專利名稱：一種多級斜板式電濾床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種多級斜板式電濾床，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鐵碳床處理法是金屬鐵處理廢水技術(shù)的一種應(yīng)用形式，對有毒有害、高濃度COD廢水具有很好的效果。但是，鐵碳法也有其缺點，主要是(I)鐵屑在酸性介質(zhì)中長期浸泡后易于板結(jié)成塊，造成堵塞，形成溝流，使操作困難，處理效果降低；(2)鐵在酸性條件下溶出的鐵量較大，加堿中和后產(chǎn)生的泥渣量多。重金屬廢水主要是指礦冶、機(jī)械制造、化工、電子、儀表等工業(yè)生產(chǎn)過程中排出的含重金屬的廢水。目前重金屬廢水處理的方法大致可分為三大類，①化學(xué)沉淀法，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、鐵氧體沉淀法、化學(xué)還原法、電化學(xué)法和高分子法物理處理法，包括吸附法、萃取法、離子交換法、膜分離法、蒸發(fā)和凝固法等生物處理法，包括生物絮凝法、生物化學(xué)法和植物修復(fù)法。傳統(tǒng)的方法處理重金屬廢成本高、反應(yīng)慢、易造成二次污染、對于低濃度的重金屬難處理等缺點。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的在于提供一種多級斜板式電濾床，該裝置包括溢流堰1、電濾床主體2、進(jìn)水口 3、反沖洗管道4、出水口 5、布水裝置6、重金屬濃液收集槽7，溢流堰I設(shè)置在電濾床主體2頂端，重金屬濃液收集槽7設(shè)置在電濾床主體2底部，布水裝置6設(shè)置在電濾床主體2和重金屬濃液收集槽7之間，進(jìn)水口 3通過管道和布水裝置6連接，出水口 5設(shè)置在電濾床主體2上,反沖洗管道4的入口設(shè)置在出水口 5部位(即以出水口作為反沖洗管道的入水口，沖洗時，從出水口注入反沖洗液)，反沖洗管道4另一端設(shè)置在電濾床主體(2)的上方用于沖洗電濾床主體(2)，整體位于系統(tǒng)上部，進(jìn)水口、出水口和反沖洗管道由閥門控制。本實用新型中電濾床主體2為圓柱體或長方體形狀。本實用新型中布水裝置6為環(huán)狀管網(wǎng)布水器。本實用新型中電濾床主體2中設(shè)置有斜板式填料床體8，斜板式填料床體8在電濾床主體的分布方式為交錯式或順序式分布，其中順序式分布的斜板式填料床體以傾斜角度為O 45°的平行方式分布在電濾床主體中，交錯式分布的斜板式填料床體以傾斜角度為I 30°的“Z”字型分布在電濾床中，每層斜板式填料床體均與電極相連。本實用新型中斜板式填料床體8與電極連接采用陰極/陰極、陰極/陽極、陽極/陽極三種形式中一種。本實用新型中斜板式填料床體8由填充有鐵屑、焦炭和石墨球混合物的帶孔塑料、金屬或木質(zhì)的板制成，其中鐵屑和焦炭按質(zhì)量比7 12:2 5的比例混合制成鐵碳填料，然后將石墨球與鐵碳填料按體積比為0.1 1:1的比例混合，混合物填充在多孔薄板中制得。[0011]電濾床內(nèi)部填料斜板式填料床體分布分為交錯式和順序式兩種，組成多級斜板式電濾床，每個斜板式填料床體中的填料能夠更換，不易出現(xiàn)陰陽極分離現(xiàn)象。本實用新型在凈化重金屬廢水中應(yīng)用，具體按如下步驟進(jìn)行:( I)在多級斜板式電濾床中放置好斜板式填料床體后，對多級斜板式電濾床施加外電壓，打開進(jìn)水口閥門，使重金屬廢水通過布水裝置流入電濾床主體，電濾床內(nèi)pH為3 5，常溫下廢水在電濾床主體內(nèi)停留處理10 30min，出水通過溢流堰從出水口流出并按需要進(jìn)行后續(xù)深度處理；(2)多級斜板式電濾床運行20 60天以后，關(guān)閉進(jìn)水口閥門和出水口閥門，打開反沖洗管道閥門，采用質(zhì)量百分比濃度為1% 8%的酸溶液對電濾床主體進(jìn)行反沖洗處理，此時，電濾床內(nèi)所加電壓方式為陽極/陽極，處理時間為40 70min，出水為濃縮重金屬酸液，進(jìn)入重金屬濃液收集槽進(jìn)行后續(xù)重金屬濃縮富集處理。本實用新型中所述的電濾床外加電壓為0.1 IOV的交流電。本實用新型中所述反沖洗酸溶液為硫酸、硝酸或鹽酸。本實用新型的有點和技術(shù)效果如下:本實用新型提出一種多級斜板式電濾床，本裝置結(jié)合傳統(tǒng)鐵碳床工藝與電化學(xué)方法，電濾床中的Fe2+可以使各種重金屬離子形成具有磁性的鐵氧體晶體沉淀；該方法可除去廢水中多種重金屬離子，形成的顆粒較大且易于分離，電濾床工作一段時間后進(jìn)行反沖洗處理，使得重金屬離子得到濃縮從而進(jìn)一步進(jìn)行后續(xù)純化處理。該多級斜板式電濾床，使得鐵碳填料無現(xiàn)分層現(xiàn)象，且易于更換；使得重金屬廢水中的重金屬元素在電濾床系統(tǒng)還原，在重金屬濃液收集槽進(jìn)行有效濃縮回收，重金屬廢水得以高速有效凈化的同時，減少了鐵以及亞鐵離子的付出，延長了電濾床的使用周期，改善了傳統(tǒng)鐵碳床在酸性條件下易板結(jié)， 泥渣多，使用周期短等缺點，提高重金屬廢水的可生化性指標(biāo)，為后續(xù)深度處理提供了基礎(chǔ)，且該裝置做維護(hù)方便。

圖1是本實用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型布水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型電濾床主體中斜板式填料床體順序式分布示意圖；圖4是本實用新型電濾床主體中斜板式填料床體交錯式分布示意圖；圖中:I是溢流堰；2是電濾床主體；3是進(jìn)水口 ；4是反沖洗管道；5是出水口；6是布水裝置；7是重金屬濃液收集槽；8是斜板式填料床體。
具體實施方式
下面通過實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本實用新型保護(hù)范圍不局限于所述內(nèi)容。實施例1:本多級斜板式電濾床包括溢流堰1、電濾床主體2、進(jìn)水口 3、反沖洗管道
4、出水口 5、布水裝置6、重金屬濃液收集槽7，溢流堰I設(shè)置在電濾床主體2頂端，重金屬濃液收集槽7設(shè)置在電濾床主體2底部，布水裝置6設(shè)置在電濾床主體2和重金屬濃液收集槽7之間，進(jìn)水口 3通過管道和布水裝置6連接，出水口 5設(shè)置在電濾床主體2上，反沖洗管道4的入口設(shè)置在出水口部位，另一端設(shè)置在電濾床主體2的上方用于沖洗電濾床主體2，整體位于系統(tǒng)上部，進(jìn)水口、出水口和反沖洗管道由閥門控制；其中電濾床主體2為圓柱體，電濾床主體2中設(shè)置有斜板式填料床體，斜板式填料床體8在電濾床主體2的分布方式為順序式分布，其中順序式分布的斜板式填料床體以傾斜角度為30°的平行方式分布在電濾床主體2中，斜板式填料床體8與電極連接采用陰極/陰極形式，即每層斜板式填料床體均與陰電極相連，(見圖1-3)。本實施例中斜板式填料床體8由填充有鐵屑、焦炭和石墨球混合物的帶孔塑料板制成，其中鐵屑和焦炭按質(zhì)量比7:2的比例混合均勻，制成鐵碳填料，然后將市售石墨球與鐵碳填料按體積比為0.1:1的比例混合，混合物填充在多孔塑料板中制得。本實施例裝置在凈化重金屬廢水中的應(yīng)用方法，具體內(nèi)容如下:(I)本實施例處理的重金屬廢水為銅系廢水，銅含量為2g/L ；(2)在多級斜板式電濾床中順序式放置好斜板式填料床體后，檢查電濾床進(jìn)出水口及其他裝置完整，打開進(jìn)水口閥門和出水口閥門，關(guān)閉反沖洗管道閥門，銅系重金屬廢水從廢水池進(jìn)入電濾床，電濾床內(nèi)PH為3，溫度為常溫，廢水停留時間為lOmin，出水通過溢流堰從出水口流出并按需要進(jìn)行后續(xù)深度處理；(3)多級斜板式電濾床系統(tǒng)運行20天后，關(guān)閉進(jìn)水口閥門和出水口閥門，打開反沖洗管道閥門，從出水口注入質(zhì)量百分比濃度為8%的H2SO4溶液對電濾床主體進(jìn)行反沖洗處理，斜板式填料床體外加電壓方式為陽極/陽極，處理時間為40min，出水停留在重金屬收集槽后采用常規(guī)方法進(jìn)行后續(xù)重金屬純化處理；本裝置處理后出水中銅含量為0.02g/L0實施例2:本實施例多級斜板式電濾床結(jié)構(gòu)同實施例1,不同在于電濾床主體2為長方體，斜板式填料床體在電濾床主體的分布方式為交錯式分布，交錯式分布的斜板式填料床體以傾斜角度為10°的“Z”字型分布在電濾床中(見圖4)，斜板式填料床體與電極連接采用陽極/陰極形式，即每層斜板式填料床體與陰電極和陽電極交替相連。本實施例中斜板式填料床體8由填充有鐵屑、焦炭和石墨球混合物的帶孔木質(zhì)板制成，其中鐵屑和焦炭按質(zhì)量比8:3的比例混合均勻，制成鐵碳填料，然后將市售石墨球與鐵碳填料按體積比為0.4:1的比例混合，混合物填充在多孔木板中制得。本實施例裝置在凈化重金屬廢水中的應(yīng)用方法，具體內(nèi)容如下:(I)本實施例處理的重金屬廢水為含鎳的重金屬廢水，鎳含量為174mg/L ；(2)在多級斜板式電濾床中交錯式放置好斜板式填料床體后，檢查電濾床進(jìn)出水口及其他裝置完整，打開進(jìn)水口閥門和出水口閥門，關(guān)閉反沖洗管道閥門，重金屬廢水從廢水池進(jìn)入電濾床，電濾床內(nèi)PH為4,溫度為常溫,廢水在電濾床的停留時間為15min,出水通過溢流堰從出水口流出并按需要進(jìn)行后續(xù)深度處理；(3)多級斜板式電濾床系統(tǒng)運行30天以后，關(guān)閉進(jìn)水口閥門和出水口閥門，打開反沖洗管道閥門，從出水口注入質(zhì)量百分比濃度為5%的鹽酸溶液對其進(jìn)行反沖洗處理，斜板式填料床體外加電壓方式為陽極/陽極，處理時間為50min，出水停留在重金屬收集槽后進(jìn)行后續(xù)重金屬純化處理；本裝置處理后出水中鎳含量為0.25mg/L。[0040]實施例3:本實施例多級斜板式電濾床結(jié)構(gòu)同實施例1，不同在于電濾床主體2為圓形，斜板式填料床體在電濾床主體的分布方式為順序式分布，其中順序式分布的斜板式填料床體以傾斜角度為0°的平行方式分布在電濾床主體2中，斜板式填料床體與電極連接采用陽極/陽極形式，即每層斜板式填料床體均與陽電極相連。本實施例中斜板式填料床體8由填充有鐵屑、焦炭和石墨球混合物的帶孔塑料板制成，其中鐵屑和焦炭按質(zhì)量比10:4的比例混合均勻，制成鐵碳填料，然后將市售石墨球與鐵碳填料按體積比為0.7:1的比例混合，混合物填充在多塑料板中制得。本實施例裝置在凈化重金屬廢水中的應(yīng)用方法，具體內(nèi)容如下:①本實施例處理的重金屬廢水為含砷的重金屬廢水，砷含量為89mg/L ;②在多級斜板式電濾床中順序式放置好斜板式填料床體后，檢查電濾床進(jìn)出水口及其他裝置完整，打開進(jìn)水口閥門和出水口閥門，關(guān)閉反沖洗管道閥門，重金屬廢水從廢水池進(jìn)入電濾床，電濾床內(nèi)PH為5,溫度為常溫,廢水在電濾床的停留時間為20min,出水通過溢流堰從出水口流出并按需要進(jìn)行后續(xù)深度處理；
③多級斜板式電濾床系統(tǒng)運行40天以后，關(guān)閉進(jìn)水口閥門和出水口閥門，打開反沖洗管道閥門，用質(zhì)量百分比濃度為2%的硝酸溶液對其進(jìn)行反沖洗處理，斜板式填料床體外加電壓方式為陽極/陽極，處理時間為60min，出水停留在重金屬收集槽后進(jìn)行后續(xù)重金屬純化處理；本裝置處理后出水中鋅含量為0.31mg/L。實施例4:本實施例多級斜板式電濾床結(jié)構(gòu)同實施例1，不同在于電濾床主體2為長方形，斜板式填料床體在電濾床主體的分布方式為交錯式分布，交錯式分布的斜板式填料床體以傾斜角度為30°的“Z”字型分布在電濾床中，斜板式填料床體與電極連接采用陰極/陰極形式，即每層斜板式填料床體均與陰電極相連。本實施例中斜板式填料床體8由填充有鐵屑、焦炭和石墨球混合物的帶孔鋼質(zhì)板制成，其中鐵屑和焦炭按質(zhì)量比12:5的比例混合均勻，制成鐵碳填料，然后將市售石墨球與鐵碳填料按體積比為1:1的比例混合，混合物填充在多孔鋼板中制得。本實施例裝置在凈化重金屬廢水中的應(yīng)用方法，具體內(nèi)容如下:①本實施例處理的重金屬廢水為含鉻的重金屬廢水，鉻含量為58mg/L ；②在多級斜板式電濾床中交錯式放置好斜板式填料床體后，檢查電濾床進(jìn)出水口及其他裝置完整，打開進(jìn)水口閥門和出水口閥門，關(guān)閉反沖洗管道閥門，重金屬廢水從廢水池進(jìn)入電濾床，電濾床內(nèi)PH為4,溫度為常溫,廢水在電濾床的停留時間為30min,出水通過溢流堰從出水口流出并按需要進(jìn)行后續(xù)深度處理；③多級斜板式電濾床系統(tǒng)運行60天以后，關(guān)閉進(jìn)水口閥門和出水口閥門，打開反沖洗管道閥門，從出水口注入質(zhì)量百分比濃度為1%的硫酸溶液對其進(jìn)行反沖洗處理，斜板式填料床體外加電壓方式為陽極/陽極，處理時間為70min，出水停留在重金屬收集槽后進(jìn)行后續(xù)重金屬純化處理；本裝置處理后出水中鉻含量為0.24mg/L。實施例5:本實施例多級斜板式電濾床結(jié)構(gòu)同實施例1，不同在于電濾床主體為圓形，斜板式填料床體在電濾床主體的分布方式為交錯式分布，交錯式分布的斜板式填料床體以傾斜角度為1°的“Z”字型分布在電濾床中，斜板式填料床體與電極連接采用陽極/陽極形式，即每層斜板式填料床體均與陽電極相連。本裝置在凈化重金屬廢水中的應(yīng)用方法同實施例1，不同在于處理含鉻的重金屬廢水，鉻含量為65mg/L，處理后出水中鉻含量為0.31mg/L。實施例6:本實施例多級斜板式電濾床結(jié)構(gòu)同實施例2，不同在于電濾床主體為圓形，斜板式填料床體在電濾床主體的分布方式為順序式分布，順序式分布的斜板式填料床體以傾斜角度為45°的平行方式分布在電濾床主體中，斜板式填料床體與電極連接采用陰極/陽極形式，即每層斜板式填料床體與陰電極和陽電極交替相連。本裝置在凈化重金屬廢水中的應(yīng)用方法同實施例2，不同在于處理含砷的重金屬廢水，砷含量為91mg/L，處理后`出水中鉻含量為0.36mg/L。
權(quán)利要求1.一種多級斜板式電濾床，其特征在于:其包括溢流堰(I)、電濾床主體(2)、進(jìn)水口(3)、反沖洗管道(4)、出水口(5)、布水裝置(6)、重金屬濃液收集槽(7)，溢流堰(I)設(shè)置在電濾床主體(2)頂端，重金屬濃液收集槽(7)設(shè)置在電濾床主體(2)底部，布水裝置(6)設(shè)置在電濾床主體(2 )和重金屬濃液收集槽(7 )之間，進(jìn)水口( 3 )通過管道和布水裝置(6 )連接，出水口( 5 )設(shè)置在電濾床主體(2 )上，反沖洗管道(4 )入口設(shè)置在出水口( 5 )上，另一端設(shè)置在電濾床主體(2)的上方，進(jìn)水口、出水口和反沖洗管道由閥門控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述多級斜板式電濾床,其特征在于:電濾床主體(2)為圓柱體或長方體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述多級斜板式電濾床，其特征在于:布水裝置(6)為環(huán)狀管網(wǎng)布水器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述多級斜板式電濾床,其特征在于:電濾床主體(2)中設(shè)置有斜板式填料床體(8)，斜板式填料床體(8)在電濾床主體的分布方式為交錯式或順序式分布，其中順序式分布的斜 板式填料床體以傾斜角度為O 45°的平行方式分布在電濾床主體中，交錯式分布的斜板式填料床體以傾斜角度為I 30°的“Z”字型分布在電濾床中，每層斜板式填料床體均與電極相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述多級斜板式電濾床，其特征在于:斜板式填料床體(8)與電極連接采用陰極/陰極、陰極/陽極、陽極/陽極三種形式中一種。
專利摘要本實用新型公開了一種多級斜板式電濾床，該裝置包括溢流堰、電濾床主體、進(jìn)水口、反沖洗管道、出水口、布水裝置、重金屬濃液收集槽，本裝置使得電濾床中的填料不易出現(xiàn)陰陽極分離現(xiàn)象，且易于更換；重金屬離子被還原為單質(zhì)回收、重金屬廢水得以高速有效凈化的同時，減少了鐵以及亞鐵離子的付出，延長了電濾床的使用周期，改善了電濾床在酸性條件下易板結(jié)、泥渣多等缺點，提高了廢水的可生化性指標(biāo)，操作維護(hù)方便。
文檔編號C02F1/46GK203095678SQ201320037819
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月24日
發(fā)明者瞿廣飛, 劉玉環(huán), 寧平, 謝于柄, 尹琴 申請人:昆明理工大學(xué)