一種旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式電絮凝反應器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式填料電絮凝反應器，屬于環(huán)境保護中的水處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電絮凝的反應機理是以鋁、鐵等金屬為陰陽極，在直流電的作用下，陽極溶蝕，產(chǎn)生金屬離子，在經(jīng)歷一系列水解、聚合、亞鐵的氧化過程，發(fā)展成為各種羥基絡合物，這種羥基絡合物具有很強的絮凝作用；陰極可以使廢水中氫離子還原為氫氣，氫氣發(fā)生氣浮作用，這兩種作用可以去除廢水中的膠體、懸浮物質(zhì)等。電絮凝可廣泛用于如電鍍廢水、垃圾滲濾液、制藥廠廢水、食品廢水和石油化工廢水等預處理?，F(xiàn)有的電絮凝技術(shù)存在如；陽極溶蝕且在絮凝過程中會鈍化、廢水處理負荷會隨著陽極的溶蝕而降低、電極的比表面積小、絮凝成本較高等缺點。本發(fā)明專利公布了一種籠網(wǎng)式填料電絮凝反應器，可以有效克服上述問題，具有很好的應用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式電絮凝反應器，其結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，克服了現(xiàn)在電絮凝廢水處理設備中陽極消耗、陽極鈍化和運行費用高等問題。
[0004]具體包括電絮凝反應池、進水管道、出水管道、絮體排出管道、進水擋墻、旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式填料電極、紫外燈、活性炭顆粒投加器、變頻電機和控制器；
[0005]其中電絮凝反應池包括呈漏斗狀的池體，上部為圓柱形，下部為圓錐形，頂面由互成60°夾角的6根鋼架組成，在每根鋼架上設置有I個旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式填料電極，電極頂端與鋼架結(jié)構(gòu)用螺栓鉚固；電絮凝反應池的右側(cè)上部設置進水管道，左側(cè)下部設有出水管道，電絮凝反應池底部中心設有絮體排出管道，進水擋墻設置于進水管道左側(cè)池體內(nèi)，進水擋墻為分離的左右兩部分，左側(cè)豎直擋板固定于反應池頂面鋼架上，右側(cè)“L”型擋板固定于進水管道下側(cè)的反應池池壁，用于緩解進水對反應池內(nèi)的沖擊；
[0006]電絮凝反應池內(nèi)側(cè)壁上設有多個紫外燈；
[0007]旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式填料電極包括籠網(wǎng)式電極和內(nèi)部填料，籠網(wǎng)式電極為直徑上細下粗的圓底錐形，采用聚乙烯材質(zhì)，內(nèi)部填料為涂覆納米二氧化鈦光催化劑的鐵基填料或鋁基填料，電極的籠網(wǎng)孔徑小于內(nèi)部填料的粒徑，籠網(wǎng)式填料電極在控制器和變頻電機的控制下可以進行變速旋轉(zhuǎn)；
[0008]電絮凝反應池外設置活性炭顆粒投加器；
[0009]控制器是一個集成PLC ±夬，與旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式填料電極連接，對電極電流、電壓、轉(zhuǎn)速、電機交換周期進行控制；控制器與變頻電機連接對電機轉(zhuǎn)速進行控制；控制器與活性炭顆粒投加器連接用于控制向電絮凝反應池內(nèi)投加活性炭顆粒。
[0010]電絮凝反應池池體直徑3m，上部圓柱體高度2m，下部圓錐體高度lm。
[0011]旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式填料電極高為100cm，頂部直徑25cm，中部直徑45cm。
[0012]進水管道、出水管道和絮體排出管道均采用鑄鐵管道，管徑分別為100mm、10mm和 150mm。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0014](I)本反應器可利用鐵基或鋁基填料，不用更換電極，節(jié)能降耗并且可以降低電絮凝費用；
[0015](2)籠網(wǎng)式填料電極因其內(nèi)部分散的填料，具有很高的比表面積，圓底錐形具有很好的水力條件，絮凝效率大幅提高；同時籠網(wǎng)式填料電極在電機的驅(qū)動下可以高速旋轉(zhuǎn)，在攪動水體旋轉(zhuǎn)形成旋流的同時，使填料在反應器中不斷翻滾，極大了增加了填料與水體以及污染物的接觸面積和接觸時間，使廢水中的可絮凝物更好的附著于填料表面，同時旋轉(zhuǎn)的水體以及翻滾的填料可以使紫外燈的照射更加均勻充分，避免了照射死角。
[0016](3)涂覆納米二氧化鈦光催化劑的鐵基填料或鋁基填料在紫外燈的照射下以及電場的作用下發(fā)生光電化學協(xié)同反應，使廢水中的難分解、難去除有機物通過光催化化學反應轉(zhuǎn)化成可絮凝污染物。
[0017](4)電極在周期性換極的過程中可以將形成的鈍化膜擊穿，提高處理效率。
[0018](5)通過紫外光催化、電場的協(xié)同效應，廢水中的有害微生物、病毒、細菌等被有效地徹底去除。
[0019]通過本反應器處理的廢水，化學需氧量的去除率達到95.1%，色度的去除率達到98.9%，懸浮物的去除率達到99.2%，難分解有機物的去除率達到98.9%，有害微生物、病毒、細菌的去除率達到96.9%。
【附圖說明】
[0020]圖1是旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式填料電絮凝反應器的縱向剖面圖；
[0021]圖2是旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式填料電絮凝反應器的橫向剖面圖；
[0022]圖3是籠網(wǎng)式填料電極示意圖。
[0023]圖中:1-電絮凝反應池、2-進水管道、3-出水管道、4-絮體排出管道、5-進水擋墻、6-變頻電機、7-紫外燈、8-填料、9-旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式填料電極、10-控制器、11-活性炭顆粒投加器。
【具體實施方式】
[0024]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0025]如圖1所示，本發(fā)明旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式電絮凝反應器，包括電絮凝反應池1、進水管道2、出水管道3、絮體排出管道4、進水擋墻5、紫外燈7、旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式填料電極9、變頻電機6和控制器10 ；
[0026]其中電絮凝反應池I包括呈圓形漏斗狀的池體，池體直徑3m，圓柱體高度2m，下側(cè)圓錐體高度Im ;頂面由互成60°夾角的6根鋼架組成(如圖2)，在每根鋼架上設置有I個旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式填料電極9，電極頂端與鋼架結(jié)構(gòu)用螺栓鉚固；電絮凝反應池I的右側(cè)上部設置進水管道2，左側(cè)下部設有出水管道3，電絮凝反應池底部設有中心設有體排出管道4，進水管道2、出水管道3和絮體排出管道4均采用鑄鐵管道，管徑分別為100mm、10mm和150mm ；進水擋墻5設置于廢水進水管道2左側(cè)，擋墻高20cm，長20cm，進水擋墻5為分離的左右兩部分，左側(cè)豎直擋板固定于反應池頂端鋼架，右側(cè)“L”型擋板固定于進水管道下側(cè)的反應池池壁，用于緩解進水對反應池內(nèi)的沖擊。
[0027]旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式填料電極9 (如圖3)，包括籠網(wǎng)式電極和內(nèi)部填料8。籠體為圓底錐形，高100cm，頂部直徑25cm，中部直徑45cm，采用聚乙稀材質(zhì)；內(nèi)部填料8為涂覆納米二氧化鈦光催化劑的鐵基填料或鋁基填料?；\網(wǎng)式填料電極9在控制器10和變頻電機6的控制下可以進行變速旋轉(zhuǎn)。
[0028]電絮凝反應池I內(nèi)側(cè)壁設有多個紫外燈7。
[0029]電絮凝反應池外設置活性炭顆粒投加器11 ;
[0030]控制器10是一個集成PLC塊，與旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式填料電極9連接，對電極電流、電壓、轉(zhuǎn)速進行控制；控制器10與變頻電機6連接對于電機轉(zhuǎn)速進行控制?？刂破?0與活性炭顆粒投加器11連接用于控制向電絮凝反應池內(nèi)投加活性炭顆粒。
[0031]旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式填料電絮凝反應器的工作過程如下:
[0032]廢水由進水管道2進入電絮凝反應池I池體，通過進水擋墻5，進水擋墻會減少其在池體中造成的擾動，當廢水注滿電絮凝反應池I池體后停止進水，控制器10開始設置旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式填料電極的電流、電壓、轉(zhuǎn)速、反應時間、電極交換周期等參數(shù)，反應器開始工作，旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式填料電極通入電流，開始旋轉(zhuǎn)，紫外燈開啟照射，涂覆納米二氧化鈦光催化劑的鐵基填料或鋁基填料在反應器中不斷翻滾，在紫外燈的照射下以及電場的作用下與水體中的污染物發(fā)生光電化學協(xié)同反應，使廢水中的難分解、難去除有機物通過光催化化學反應轉(zhuǎn)化成可絮凝污染物，同時控制器10控制活性炭顆粒投加器，向電絮凝反應池I中投加活性炭顆粒作為絮凝物凝聚核，使生成的絮凝物富集在活性炭顆粒表面；反應完成后，旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式填料電極9停止旋轉(zhuǎn)，沉淀一段時間，將處理后的凈水從出水管道3排出后，打開絮體排出管道4將產(chǎn)生絮體排出，至此一個反應周期完成。
[0033]通過本反應器處理的廢水，化學需氧量的去除率達到98.1%，色度的去除率達到98.9%，懸浮物的去除率達到99.9%，難分解有機物的去除率達到99.9%，有害微生物、病毒、細菌的去除率達到96.9%。
【主權(quán)項】
1.一種旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式電絮凝反應器，包括電絮凝反應池、進水管道、出水管道、絮體排出管道、進水擋墻、旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式填料電極、紫外燈、活性炭顆粒投加器、變頻電機和控制器等；其特征在于:其中電絮凝反應池包括呈漏斗狀的池體，上部為圓柱形，下部為圓錐形，池體頂面由互成60°夾角的6根鋼架組成，在每根鋼架上設置有I個旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式填料電極，電極頂端與鋼架結(jié)構(gòu)用螺栓鉚固；電絮凝反應池的右側(cè)上部設置進水管道，左側(cè)下部設有出水管道，電絮凝反應池底部中心設有絮體排出管道，進水擋墻設置于進水管道左側(cè)池體內(nèi)，進水擋墻為分離的左右兩部分，左側(cè)豎直擋板固定于反應池頂面鋼架上，右側(cè)“L”型擋板固定于進水管道下側(cè)的反應池池壁，用于緩解進水對反應池內(nèi)的沖擊； 電絮凝反應池內(nèi)側(cè)壁上設有多個紫外燈； 旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式填料電極包括籠網(wǎng)式電極和內(nèi)部填料，籠網(wǎng)式電極為直徑上細下粗的圓底錐形，采用聚乙烯材質(zhì)，內(nèi)部填料為涂覆納米二氧化鈦光催化劑的鐵基填料或鋁基填料，電極的籠網(wǎng)孔徑小于內(nèi)部填料的粒徑，籠網(wǎng)式填料電極在控制器和變頻電機的控制下可以進行變速旋轉(zhuǎn)； 電絮凝反應池外設置活性炭顆粒投加器； 控制器是一個集成PLC塊，與旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式填料電極連接，對電極電流、電壓、轉(zhuǎn)速、電機交換周期進行控制；控制器與變頻電機連接對電機轉(zhuǎn)速進行控制；控制器與活性炭顆粒投加器連接用于控制向電絮凝反應池內(nèi)投加活性炭顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式電絮凝反應器，其特征在于，電絮凝反應池池體直徑3m，上部圓柱體高度2m，下部圓錐體高度lm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式電絮凝反應器，其特征在于，旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式填料電極高為100cm，頂部最大直徑25cm，中部最大直徑45cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式電絮凝反應器，其特征在于，進水管道、出水管道和絮體排出管道均采用鑄鐵管道，管徑分別為100mm、10mm和150_。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式填料電絮凝反應器，包括電絮凝反應池、進水管道、出水管道、絮體排出管道、進水擋墻、旋轉(zhuǎn)籠網(wǎng)式填料電極、活性炭顆粒投加器、紫外燈、變頻電機和控制器。涂覆納米二氧化鈦光催化劑的鐵基填料或鋁基填料在紫外燈的照射下以及電場的作用下發(fā)生光電化學協(xié)同反應，使廢水中的難分解、難去除有機物通過光催化化學反應轉(zhuǎn)化成可絮凝污染物，并富集在填料表面。通過本反應器處理的廢水，化學需氧量的去除率達到95.1％，色度的去除率達到98.9％，懸浮物的去除率達到99.2％，難分解有機物的去除率達到98.9％，有害微生物、病毒、細菌的去除率達到96.9％。
【IPC分類】C02F1-463, C02F1-32
【公開號】CN104709978
【申請?zhí)枴緾N201510075314
【發(fā)明人】董黎明, 秦澤敏, 周戀彤, 鄭心愿
【申請人】北京工商大學
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年2月12日