CN2663402Y

CN2663402Y - 连续流强化微电解废水处理装置

Info

Publication number: CN2663402Y
Application number: CN 03206783
Authority: CN
Inventors: 叶亚平; 苏兰海; 张兆昌; 王丽华; 邓雁平; 温艳军
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2003-08-01
Filing date: 2003-08-01
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2013-08-01

Abstract

一种连续流强化微电解废水处理装置，涉及采用电化学方法对废水进行处理的装置。装置的主体为一水平放置的转筒，在它的进、出口端分别设计入口端和出口端密封旋转接口，同时设置水气的进、出导管，当水平筒体旋转时，水和气的进、出导管保持不动，导气管进行曝气和排气，使处理装置处于固液气全充满状态，既保证了铁碳床中的溶解氧浓度，填料随装置的转动而相互摩擦使铁碳表面形成的钝化膜不断更新，也提高了设备的有效利用容积，增加了废水与外加电场的作用时间，提高了装置的处理能力和效率。广泛用于处理溶液及废水中各种胶体、金属离子、氰化物(CN^－)、有机物及微生物不易降解和难降解的有机物和其它污染物。

Description

连续流强化微电解废水处理装置

技术领域：本实用新型涉及难生化降解废水的预处理，是一种电化学方法处理废水的装置。

背景技术：电化学方法处理废水一般无需很多化学药品，后处理简单，占地面积小，管理方便，污泥量少，被称为清洁的处理方法。微电解法是利用金属腐蚀原理，形成原电池对废水进行处理的一种电化学方法，又称内电解法、铁屑过滤法等。该方法是在20世纪70年代应用到废水治理中的，由于该法具有适用范围广、处理效果好、成本低廉及操作维护方便等优点，以及使用的铁屑多是来自金属切削过程中的废料，也不需要消耗有限的电力资源，具有“以废治废”的意义，从某种程度上改变了传统废水处理系统的投资大、运行费用高的缺点。正是因为这一点，用腐蚀电池法处理废水自从它诞生开始，就在美、苏、日等国家引起广泛重视，并进行了大量研究，已有很多专利，取得了一些实用成果。我国从20世纪80年代开始这一领域的研究，已有不少文章报道，特别是近几年来，进展较快，在印染废水、电镀废水、石油化工废水及含砷、氟等废水的治理方面相继有文章报道，有的已投入实际运行。

微电解设备在实际运行中也暴露了较多的问题，有的甚至还影响到废水处理的效果和能力，因而，在一定程度上影响了该技术的推广。实际运行的微电解设备是在一垂直的圆柱体内装填铸铁屑和小颗粒碳屑的固定床，废水从柱底进入，柱上端排出，废水中的胶体粒子和杂质在铁-碳微电池电场作用下，通过电极沉积、凝聚和氧化还原而被除去，问题主要表现为处理装置经一段时间的运行后，铁屑易结块，出现沟流等现象，大大降低了处理效果，且微电解柱较高时，底部的铁屑压实过密，易结块，当废水浓度较高时，处理效果不稳定，同时需要频繁反冲和再生；因而设备处理效率降低，体积大，处理能力减小。原因是微电解设备在实际运行一段时间后铁的表面形态发生了变化，被微电解产生的絮凝体、沉积物包裹覆盖，降低了电极沉积、凝聚和氧化还原反应的速率，从而影响到废水处理的效果和能力。流化床虽解决了结块问题，但为确保流态化，废水需要不断循环，因而动力消耗大，并出现铁碳流失。专利US4525254和CN申请号02205209.7中公开了“净化溶液和水体的装置和过程”和“动态强化微电解废水处理装置”提供一种水平转动筒体的动态微电解废水处理装置，通过铁碳填料随装置的转动而相互摩擦，使铁碳表面形成的钝化膜不断更新，解决固定床装置处理能力随运行时间延长下降、填料层结块及动力消耗大等问题。由于废水从水平转动筒体一端进水口进入，另一端出水口流出，为保证铁碳床中的溶解氧浓度和微电解反应产生气体的溢出，进出水口均设为开放式，处理装置在处理过程中只处于半充满状态，设备的有效利用体积十分有限，使得装置的处理能力和效率降低。

实用新型内容：本实用新型为解决以上设备有效利用容积低的问题，提出连续流强化微电解废水处理装置，在水平转动筒体的进、出水口端分别设计了入口端和出口端密封旋转接口，同时设置水气的进、出导管，使处理装置处于固液气全充满状态，保证了铁碳床中的溶解氧浓度，填料随装置的转动而相互摩擦使铁碳表面形成的钝化膜不断更新，提高了设备的有效利用容积，增加了废水与外加电场的作用时间，提高了装置的处理能力和效率。

本装置如图1所示，在水平转动筒体的进、出水口端分别设计了入口端密封旋转接口3和出口端密封旋转接口9，同时设置进气导管1、出气导管12，进气导管1一端插入水平转动筒的进水区底部，另一端穿出入口端密封旋转接口3向上与大气或气泵相通，进气导管的作用是使体系与大气相通，水平转动筒由进水筛网4和出水筛网7分为进水区、填料区和出水区。填料区由内表面分布的隔板6和惰性电极5组成，隔板6和惰性电极5相复合，惰性电极5由铜导线连接后引出装置筒体，外加电场由整流装置提供经整流后的30-50伏的直流电压，电源与碳刷10通过金属导线连接，在装置筒体外通过碳刷10与固定的电极座定时连通。进水筛网4和出水筛网7分别垂直竖立在转筒的两端，一端为进水区，另一端为出水区，进水筛网4距入口端密封旋转接口3和出水筛网7距出口端密封旋转接口9的距离为装置转筒总长的1/8～1/12，出水管11的一端为溢流口8位于出水区的上部，出气导管12一端插入水平转动筒的出水区顶部，另一端穿出出口端密封旋转接口9向下与大气相通。

惰性电极5由多块相同大小的石墨板组成，等距离安插在隔板6的定位条上，如图2所示。

进水筛网4和出水筛网7是为防止铁碳流失和废水短路而设的，如图3和图4所示。水平转筒通过皮带、链条或齿轮与转筒驱动电机相联接，转筒的转速在2-20转/分。

本装置的工作过程：先将废水引入预处理池，进行预沉淀，使水质均化，随后将预处理过的废水引入连续流强化微电解装置的进水管2，废水经进水筛网4通过填料，因为铁-碳微电池电场作用，可有效地压缩废水中胶体颗粒表面的双电层、降低微粒表面能，使部分污染物被分解、凝聚而除去。进气导管一端插入水平转动筒的进水区底部，另一端穿出出入口端密封旋转接口3向上与大气或气泵相通，进气导管的作用是使体系与大气相通，如果需要可作体系的曝气管，由气泵曝气产生的气泡增加体系的溶解氧同时加剧液体的扰动。出气导管12一端插入水平转动筒的出水区顶部，另一端穿出出口端密封旋转接口9向下与大气相通，它的作用是使装置内部的气体排出水平转动筒。当水平筒体旋转时，水气进、出导管保持不动，水的导管进行布水与排水，气的导管进行曝气和排气。由于铁-碳床为转筒形式，始终处于固液气全充满状态，铁碳填料随装置的转动而相互摩擦，使铁碳表面形成的钝化膜不断更新，处理后的废水带着凝聚产生的絮状物经出水筛网7和溢流口8和出水管12入沉淀池进行液固分离，从而保证废水始终与铁-碳床的新表面充分接触混合，改善了电极反应，无需反冲，使装置的处理过程连续化，从而减少了动力消耗，彻底消除了铁屑结块的因素和隐患。

本实用新型的优点是：由于惰性电极由多块相同大小的石墨板等距离安插在隔板的定位条上，并在装置筒体外通过碳刷与固定的电极座定时连通形成外加电场，可以使铁-碳床微电解反应被强化，处理时间缩短，装置处理能力增大，而微电解法所具有的填料来源广、成本低廉、处理效率高，操作方便等优点仍被保留。又由于是内外电场结合，电极板的数量同样大量减少，放电区的距离变短，电解作用加强，水平放置并旋转的转筒使铁-碳床加强了对两电极铁炭上形成的钝化膜以及附着污泥的机械摩擦和水力冲刷作用，有利于电解作用的进行，减少部分电能消耗。当水平筒体旋转时，水气进、出导管保持不动，进行进水、排水、曝气和排气，使处理装置处于固液气全充满状态，保证了铁碳床中的溶解氧浓度，填料随装置的转动而相互摩擦使铁碳表面形成的钝化膜不断更新，提高了设备的有效利用容积及废水在外加电场的作用时间，处理单位体积废水铁耗及电耗将大大下降。整个处理装置具有高效、节能、费用低、操作安全简便等特点，适用于处理溶液及废水中各种胶体、金属离子、氰化物(CN^-)、有机物及微生物不易降解和难降解的化学品和其它污染物，适用于处理生活污水、毛、棉、麻、化纤等纺织印染废水和染料废水、难于生化降解的化工废水、制药废水、食品发酵废水、含油废水、洗车废水等，也可作为生化处理系统的预处理，辅以沉淀、过滤装置，可直接将高浓度废水处理到符合国家的排放标准，并可供回用。

附图说明：

图1转筒示意图

图2隔板及电极分布示意图

图3进水口方向筛网图

图4出水口方向筛网图

具体实施方式：

实例1：在总长为0.6米由塑料或其它防腐材质做成的水平转筒内装入废铁屑和炭等填料，将某洗车场的洗车废水水质：COD_Cr＝200～300mg/L、pH＝4-7引入连续流强化微电解废水处理装置的进水口2，废水经进水筛网4通过填料，进水筛网4距密封旋转接口3为0.08米。因为铁-碳微电解反应作用，以及安插在隔板定位条上的12个石墨板通过碳刷与固定的电极座定时连通，施加36伏外加电压，有效地压缩废水中胶体颗粒表面的双电层、降低微粒表面能，使部分污染物被分解凝聚而被除去。由于铁-碳床在水平放置的转筒内是动态的，处理的废水带着凝聚产生的絮状物经出水筛网7、溢流口8和出水管11入沉淀池进行液固分离，使废水带出的絮凝体沉淀。沉淀后的水COD_Cr＜40mg/L，水质清澈。

实例2：采用实施例1中的装置处理某医药公司的经生化处理后的制药废水。该废水的COD_Cr为300mg/L，BOD为10～20mg/L，pH＝7-8，BOD/COD_Cr＜0.1，属于难生化降解废水。废水经加酸调整pH值至5～7，而后引入本装置，后续处理条件与实例1类似。处理后BOD/COD_Cr＝0.33，提高了该废水的可生化性。

实例3：采用实例1中的装置处理COD_Cr3000～4000mg/L、pH＝6～7、色度为40000～50000(稀释倍数)的某染料废水，经预沉淀、连续流强化微电解废水处理装置、沉淀池工艺处理后，COD_Cr的去除率达到50～60％、色度的去除率＞90％。

Claims

1、一种连续流强化微电解废水处理装置，转筒包括在其内表面分布的隔板(6)、惰性电极(5)、进水筛网(4)和出水筛网(7)、隔板(6)和惰性电极(5)相复合，惰性电极(5)由铜导线连接后引出装置筒体，进水筛网(4)和出水筛网(7)分别垂直竖立在转筒的两端，进水筛网(4)距入口端密封旋转接口(3)和出水筛网(7)距出口端密封旋转接口(9)的距离为装置转筒总长的1/8～1/12，其特征在于，在水平转动筒体的进、出水口端分别设计了入口端密封旋转接口(3)和出口端密封旋转接口(9)，同时设置进气导管(1)、出气导管(12)，进气导管(1)一端插入水平转动筒的进水区底部，另一端穿出入口端密封旋转接口(3)向上与大气或气泵相通，出水管(11)的一端为溢流口(8)位于出水区的上部，出气导管(12)一端插入水平转动筒的出水区顶部，另一端穿出出口端密封旋转接口(9)向下与大气相通。