CN205472824U - 一种处理分散型生活污水的电解除磷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种处理分散型生活污水的电解除磷装置，包括电解槽，电解槽一侧壁底部设置有进水管，电解槽另一侧壁顶部设置有出水管，电解槽内依次间隔设置有若干组正负铁电极板组；正负铁电极板组由两块铁电极板组成，两块铁电极板分别为阳极铁电极板和阴极铁电极板；阳极铁电极板和阴极铁电极板分别与直流电源的正极和负极相连接，阳极铁电极板和阴极铁电极板的一侧均设置有导流孔，且相邻两块铁电极板的导流孔位于不同侧。本实用新型在不增加额外曝气的情况下能有效减少阳极钝化，提高除磷效率，通过电极定时切换延长了铁电极板使用周期，减少更换频率，具有操作简单、维护简单、效率高、能耗低的特点。

Description

一种处理分散型生活污水的电解除磷装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理装置，更具体地说，涉及一种处理分散型生活污水的电解除磷装置。

背景技术

水体富营养化是指氮、磷等植物营养物质含量过多，水生生物特别是藻类将大量繁殖，使水中溶解氧含量急剧下降，以致影响到鱼类及其它水生生物的生存。总磷含量的增多可能会引起水体的富营养化现象。特别指出的是，磷是控制水体藻类生长的主要因素，研究表明，80％的湖库富营养化受磷元素制约，大约10％的湖库富营养化与氮元素有关，余下的10％的湖库与其它因素有关。

水体富营养化会造成影响生态环境的美观、破坏水体水质以及水体生态系统的稳定与平衡、影响水环境中生物的生存与发展、会给人类身体健康带来危害等一系列危害。目前常用的除磷方法有生物法和化学法。

生物除磷法是在厌氧条件和好氧条件交替的环境下使聚磷菌能够摄取远远超过其生理需要的磷量，并将摄取的磷以聚合态的形式储藏在体内形成高磷污泥，然后再通过排放剩余污泥将磷排出系统，达到除磷的目的。常见工艺为A²/O和SBR工艺以及基于这两种工艺的改良工艺。生物除磷法存在以下缺陷：微生物受环境温度以及其它条件的影响，除磷效果不稳定。

化学法除磷主要是利用钙盐、铝盐、铁盐等金属盐与磷酸盐生成难溶性盐。目前认为聚合氯化铝(PAC)是一种最合适的除磷凝聚沉淀剂。化学加药沉淀法虽然处理效果稳定且操作简单，但由于人为投加化学药剂，经济成本的提高以及大量污泥的产生都成为化学凝聚法除磷的发展障碍。

电化学除磷是利用电解原理，阳极采用铁电极或铝电极，电解产生相应的金属离子，与PO₄ ^3-沉淀，或者与电解产生的OH^-形成沉淀，吸附污水中的磷，而达到除去水中磷的目的。其具有除磷效率高、反应迅速、除磷彻底、无需专门加药机器等优点。但是，电解除磷往往存在电极更换频率高，需要增设额外的曝气装置来防止阳极钝化，加大了装置的管理和维护难度。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种处理分散型生活污水的电解除磷装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种处理分散型生活污水的电解除磷装置，包括电解槽，所述电解槽一侧壁底部设置有进水管，所述电解槽另一侧壁顶部设置有出水管，所述电解槽内依次间隔设置有若干组正负铁电极板组；所述正负铁电极板组由两块铁电极板组成，两块铁电极板分别为阳极铁电极板和阴极铁电极板；所述阳极铁电极板和阴极铁电极板分别与直流电源的正极和负极相连接；所述阳极铁电极板和阴极铁电极板的一侧均设置有导流孔，且相邻两块铁电极板的导流孔位于不同侧。

上述方案中，所述直流电源连接有电极转换装置。

上述方案中，所述电解槽位于出水管上方设置有溢流管。

实施本实用新型处理分散型生活污水的电解除磷装置，具有以下有益效果：

1、相邻两块铁电极板的导流孔位于不同侧，这样使得污水以折流进水方式通过阳极铁电极板和阴极铁电极板，污水采用这种流动方式可以增加水中溶解氧，促进Fe²⁺的氧化为Fe³⁺，Fe³⁺与OH^-形成的沉淀物对磷的吸附能力更强，可以提高除磷能力，无需额外增加曝气装置增氧。

2、污水采用折流进水方式流动，还可增加污水与铁电极板接触时间，污水中的磷酸盐可充分与各阳极铁电极板产生的Fe²⁺、Fe³⁺反应沉淀，Fe²⁺、Fe³⁺还可与电解产生的OH^-生成羟基化合物或者沉淀，可以吸附污水中的PO₄ ^3-。

3、污水流动形成的折水水流还可带动铁电极板表面难溶性氧化物或盐这类的钝化膜，既可提高电解效率、减少能源消耗，也能防止出现极化现象。

4、电解槽位于出水管上方设置有溢流管，阴极铁电极板电解水产生的氢气，可以产生气浮效应，使沉淀颗粒物上浮至表面，可以通过出水管上方的溢流管收集集中处理。

5、采用多组正负铁电极板组，且每组正负铁电极板组的电极通过电极转换装置进行定时交换，不仅可以确保两块阳极铁电极板和阴极铁电极板均匀消耗，提高铁电极板利用率，还能更大缩减人为更换极板频率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是一种处理分散型生活污水的电解除磷装置的结构示意图；

图2是图1中相邻两块铁电极板的结构示意图。

图中：电解槽1；进水管2；出水管3；正负铁电极板组4(其中：阳极铁电极板4.1，阴极铁电极板4.2，导流孔4.3)；直流电源5；电极转换装置6；溢流管7。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型处理分散型生活污水的电解除磷装置，包括电解槽1，电解槽1一侧壁底部设置有进水管2，电解槽1另一侧壁顶部设置有出水管3，电解槽1位于出水管3上方设置有溢流管7。电解槽1内依次间隔设置有若干组正负铁电极板组4，正负铁电极板组4由两块铁电极板组成，两块铁电极板分别为阳极铁电极板4.1和阴极铁电极板4.2。阳极铁电极板4.1和阴极铁电极板4.2分别与直流电源5的正极和负极相连接，直流电源5连接有电极转换装置6。如图2所示，阳极铁电极板4.1和阴极铁电极板4.2的一侧均设置有导流孔4.3，且相邻两块铁电极板的导流孔4.3位于不同侧。

本实用新型的工作过程如下：污水由进水管2进入电解槽1底部，慢慢溢流，浸没铁电极板，通过第一块铁电极板的导流孔4.3，进入第一块铁电极板与第二块铁电极板之间，即第一组正负铁电极板组4之间。之后从第二块铁电极板另一侧的导流孔4.3流出，再按同样的方式，经过后续若干组正负铁电极板组4。此时，各组正负铁电极板组4均有阳极铁电极板4.1和阴极铁电极板4.2两个极板，每组的阳极铁电极板4.1失去电子，向水中释放Fe²⁺，一部分Fe²⁺被水中的溶解氧氧化为Fe³⁺。阴极铁电极板4.2附近H⁺得到电子，产生氢气，导致OH^-增加。Fe²⁺与Fe³⁺都可与OH^-生成沉淀，吸附水中的PO₄ ^3-，并且都可以与PO₄ ^3-直接生成沉淀，去除水中的磷。电解除磷装置涉及的反应方程式如下：

阳极：Fe-2e-＝Fe²⁺ (1)

阴极：2H⁺+2e^-＝H₂↑ (2)

4Fe²⁺+2H₂O+O₂＝4Fe³⁺+4OH^- (3)

3Fe²⁺+2PO₄ ^3-＝Fe₃(PO₄)₂↓ (4)

Fe³⁺+PO₄ ^3-＝FePO₄↓ (5)

Fe²⁺+2OH^-＝Fe(OH)₂↓ (6)

Fe³⁺+3OH^-＝Fe(OH)₃↓ (7)

阴极铁电极板4.2产生的氢气可以产生气浮效应，使水中的沉淀物等颗粒漂浮至水上层并通过出水管3上方的溢流管7收集集中处理，实现固液分层。直流电源5的电极定时切换，每组正负铁电极板组4的两个铁电极板极性也随之切换，因此，每个铁电极板都可作为阳极向水中释放Fe²⁺，提高了铁电极板利用率，还可以防止铁电极板产生的钝化膜在其表面积累，防止极化现象出现。污水经过若干组正负铁电极板组4之后，经过沉淀、吸附等过程，污水中的磷被去除，处理后的水由电解槽1一侧底部的出水管3流出，漂浮于污水上层的沉淀物等颗粒可通过溢流管7排出。

使用本实用新型进行污水处理，根据某污水处理厂二级出水的主要指标进行人工配制，用自来水配制，进水磷初始浓度为0.85mg/L，氨氮浓度为6.40mg/L，CODcr初始浓度为50.00mg/L，污水流量为0.15m³/h。在有效容积为80L的电解除磷装置内，铁电极板之间的间距为1cm，电源电压2.5V的条件下，每30min切换一次电极，历时15min后，总磷浓度可降低至0.05mg/L以下。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (3)

1.一种处理分散型生活污水的电解除磷装置，其特征在于，包括电解槽(1)，所述电解槽(1)一侧壁底部设置有进水管(2)，所述电解槽(1)另一侧壁顶部设置有出水管(3)，所述电解槽(1)内依次间隔设置有若干组正负铁电极板组(4)；所述正负铁电极板组(4)由两块铁电极板组成，两块铁电极板分别为阳极铁电极板(4.1)和阴极铁电极板(4.2)；所述阳极铁电极板(4.1)和阴极铁电极板(4.2)分别与直流电源(5)的正极和负极相连接，所述阳极铁电极板(4.1)和阴极铁电极板(4.2)的一侧均设置有导流孔(4.3)，且相邻两块铁电极板的导流孔(4.3)位于不同侧。

2.根据权利要求1所述的一种处理分散型生活污水的电解除磷装置，其特征在于，所述直流电源(5)连接有电极转换装置(6)。

3.根据权利要求1所述的一种处理分散型生活污水的电解除磷装置，其特征在于，所述电解槽(1)位于出水管(3)上方设置有溢流管(7)。