CN209890409U - 一种低浓度金属废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低浓度金属废水处理系统，其包括：依次连通的旋流电解装置、脉冲电解絮凝装置、气浮装置和压滤装置，所述旋流电解装置、脉冲电解絮凝装置、气浮装置和压滤装置两两之间通过设有的管道连接。本实用新型具有先大幅度降低废水中金属离子的浓度，再对残余金属进行去除，提升了处理效果，不易形成较多固废，经济环保的效果。

Description

一种低浓度金属废水处理系统

技术领域

本实用新型涉及废水处理的技术领域，尤其是涉及一种低浓度金属废水处理系统。

背景技术

随着国民经济的迅速发展，各类水体中金属离子含量的增加对环境和人体健康形成的威胁日趋加重。水体中金属离子分离去除技术主要有沉淀法、膜分离、离子交换以及吸附等。沉淀法又通常可分为化学沉淀和物理沉淀，化学沉淀就是往废水中添加大量的碱或者重金属捕捉剂，然后与各种金属离子进行化学反应，生成难溶的沉淀物，经过滤除去，从而去除水中金属离子。物理方法是往含金属的废水中添加絮凝剂，絮凝剂多为胶体，利用其表面大量相仿电荷吸附金属离子，然后靠重力沉降后经过滤等方法除去。

但是，当废水中的金属离子浓度较高时，易因去除不充分而产生金属残留，影响处理效果。例如，金属废液含铜10g/L，经过处理后含铜1g/L以上，达不到排放标准。而且由于废水中的金属离子浓度较高，将金属离子生成沉淀物去除的过程中，形成较多的固态危废，易产生二次污染。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够先大幅度降低废水中金属离子的浓度，再对残余金属进行去除的低浓度金属废水处理系统，提升了处理效果，不易形成较多固废，经济环保。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种低浓度金属废水处理系统，包括依次连通的旋流电解装置、脉冲电解絮凝装置、气浮装置和压滤装置，所述旋流电解装置、脉冲电解絮凝装置、气浮装置和压滤装置两两之间通过设有的管道连接。

通过采用上述技术方案，废液依次经过旋流电解装置、脉冲电解絮凝装置、气浮装置和压滤装置进行处理。旋流电解装置能够将废液中的金属离子电解成固态金属，将固态金属进行回收利用，经济环保，大幅度降低废水中金属离子的浓度。脉冲电解絮凝装置对废水中残余的金属离子进行凝聚沉淀形成絮体。气浮装置将凝聚沉淀的絮体随气泡上浮成浮渣，压滤装置对浮渣进行挤压，去除水分，实现固液分离。这样先大幅度降低废水中金属离子的浓度，再对残余金属进行去除，提升了处理效果，不易形成较多固废，经济环保。

本实用新型进一步设置为：所述旋流电解装置包括底座和壳体，所述壳体安装于底座上，所述壳体的内侧壁设有中空的阴极，所述阴极内设有竖直的阳极，所述壳体的上端固定有上端盖，所述壳体的下端固定有下端盖，所述底座上安装有与阴极、阳极电连接的电气组件，所述壳体的侧壁上设有进口和出口，所述进口位于壳体侧壁的下部，所述出口位于壳体侧壁的上部，所述出口通过管道和脉冲电解絮凝装置连接。

通过采用上述技术方案，废水以旋流的方式从进口进入壳体，在壳体内高速流动，电气组件对阴极和阳极进行供电，通过电解，在阴极析出固态金属沉积物，在阳极析出气体，将废水中的金属离子以固态形式析出，将固态金属进行回收利用，经济环保，大幅度降低废水中金属离子的浓度。废水在壳体内旋流向上运动，从出口流出，通过进入脉冲电解絮凝装置进行后续处理。

本实用新型进一步设置为：所述阳极同轴插设有定位杆，所述定位杆的上、下两端分别延伸出阳极的上端面和下端面，所述定位杆的上端插设于上端盖，所述定位杆的下端插设于下端盖。

通过采用上述技术方案，定位杆的上下两端分别通过插设于上端盖、下端盖进行固定。定位杆对阳极进行定位固定，便于阳极的安装，使阳极更加稳定地在壳体内进行电解反应，安全可靠。

本实用新型进一步设置为：所述上端盖和壳体上端的连接处设有上密封圈，所述下端盖和壳体下端的连接处设有下密封圈。

通过采用上述技术方案，上密封圈对上端盖和壳体上端的连接处进行密封，下密封圈对下端盖和壳体下端的连接处进行密封，上密封圈和下密封圈配合使用，提升了整个旋流电解装置的密封性，使旋流电解的反应过程安全可靠。

本实用新型进一步设置为：所述壳体的侧壁上设有出气管，所述出气管位于出口的上方。

通过采用上述技术方案，在阳极反应析出的气体通过出气管排出壳体，保证壳体内的压力稳定，安全可靠。

本实用新型进一步设置为：所述脉冲电解絮凝装置包括水槽、脉冲电源和分别与脉冲电源的两极相连的两个电极组件，所述水槽上设有进水口和出水口，所述进水口通过管道与旋流电解装置相连，所述出水口通过管道与气浮装置相连。

通过采用上述技术方案，经过旋流电解装置处理过后的废水从进水口进入水槽，脉冲电源对电极组件进行供电，电极组件对废水中残余的金属离子进行凝聚沉淀形成絮体，对金属离子进一步去除，经过处理后的废水通过出水口进入气浮装置进行后续反应。

本实用新型进一步设置为：所述气浮装置为溶气气浮机。

通过采用上述技术方案，溶气气浮机使水中产生大量的微气泡，以形成水、气及絮体的三相混合体，在界面张力、气泡上升浮力和净水压力差等多种力的共同作用下，促进微细气泡粘附在微小絮体颗粒上后，因粘合体密度小于水面而上浮，从而使水中的絮体悬浮物在水的表面形成浮渣被收集。溶气气浮机是污水处理系统中一个新的突破，对絮体悬浮物的处理效果好。

本实用新型进一步设置为：所述压滤装置为板框压滤机。

通过采用上述技术方案，板框压滤机将带有滤液通路的滤板和滤框平行交替排列，每组滤板和滤框中间夹有滤布，用压紧端把滤板和滤框压紧，使滤板与滤板之间构成一个压滤室，浮渣污泥从进料口流入，水通过滤板从滤液出口排出，泥饼堆积在框内滤布上，滤板和滤框松开后泥饼就很容易剥落下来。板框压滤机是很成熟的脱水设备，结构较简单，操作稳定，过滤面积选择范围灵活，单位过滤面积占地较少，过滤推动力大，对物料的适应性强，具有滤饼的含固率高、滤液清澈、固体回收率高、调理药品消耗量少等优点。

本实用新型进一步设置为：所述管道上设有水泵。

通过采用上述技术方案，水泵对管道内废水的流动提供动力，便于控制管道内废水的流动，简单便捷。

综上所述，本实用新型的有益效果为：

1.采用了旋流电解装置、脉冲电解絮凝装置、气浮装置和压滤装置的技术，先大幅度降低废水中金属离子的浓度，再对残余金属进行去除，提升了处理效果，不易形成较多固废，经济环保；

2.采用了旋流电解装置包括底座、壳体、阴极、阳极、上端盖、下端盖和电气组件的技术，将废水中的金属离子以固态形式析出，将固态金属进行回收利用，经济环保，大幅度降低废水中金属离子的浓度；

3.采用了脉冲电解絮凝装置包括水槽、脉冲电源和与分别与脉冲电源的两极相连的两个电极组件的技术，对废水中残余的金属离子进行凝聚沉淀形成絮体，对金属离子进一步去除。

附图说明

图1是本实施例的整体结构示意图。

图2是本实施例中用于体现旋流电解装置的剖面结构示意图。

图3是本实施例中用于体现脉冲电解絮凝装置的剖面结构示意图。

图中，1、旋流电解装置；11、底座；12、壳体；121、进口；122、出口；123、出气管；13、阴极；14、阳极；151、上端盖；152、下端盖；161、上密封圈；162、下密封圈；17、电气组件；18、定位杆；2、脉冲电解絮凝装置；21、水槽；22、脉冲电源；23、电极组件；24、进水口；25、出水口；3、气浮装置；4、压滤装置；5、管道；6、水泵。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种低浓度金属废水处理系统，包括依次连通的旋流电解装置1、脉冲电解絮凝装置2、气浮装置3和压滤装置4。旋流电解装置1、脉冲电解絮凝装置2、气浮装置3和压滤装置4之间设有用于连接的管道5，管道5上设有水泵6。废液依次通过管道5经过旋流电解装置1、脉冲电解絮凝装置2、气浮装置3和压滤装置4，水泵6对管道5内废水的流动提供动力的同时便于控制管道5内废水的流动，简单便捷。旋流电解装置1能够将废液中的金属离子电解成固态金属，使废水中金属离子的浓度大幅度降低。脉冲电解絮凝装置2对废水中残余的金属离子进行凝聚沉淀形成絮体。气浮装置3将凝聚沉淀的絮体随气泡上浮成浮渣，压滤装置4对浮渣进行挤压，去除水分，实现固液分离。这样先大幅度降低废水中金属离子的浓度，再对残余金属进行去除和后续处理，不易形成较多固废，经济环保。

参照图2，旋流电解装置1包括底座11和壳体12，壳体12安装于底座11上，壳体12为中空圆柱状。壳体12的内侧壁设有中空的阴极13，阴极13为中空圆柱状，阴极13与壳体12的内侧壁固定贴合。阴极13内设有阳极14，阳极14竖直设置，阳极14同轴插设有定位杆18，定位杆18的上、下两端分别延伸出阳极14的上端面和下端面。壳体12的上端固定有上端盖151，壳体12的下端固定有下端盖152，定位杆18的上端插设于上端盖151并通过螺母固定，定位杆18的下端插设于下端盖152并通过螺母固定。底座11上安装有电气组件17，电气组件17分别与阴极13、阳极14电连接，电气组件17对阴极13和阳极14进行供电。定位杆18对阳极14进行定位固定，便于阳极14的安装，使阳极14更加稳定地在壳体12内进行电解反应，安全可靠。

参照图2，上端盖151和壳体12上端的连接处固定有上密封圈161，下端盖152和壳体12下端的连接处固定有下密封圈162。上密封圈161对上端盖151和壳体12上端的连接处进行密封，下密封圈162对下端盖152和壳体12下端的连接处进行密封，提升了整个旋流电解装置1的密封性，提升旋流电解反应过程的安全性。

参照图1和图2，壳体12的侧壁上设有进口121和出口122，进口121位于壳体12侧壁的下部，出口122位于壳体12侧壁的上部，进口121位于出口122的上方。壳体12的侧壁上设有出气管123，出气管123位于出口122的上方。出口122通过管道5和脉冲电解絮凝装置2连接。废水以旋流的方式从进口121进入壳体12，在壳体12内高速流动，通过电解，在阴极13析出固态金属沉积物，在阳极14析出气体，将废水中的金属离子以固态形式析出，大幅度降低废水中金属离子的浓度。同时，操作人员可将固态金属进行回收利用，经济环保。废水在壳体12内旋流向上运动，从出口122流出，通过进入脉冲电解絮凝装置2进行后续处理。在阳极14反应析出的气体通过出气管123排出壳体12，保证壳体12内的压力稳定。

参照图1和图3，脉冲电解絮凝装置2包括水槽21、脉冲电源22和两个电极组件23，两个电极组件23分别与脉冲电源22的两极相连。水槽21上设有进水口24和出水口25，进水口24通过管道5与旋流电解装置1相连，出水口25通过管道5与气浮装置3相连。脉冲电解絮凝的反应原理是在直流电的作用下，水中的金属离子经一系列水解、聚合及氧化还原过程，发展成为各种羟基络合物、多核羟基络合物以至氢氧化物，被电极中和而凝聚沉淀。经过旋流电解装置1处理过后的废水从进水口24进入水槽21，脉冲电源22对电极组件23进行供电，电极组件23对废水中残余的金属离子进行进一步去除，使金属离子反应凝聚沉淀形成絮体，经过处理后的废水通过出水口25进入气浮装置3进行后续反应。

参照图1，气浮装置3为溶气气浮机，是采用溶气气浮法将絮体颗粒形成浮渣，并与水分离的装置。溶气气浮机通过向水中通入微小气泡，将处理水中微细的杂质吸附于气泡，形成絮体随气泡上浮成浮渣。

参照图1，压滤装置4为板框压滤机，板框压滤机带有滤液通路的滤板和滤框，每组滤板和滤框中间夹有滤布，用压紧端把滤板和滤框压紧，使滤板与滤板之间构成一个压滤室，污泥从进料口流入，水通过滤板从滤液出口排出，泥饼堆积在框内滤布上，滤板和滤框松开后泥饼就很容易剥落下来，对浮渣进行挤压，去除水分，实现固液分离。板框压滤机的结构较简单，操作容易，稳定，过滤面积选择范围灵活，单位过滤面积占地较少，过滤推动力大，所得滤饼含水率低，对物料的适应性强，具有滤饼的含固率高、滤液清澈、固体回收率高、调理药品消耗量少等优点。

上述实施例的实施原理为：操作人员通过水泵6控制废液通过管道5，废液依次经过旋流电解装置1、脉冲电解絮凝装置2、气浮装置3和压滤装置4，通过各装置的配合对废液进行综合处理。旋流电解装置1能够将废液中的金属离子电解成固态金属，将固态金属进行回收利用，经济环保，大幅度降低废水中金属离子的浓度。脉冲电解絮凝装置2对废水中残余的金属离子进行凝聚沉淀形成絮体。气浮装置3将凝聚沉淀的絮体随气泡上浮成浮渣，压滤装置4对浮渣进行挤压过滤，去除水分，实现固液分离。这样先大幅度降低废水中金属离子的浓度，再对残余金属进行去除，提升了处理效果，不易形成较多固废，安全环保。各个装置均采用电化学处理，占地面积小，有很高的经济性。

例如：金属废液含铜10g/L，利用旋流电解装置1可将铜离子浓度降至1g/L，而且产品为金属铜板，可直接回收产生收益。废水中剩余金属铜离子1g/L，经脉冲电解絮凝装置2凝聚沉淀形成絮体，气浮装置3将凝聚沉淀的絮体随气泡上浮成浮渣，压滤装置4对浮渣进行挤压过滤，去除水分，实现固液分离。这样铜离子浓度降至0.01～0.1ppm，达到排放标准。1吨水可回收铜10kg，价值400元，系统运行成本10元/吨水，可为企业带来390元收益。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种低浓度金属废水处理系统，其特征是：包括依次连通的旋流电解装置(1)、脉冲电解絮凝装置(2)、气浮装置(3)和压滤装置(4)，所述旋流电解装置(1)、脉冲电解絮凝装置(2)、气浮装置(3)和压滤装置(4)两两之间通过设有的管道(5)连接。

2.根据权利要求1所述的一种低浓度金属废水处理系统，其特征是：所述旋流电解装置(1)包括底座(11)和壳体(12)，所述壳体(12)安装于底座(11)上，所述壳体(12)的内侧壁设有中空的阴极(13)，所述阴极(13)内设有竖直的阳极(14)，所述壳体(12)的上端固定有上端盖(151)，所述壳体(12)的下端固定有下端盖(152)，所述底座(11)上安装有与阴极(13)、阳极(14)电连接的电气组件(17)，所述壳体(12)的侧壁上设有进口(121)和出口(122)，所述进口(121)位于壳体(12)侧壁的下部，所述出口(122)位于壳体(12)侧壁的上部，所述出口(122)通过管道(5)和脉冲电解絮凝装置(2)连接。

3.根据权利要求2所述的一种低浓度金属废水处理系统，其特征是：所述阳极(14)同轴插设有定位杆(18)，所述定位杆(18)的上、下两端分别延伸出阳极(14)的上端面和下端面，所述定位杆(18)的上端插设于上端盖(151)，所述定位杆(18)的下端插设于下端盖(152)。

4.根据权利要求2所述的一种低浓度金属废水处理系统，其特征是：所述上端盖(151)和壳体(12)上端的连接处设有上密封圈(161)，所述下端盖(152)和壳体(12)下端的连接处设有下密封圈(162)。

5.根据权利要求2所述的一种低浓度金属废水处理系统，其特征是：所述壳体(12)的侧壁上设有出气管(123)，所述出气管(123)位于出口(122)的上方。

6.根据权利要求1所述的一种低浓度金属废水处理系统，其特征是：所述脉冲电解絮凝装置(2)包括水槽(21)、脉冲电源(22)和分别与脉冲电源(22)的两极相连的两个电极组件(23)，所述水槽(21)上设有进水口(24)和出水口(25)，所述进水口(24)通过管道(5)与旋流电解装置(1)相连，所述出水口(25)通过管道(5)与气浮装置(3)相连。

7.根据权利要求1所述的一种低浓度金属废水处理系统，其特征是：所述气浮装置(3)为溶气气浮机。

8.根据权利要求1所述的一种低浓度金属废水处理系统，其特征是：所述压滤装置(4)为板框压滤机。

9.根据权利要求1所述的一种低浓度金属废水处理系统，其特征是：所述管道(5)上设有水泵(6)。

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