專利名稱：連續(xù)流強(qiáng)化微電解廢水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及難生化降解廢水的預(yù)處理，是一種電化學(xué)方法處理廢水的裝置。
背景技術(shù)：
電化學(xué)方法處理廢水一般無需很多化學(xué)藥品，后處理簡(jiǎn)單，占地面積小，管理方便，污泥量少，被稱為清潔的處理方法。微電解法是利用金屬腐蝕原理，形成原電池對(duì)廢水進(jìn)行處理的一種電化學(xué)方法，又稱內(nèi)電解法、鐵屑過濾法等。該方法是在20世紀(jì)70年代應(yīng)用到廢水治理中的，由于該法具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉及操作維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，以及使用的鐵屑多是來自金屬切削過程中的廢料，也不需要消耗有限的電力資源，具有“以廢治廢”的意義，從某種程度上改變了傳統(tǒng)廢水處理系統(tǒng)的投資大、運(yùn)行費(fèi)用高的缺點(diǎn)。正是因?yàn)檫@一點(diǎn)，用腐蝕電池法處理廢水自從它誕生開始，就在美、蘇、日等國家引起廣泛重視，并進(jìn)行了大量研究，已有很多專利，取得了一些實(shí)用成果。我國從20世紀(jì)80年代開始這一領(lǐng)域的研究，已有不少文章報(bào)道，特別是近幾年來，進(jìn)展較快，在印染廢水、電鍍廢水、石油化工廢水及含砷、氟等廢水的治理方面相繼有文章報(bào)道，有的已投入實(shí)際運(yùn)行。
微電解設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中也暴露了較多的問題，有的甚至還影響到廢水處理的效果和能力，因而，在一定程度上影響了該技術(shù)的推廣。實(shí)際運(yùn)行的微電解設(shè)備是在一垂直的圓柱體內(nèi)裝填鑄鐵屑和小顆粒碳屑的固定床，廢水從柱底進(jìn)入，柱上端排出，廢水中的膠體粒子和雜質(zhì)在鐵-碳微電池電場(chǎng)作用下，通過電極沉積、凝聚和氧化還原而被除去，問題主要表現(xiàn)為處理裝置經(jīng)一段時(shí)間的運(yùn)行后，鐵屑易結(jié)塊，出現(xiàn)溝流等現(xiàn)象，大大降低了處理效果，且微電解柱較高時(shí)，底部的鐵屑?jí)簩?shí)過密，易結(jié)塊，當(dāng)廢水濃度較高時(shí)，處理效果不穩(wěn)定，同時(shí)需要頻繁反沖和再生；因而設(shè)備處理效率降低，體積大，處理能力減小。原因是微電解設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行一段時(shí)間后鐵的表面形態(tài)發(fā)生了變化，被微電解產(chǎn)生的絮凝體、沉積物包裹覆蓋，降低了電極沉積、凝聚和氧化還原反應(yīng)的速率，從而影響到廢水處理的效果和能力。流化床雖解決了結(jié)塊問題，但為確保流態(tài)化，廢水需要不斷循環(huán)，因而動(dòng)力消耗大，并出現(xiàn)鐵碳流失。專利US4525254和CN申請(qǐng)?zhí)?2205209.7中公開了“凈化溶液和水體的裝置和過程”和“動(dòng)態(tài)強(qiáng)化微電解廢水處理裝置”提供一種水平轉(zhuǎn)動(dòng)筒體的動(dòng)態(tài)微電解廢水處理裝置，通過鐵碳填料隨裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)而相互摩擦，使鐵碳表面形成的鈍化膜不斷更新，解決固定床裝置處理能力隨運(yùn)行時(shí)間延長下降、填料層結(jié)塊及動(dòng)力消耗大等問題。由于廢水從水平轉(zhuǎn)動(dòng)筒體一端進(jìn)水口進(jìn)入，另一端出水口流出，為保證鐵碳床中的溶解氧濃度和微電解反應(yīng)產(chǎn)生氣體的溢出，進(jìn)出水口均設(shè)為開放式，處理裝置在處理過程中只處于半充滿狀態(tài)，設(shè)備的有效利用體積十分有限，使得裝置的處理能力和效率降低。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為解決以上設(shè)備有效利用容積低的問題，提出連續(xù)流強(qiáng)化微電解廢水處理裝置，在水平轉(zhuǎn)動(dòng)筒體的進(jìn)、出水口端分別設(shè)計(jì)了入口端和出口端密封旋轉(zhuǎn)接口，同時(shí)設(shè)置水氣的進(jìn)、出導(dǎo)管，使處理裝置處于固液氣全充滿狀態(tài)，保證了鐵碳床中的溶解氧濃度，填料隨裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)而相互摩擦使鐵碳表面形成的鈍化膜不斷更新，提高了設(shè)備的有效利用容積，增加了廢水與外加電場(chǎng)的作用時(shí)間，提高了裝置的處理能力和效率。
本裝置如圖1所示，在水平轉(zhuǎn)動(dòng)筒體的進(jìn)、出水口端分別設(shè)計(jì)了入口端密封旋轉(zhuǎn)接口3和出口端密封旋轉(zhuǎn)接口9，同時(shí)設(shè)置進(jìn)氣導(dǎo)管1、出氣導(dǎo)管12，進(jìn)氣導(dǎo)管1一端插入水平轉(zhuǎn)動(dòng)筒的進(jìn)水區(qū)底部，另一端穿出入口端密封旋轉(zhuǎn)接口3向上與大氣或氣泵相通，進(jìn)氣導(dǎo)管的作用是使體系與大氣相通，水平轉(zhuǎn)動(dòng)筒由進(jìn)水篩網(wǎng)4和出水篩網(wǎng)7分為進(jìn)水區(qū)、填料區(qū)和出水區(qū)。填料區(qū)由內(nèi)表面分布的隔板6和惰性電極5組成，隔板6和惰性電極5相復(fù)合，惰性電極5由銅導(dǎo)線連接后引出裝置筒體，外加電場(chǎng)由整流裝置提供經(jīng)整流后的30-50伏的直流電壓，電源與碳刷10通過金屬導(dǎo)線連接，在裝置筒體外通過碳刷10與固定的電極座定時(shí)連通。進(jìn)水篩網(wǎng)4和出水篩網(wǎng)7分別垂直豎立在轉(zhuǎn)筒的兩端，一端為進(jìn)水區(qū)，另一端為出水區(qū)，進(jìn)水篩網(wǎng)4距入口端密封旋轉(zhuǎn)接口3和出水篩網(wǎng)7距出口端密封旋轉(zhuǎn)接口9的距離為裝置轉(zhuǎn)筒總長的1/8～1/12，出水管11的一端為溢流口8位于出水區(qū)的上部，出氣導(dǎo)管12一端插入水平轉(zhuǎn)動(dòng)筒的出水區(qū)頂部，另一端穿出出口端密封旋轉(zhuǎn)接口9向下與大氣相通。
惰性電極5由多塊相同大小的石墨板組成，等距離安插在隔板6的定位條上，如圖2所示。
進(jìn)水篩網(wǎng)4和出水篩網(wǎng)7是為防止鐵碳流失和廢水短路而設(shè)的，如圖3和圖4所示。水平轉(zhuǎn)筒通過皮帶、鏈條或齒輪與轉(zhuǎn)筒驅(qū)動(dòng)電機(jī)相聯(lián)接，轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速在2-20轉(zhuǎn)/分。
本裝置的工作過程先將廢水引入預(yù)處理池，進(jìn)行預(yù)沉淀，使水質(zhì)均化，隨后將預(yù)處理過的廢水引入連續(xù)流強(qiáng)化微電解裝置的進(jìn)水管2，廢水經(jīng)進(jìn)水篩網(wǎng)4通過填料，因?yàn)殍F-碳微電池電場(chǎng)作用，可有效地壓縮廢水中膠體顆粒表面的雙電層、降低微粒表面能，使部分污染物被分解、凝聚而除去。進(jìn)氣導(dǎo)管一端插入水平轉(zhuǎn)動(dòng)筒的進(jìn)水區(qū)底部，另一端穿出出入口端密封旋轉(zhuǎn)接口3向上與大氣或氣泵相通，進(jìn)氣導(dǎo)管的作用是使體系與大氣相通，如果需要可作體系的曝氣管，由氣泵曝氣產(chǎn)生的氣泡增加體系的溶解氧同時(shí)加劇液體的擾動(dòng)。出氣導(dǎo)管12一端插入水平轉(zhuǎn)動(dòng)筒的出水區(qū)頂部，另一端穿出出口端密封旋轉(zhuǎn)接口9向下與大氣相通，它的作用是使裝置內(nèi)部的氣體排出水平轉(zhuǎn)動(dòng)筒。當(dāng)水平筒體旋轉(zhuǎn)時(shí)，水氣進(jìn)、出導(dǎo)管保持不動(dòng)，水的導(dǎo)管進(jìn)行布水與排水，氣的導(dǎo)管進(jìn)行曝氣和排氣。由于鐵-碳床為轉(zhuǎn)筒形式，始終處于固液氣全充滿狀態(tài)，鐵碳填料隨裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)而相互摩擦，使鐵碳表面形成的鈍化膜不斷更新，處理后的廢水帶著凝聚產(chǎn)生的絮狀物經(jīng)出水篩網(wǎng)7和溢流口8和出水管12入沉淀池進(jìn)行液固分離，從而保證廢水始終與鐵-碳床的新表面充分接觸混合，改善了電極反應(yīng)，無需反沖，使裝置的處理過程連續(xù)化，從而減少了動(dòng)力消耗，徹底消除了鐵屑結(jié)塊的因素和隱患。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是由于惰性電極由多塊相同大小的石墨板等距離安插在隔板的定位條上，并在裝置筒體外通過碳刷與固定的電極座定時(shí)連通形成外加電場(chǎng)，可以使鐵-碳床微電解反應(yīng)被強(qiáng)化，處理時(shí)間縮短，裝置處理能力增大，而微電解法所具有的填料來源廣、成本低廉、處理效率高，操作方便等優(yōu)點(diǎn)仍被保留。又由于是內(nèi)外電場(chǎng)結(jié)合，電極板的數(shù)量同樣大量減少，放電區(qū)的距離變短，電解作用加強(qiáng)，水平放置并旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)筒使鐵-碳床加強(qiáng)了對(duì)兩電極鐵炭上形成的鈍化膜以及附著污泥的機(jī)械摩擦和水力沖刷作用，有利于電解作用的進(jìn)行，減少部分電能消耗。當(dāng)水平筒體旋轉(zhuǎn)時(shí)，水氣進(jìn)、出導(dǎo)管保持不動(dòng)，進(jìn)行進(jìn)水、排水、曝氣和排氣，使處理裝置處于固液氣全充滿狀態(tài)，保證了鐵碳床中的溶解氧濃度，填料隨裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)而相互摩擦使鐵碳表面形成的鈍化膜不斷更新，提高了設(shè)備的有效利用容積及廢水在外加電場(chǎng)的作用時(shí)間，處理單位體積廢水鐵耗及電耗將大大下降。整個(gè)處理裝置具有高效、節(jié)能、費(fèi)用低、操作安全簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，適用于處理溶液及廢水中各種膠體、金屬離子、氰化物(CN-)、有機(jī)物及微生物不易降解和難降解的化學(xué)品和其它污染物，適用于處理生活污水、毛、棉、麻、化纖等紡織印染廢水和染料廢水、難于生化降解的化工廢水、制藥廢水、食品發(fā)酵廢水、含油廢水、洗車廢水等，也可作為生化處理系統(tǒng)的預(yù)處理，輔以沉淀、過濾裝置，可直接將高濃度廢水處理到符合國家的排放標(biāo)準(zhǔn)，并可供回用。


圖1轉(zhuǎn)筒示意圖圖2隔板及電極分布示意圖圖3進(jìn)水口方向篩網(wǎng)圖圖4出水口方向篩網(wǎng)圖具體實(shí)施方式
實(shí)例1在總長為0.6米由塑料或其它防腐材質(zhì)做成的水平轉(zhuǎn)筒內(nèi)裝入廢鐵屑和炭等填料，將某洗車場(chǎng)的洗車廢水水質(zhì)CODCr＝200～300mg/L、pH＝4-7引入連續(xù)流強(qiáng)化微電解廢水處理裝置的進(jìn)水口2，廢水經(jīng)進(jìn)水篩網(wǎng)4通過填料，進(jìn)水篩網(wǎng)4距密封旋轉(zhuǎn)接口3為0.08米。因?yàn)殍F-碳微電解反應(yīng)作用，以及安插在隔板定位條上的12個(gè)石墨板通過碳刷與固定的電極座定時(shí)連通，施加36伏外加電壓，有效地壓縮廢水中膠體顆粒表面的雙電層、降低微粒表面能，使部分污染物被分解凝聚而被除去。由于鐵-碳床在水平放置的轉(zhuǎn)筒內(nèi)是動(dòng)態(tài)的，處理的廢水帶著凝聚產(chǎn)生的絮狀物經(jīng)出水篩網(wǎng)7、溢流口8和出水管11入沉淀池進(jìn)行液固分離，使廢水帶出的絮凝體沉淀。沉淀后的水CODCr＜40mg/L，水質(zhì)清澈。
實(shí)例2采用實(shí)施例1中的裝置處理某醫(yī)藥公司的經(jīng)生化處理后的制藥廢水。該廢水的CODCr為300mg/L，BOD為10～20mg/L，pH＝7-8，BOD/CODCr＜0.1，屬于難生化降解廢水。廢水經(jīng)加酸調(diào)整pH值至5～7，而后引入本裝置，后續(xù)處理?xiàng)l件與實(shí)例1類似。處理后BOD/CODCr＝0.33，提高了該廢水的可生化性。
實(shí)例3采用實(shí)例1中的裝置處理CODCr3000～4000mg/L、pH＝6～7、色度為40000～50000(稀釋倍數(shù))的某染料廢水，經(jīng)預(yù)沉淀、連續(xù)流強(qiáng)化微電解廢水處理裝置、沉淀池工藝處理后，CODCr的去除率達(dá)到50～60％、色度的去除率＞90％。
權(quán)利要求1.一種連續(xù)流強(qiáng)化微電解廢水處理裝置，轉(zhuǎn)筒包括在其內(nèi)表面分布的隔板(6)、惰性電極(5)、進(jìn)水篩網(wǎng)(4)和出水篩網(wǎng)(7)、隔板(6)和惰性電極(5)相復(fù)合，惰性電極(5)由銅導(dǎo)線連接后引出裝置筒體，進(jìn)水篩網(wǎng)(4)和出水篩網(wǎng)(7)分別垂直豎立在轉(zhuǎn)筒的兩端，進(jìn)水篩網(wǎng)(4)距入口端密封旋轉(zhuǎn)接口(3)和出水篩網(wǎng)(7)距出口端密封旋轉(zhuǎn)接口(9)的距離為裝置轉(zhuǎn)筒總長的1/8～1/12，其特征在于，在水平轉(zhuǎn)動(dòng)筒體的進(jìn)、出水口端分別設(shè)計(jì)了入口端密封旋轉(zhuǎn)接口(3)和出口端密封旋轉(zhuǎn)接口(9)，同時(shí)設(shè)置進(jìn)氣導(dǎo)管(1)、出氣導(dǎo)管(12)，進(jìn)氣導(dǎo)管(1)一端插入水平轉(zhuǎn)動(dòng)筒的進(jìn)水區(qū)底部，另一端穿出入口端密封旋轉(zhuǎn)接口(3)向上與大氣或氣泵相通，出水管(11)的一端為溢流口(8)位于出水區(qū)的上部，出氣導(dǎo)管(12)一端插入水平轉(zhuǎn)動(dòng)筒的出水區(qū)頂部，另一端穿出出口端密封旋轉(zhuǎn)接口(9)向下與大氣相通。
專利摘要一種連續(xù)流強(qiáng)化微電解廢水處理裝置，涉及采用電化學(xué)方法對(duì)廢水進(jìn)行處理的裝置。裝置的主體為一水平放置的轉(zhuǎn)筒，在它的進(jìn)、出口端分別設(shè)計(jì)入口端和出口端密封旋轉(zhuǎn)接口，同時(shí)設(shè)置水氣的進(jìn)、出導(dǎo)管，當(dāng)水平筒體旋轉(zhuǎn)時(shí)，水和氣的進(jìn)、出導(dǎo)管保持不動(dòng)，導(dǎo)氣管進(jìn)行曝氣和排氣，使處理裝置處于固液氣全充滿狀態(tài)，既保證了鐵碳床中的溶解氧濃度，填料隨裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)而相互摩擦使鐵碳表面形成的鈍化膜不斷更新，也提高了設(shè)備的有效利用容積，增加了廢水與外加電場(chǎng)的作用時(shí)間，提高了裝置的處理能力和效率。廣泛用于處理溶液及廢水中各種膠體、金屬離子、氰化物(CN
文檔編號(hào)C02F1/46GK2663402SQ0320678
公開日2004年12月15日 申請(qǐng)日期2003年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月1日
發(fā)明者葉亞平, 蘇蘭海, 張兆昌, 王麗華, 鄧雁平, 溫艷軍 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)