储槽、电解池、斜板沉淀池和砂滤池均为有机玻璃制成。

本实用新型有益效果是：

为教学提供一种电絮凝气浮实验教学装置，该装置小巧直观，成本低廉，操作方便且简单，展示清晰，能够满足高校开展相关实验的需求，便于高校开展相关实验，加强学生对实验原理的理解。

附图说明

图1为本实用新型总体结构示意图；

图2为电解池主视图示意图；

图3为电解池左视图示意图；

图4为电解池俯视图；

图5为斜板沉淀池剖视图；

图6为斜板沉淀池俯视图。

其中，1废水槽，2管道，3电解池，4电极板，5进水管，6进水孔，7污泥斗，8集渣槽，9出渣口，10电解池出水口，11斜板沉淀池，12沉淀池进水口，13配水槽，14污泥槽，15沉淀斜板，16沉淀池出水管，17出水孔，18砂滤池，19直流电源。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1至图6所示，一种电絮凝气浮实验教学装置，包括废水储槽1、电解池3、斜板沉淀池11、砂滤池18和直流电源19；所述废水储槽1由有机玻璃制敞口长方体水槽和不锈钢底座构成，槽高110mm，长宽分别为230mm和180mm，底座高310mm，出水口置于槽右侧底部，所述废水储槽1出口管道2上设有阀门；

所述电解池3为设于120mm高不锈钢底座上的立方体，其尺寸为长180mm×100mm×225mm，所述电解池3底部设斗形的污泥斗7，电解池3内设有八个铝制的电极板4，电极板4尺寸为60mm×190mm，其间距为15mm，所述电极板4与直流电源19相连，电解池3内下部与电极板4垂直的方向设有进水管5，所述进水管5上设有多个进水孔6，进水管5一端封闭，另外一端伸出电解池3侧面通过管道2与废水储槽1相连，电解池3靠近上端侧面设有带出渣口9的集渣槽8，电解池3另外一侧上部设有电解池出水口10，所述电解池出水口10位置低于集渣槽8上边缘；

所述斜板沉淀池11内侧面设有配水槽13和与配水槽13相连的沉淀池进水口12，所述斜板沉淀池11尺寸为200mm×100mm×160mm，配水槽13宽为25mm，所述斜板沉淀池11内位于配水槽13下方设有污泥槽14，所述斜板沉淀池11内位于污泥槽14上方设有七个沉淀斜板15，所述沉淀斜板15以60度倾斜放置，所述斜板沉淀池11内上部设有带出水孔17的沉淀池出水管16，所述电解池出水口10与沉淀池进水口12及沉淀池出水管16与砂滤池均通过管道2相连。

以上所述各组件尺寸长宽高范围上下浮动50mm，整个装置总占用面积不到0.2㎡，体积约30dm³，小巧实用。

实验时不需要预先处理污水，先将直流电源19正负极顺次接到电解池3内八块铝制电极板4上，将适量污水注入废水储槽1后，打开废水储槽1出水口阀门，污水受重力作用自由通过橡皮管流入电解池3侧下方底部进水管5，通过进水管5上的进水孔6进入电解池3中，待电解池3内水面上升至一定高度后开始给电极板4通电，通过电化学还原作用，水中一部分污染物被降解，同时电极板4阳极上的铝被消耗，产生Al³⁺，再形成氢氧化铝微絮体，其通过絮凝作用吸附污水中的污染物；电极板4阴极上产生H₂，并可能伴随少量O₂产生，它们以微气泡的形式放出，从而带动吸附有污染物的氢氧化铝絮凝体及油脂上浮至液面，此时可直接用刮渣板将浮渣刮至集渣槽中8，经出渣口9排出。颗粒较大的杂质及絮凝体则直接沉在底部污泥斗7。这样经过电解池3电解的污水由电解池出水口10溢流而出。由于电解池出水口10设计高度在集渣槽中8下方，也就是位于液面下方，故液面上的絮凝体不会进入进电解池出水口10流出，相对清洁的污水体受重力作用从电解池出水口10自由流入斜板沉淀池11，进入斜板沉淀池11内的配水槽13后，部分污泥沉降在斜板沉淀池11底部的污泥槽14，另一部分杂质随污水向上流动过程中逐步沉降在沉淀斜板15上，经过处理的污水从斜板沉淀池11上部的沉淀池出水管16流出，平置的沉淀池出水管16上均匀分布的出水孔17可以起到简单过滤的作用。从斜板沉淀池11流出的处理后污水进入圆柱形的砂滤池18，经过滤和沉降进一步除去污染物后在砂滤池18下方出水口出水，从砂滤池出料来就成为清洁水，至此完成一次污水处理过程，接着只需要继续在废水储槽1中注水，按以上步骤操作即可。此外，实验时每20分钟左右需倒置一次电极板4的电极或是清洗电极板4，以抑制电极板4钝化。实验时污水流速可用开废水储槽1出水口的阀门控制，电流大小根据实时的水质和流速决定。

Claims (5)

1.一种电絮凝气浮实验教学装置，其特征在于：包括废水储槽（1）、电解池（3）、斜板沉淀池（11）、砂滤池（18）和直流电源（19）；所述电解池（3）底部设斗形的污泥斗（7），电解池（3）内设有多个与直流电源（19）相连的电极板（4），电解池（3）内下部设有带多个进水孔（6）的进水管（5），所述进水管（5）一端封闭，另外一端伸出电解池（3）侧面通过管道（2）与废水储槽（1）相连，电解池（3）一侧面上部设有带出渣口（9）的集渣槽（8），电解池（3）另外一侧低于集渣槽（8）上边缘水平线位置设有电解池出水口（10）；

所述斜板沉淀池（11）内侧面设有配水槽（13）和与配水槽（13）相连的沉淀池进水口（12），所述斜板沉淀池（11）内位于配水槽（13）下方设有污泥槽（14），所述斜板沉淀池（11）内位于污泥槽（14）上方设有多个沉淀斜板（15），污水通过沉淀池进水口（12）进入配水槽（13），向下流入污泥槽（14），然后向上流过沉淀斜板（15），所述斜板沉淀池（11）内上部设有带出水孔（17）的沉淀池出水管（16），所述电解池出水口（10）与沉淀池进水口（12）及沉淀池出水管（16）与砂滤池均通过管道（2）相连。

2.如权利要求1所述一种电絮凝气浮实验教学装置，其特征在于：废水储槽（1）尺寸范围为：180×130×60-280×230×160mm，电解池（3）尺寸范围为：130×50×175-230×150×275mm，斜板沉淀池（11）尺寸为170×150×110-270×150×210mm，砂滤池（18）内径为190-290mm，砂滤池（18）高为128-228mm。

3.如权利要求2所述一种电絮凝气浮实验教学装置，其特征在于：所述电解池（3）内电极板（4）为6-10个，所述斜板沉淀池（11）内沉淀斜板（15）为5-9个。

4.如权利要求3所述一种电絮凝气浮实验教学装置，其特征在于：所述废水储槽（1）出口管道（2）上设有阀门，所述管道（2）为橡皮管。

5.如权利要求4所述一种电絮凝气浮实验教学装置，其特征在于：废水储槽（1）、电解池（3）、斜板沉淀池（11）和砂滤池（18）均为有机玻璃制成。