專利名稱：一種兩段式電解法處理廢水的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說是一種電解法廢水處理方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
在各種水污染控制技術(shù)中，電解法以其高效、快速、不需添加化學(xué)藥劑、反應(yīng)條件 溫和、設(shè)備簡單等優(yōu)點(diǎn)，受到廣泛關(guān)注。 電解法一般可產(chǎn)生三種效應(yīng)，即電解氧化還原、電解絮凝和電解氣浮。 按照電解氧化還原理論，電解時(shí)任何能夠放出電子的氧化反應(yīng)都能在陽極上進(jìn)
行，同樣任何能夠從陰極上獲得電子的還原反應(yīng)都能在陰極上進(jìn)行，有機(jī)物的電解質(zhì)溶液
本身也可能發(fā)生一系列的氧化還原反應(yīng)。產(chǎn)生電解氧化還原反應(yīng)的電解過程，陽極一般采
用的是高活性電極(如釕、鉬等)，電極本身不發(fā)生損耗。 電解絮凝是利用可溶性金屬鋁或鐵電極作為陽極，在直流電場作用下，陽極(比 如鋁)發(fā)生溶解產(chǎn)生該金屬的陽離子，鋁以離子的形式進(jìn)入溶液中，經(jīng)過水解反應(yīng)可生成 多核羥基絡(luò)合物以及氫氧化物，這些物質(zhì)作為混凝劑對水中懸浮物及膠體進(jìn)行凝聚處理。
電解氣浮主要是電解裝置的陰極反應(yīng)，有時(shí)也會(huì)部分出現(xiàn)于陽極；電解時(shí)由于水 的離解及有機(jī)物的電解氧化，在陰極和陽極會(huì)產(chǎn)生大量的微小氣泡，這些氣泡在上升過程 中可俘獲、黏附水中大量的雜質(zhì)微粒和有機(jī)物，將這些物質(zhì)帶到水面，達(dá)到分離的目的。
電解法在污水處理中已經(jīng)有一定的應(yīng)用，目前，電解法應(yīng)用主要是采用可溶性電 極，如鋁和鐵電極，產(chǎn)生電解絮凝效應(yīng)，也有采用高活性電極(如釕、鉑等)的，主要產(chǎn)生電 解氧化還原和電解氣浮效應(yīng)。目前的應(yīng)用形式只能是去除廢水中的某些污染物，如采用可 溶性電極，產(chǎn)生電解絮凝效應(yīng)，可去除水中的膠體物質(zhì)和懸浮物；采用高活性電極(如釕、 鉑等)的，主要產(chǎn)生電解氧化還原和電解氣浮效應(yīng)，可去除水中的溶解態(tài)有機(jī)物和懸浮物。 如果廢水中含有的有機(jī)物的種類較多，目前的電解法就無法解決。更重要的是目前電解裝 置的形式有回流式和翻騰式，這兩種形式都存在電極影響水流態(tài)的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種能夠合理地利用不同 的電解形式的兩段式電解法處理廢水的方法及其裝置，使得電解法處理廢水中污染物更加 高效。 本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案 本發(fā)明兩段式電解法廢水處理方法，其特點(diǎn)是分別設(shè)置第一電解槽和第二電解 槽；在所述第一電解槽中，以鍍有金屬釕的鈦網(wǎng)為第一正極，以不銹鋼網(wǎng)為第一負(fù)極；在所 述第二電解槽中，以鋁網(wǎng)為第二正極，以不銹鋼網(wǎng)為第二負(fù)極；所述第一電解槽和第二電解 槽是以脈沖直流電源為工作電源；待處理廢水首先在第一電解槽中進(jìn)行電解氧化或還原反 應(yīng)，再注入第二電解槽中完成水中懸浮物及膠體的凝聚處理；同時(shí)，在所述第一電解槽和 第二電解槽中，以陰極和陽極產(chǎn)生的微小氣泡俘獲黏附水中的雜質(zhì)微粒和有機(jī)物并帶至水面，通過電解氣浮的方式完成水中雜質(zhì)微粒和有機(jī)物的分離。 本發(fā)明兩段式電解法廢水處理方法的特點(diǎn)也在于所述第一電解槽和第二電解槽
在電解工作狀態(tài)下的電流密度為30-70mA/cm2。 本發(fā)明兩段式電解法廢水處理裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是 分別設(shè)置以脈沖直流電源為工作電源的第一電解槽和第二電解槽；所述第一電解 槽是以鍍有金屬釕的鈦網(wǎng)為第一正極，以不銹鋼網(wǎng)為第一負(fù)極；所述第二電解槽是以鋁網(wǎng) 為第二正極，以不銹鋼網(wǎng)為第二負(fù)極； 設(shè)置在所述第一電解槽中的第一配水筒與待處理廢水的水源管連通，所述第一電 解槽的溢流口通過溢流管與設(shè)置在所述第二電解槽中的第二配水管連通；出水管與第二電 解槽的溢流水口連通。 本發(fā)明兩段式電解法廢水處理裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于 所述第一電解槽中，作為第一正極的鈦網(wǎng)的網(wǎng)孔直徑為3-5mm，作為第一負(fù)極的不 銹鋼網(wǎng)的網(wǎng)孔直徑為3-5mm，各電極之間的間距為10-20mm ;在所述第二電解槽中，作為第 二正極的鋁網(wǎng)和作為第二負(fù)極的不銹鋼網(wǎng)的網(wǎng)孔直徑均為3-5mm。 所述第一電解槽和第二解槽均設(shè)置為圓柱狀筒體，各電極在圓柱狀筒體內(nèi)以圓環(huán) 形呈同心圓設(shè)置，第一配水筒和第二配水筒位于圓柱狀筒體的中心，并將水向四周均勻分 散。采用輻流式進(jìn)出水方式，即第一電解槽中從第一配水筒進(jìn)水，從第一出水堰出水，第二 電解槽中從第一配水筒進(jìn)水，從第二出水堰出水。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在 1、本發(fā)明方法充分利用電解過程中的電解氧化還原、電絮凝和電氣浮作用，高效 快速去除水中污染物； 2、本發(fā)明方法不需另外添加氧化還原劑，避免了由另外添加藥劑而引起的二次污 染問題； 3、本發(fā)明方法可以通過改變外加電流、電壓隨時(shí)調(diào)節(jié)反應(yīng)條件，可控制性較強(qiáng)；反 應(yīng)條件溫和，電化學(xué)過程一般在常溫常壓下就可進(jìn)行； 4、本發(fā)明設(shè)備中采用網(wǎng)狀電極可以克服傳統(tǒng)電解槽中電極影響水流態(tài)的缺點(diǎn)，提 高處理效率； 5、本發(fā)明設(shè)備及其操作比較簡單，若污水處理規(guī)模較小，可實(shí)現(xiàn)就地處理，可用于 處理多種廢水，尤其是含有機(jī)物的廢水。


圖1為本發(fā)明設(shè)備立面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明設(shè)備俯視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中標(biāo)號1水源管、2第一 電解槽、3a第一出水堰、3b第二出水堰、4a第一配水 筒、4b第二配水筒、5第一負(fù)極、6a第一擋渣板、6b第二擋渣板、7第一正極、8a第一污泥斗、 8a第二污泥斗、9溢流管、10第二負(fù)極、11第二正極、12出水管、13脈沖直流電源、14第二電解槽。
以下通過具體實(shí)施方式
，并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施例方式
參見圖1、圖2，本實(shí)施例分別設(shè)置以脈沖直流電源13為工作電源的第一電解槽2
和第二電解槽14;第一電解槽2是以鍍有金屬釕的鈦網(wǎng)為第一正極7，以不銹鋼網(wǎng)為第一負(fù)
極5 ;第二電解槽是以鋁網(wǎng)為第二正極11，以不銹鋼網(wǎng)為第二負(fù)極10 ; 圖1、圖2所示，設(shè)置在第一電解槽2中的第一配水筒4a與待處理廢水的水源管1
連通，第一電解槽2的溢流口通過溢流管9與設(shè)置在第二電解槽14中的第二配水管4b連
通；出水管12與第二電解槽14的溢流水口連通。 具體實(shí)施中，在第一電解槽2中，作為第一正極7的鈦網(wǎng)的網(wǎng)孔直徑為3-5mm，作為
第一負(fù)極5的不銹鋼網(wǎng)的網(wǎng)孔直徑為3-5mm，各電極之間的間距為10-20mm ;在第二電解槽
14中，作為第二正極11的鋁網(wǎng)和作為第二負(fù)極10的不銹鋼網(wǎng)的網(wǎng)孔直徑均為3-5mm ;第一
電解槽2和第二電解槽14在電解工作狀態(tài)下的電流密度為30-70mA/cm2 ; 如圖1 、圖2所示，第一 電解槽2和第二解槽14均設(shè)置為圓柱狀筒體，各電極在圓
柱狀筒體內(nèi)以圓環(huán)形呈同心圓設(shè)置，第一配水筒4a和第二配水筒4b位于圓柱狀筒體的中
心，并將水向四周均勻分散。 采用輻流式進(jìn)出水方式，即第一電解槽2中從第一配水筒4a進(jìn)水，從第一出水堰 3a經(jīng)第一擋渣板6a出水，第二電解槽14中從第一配水筒4b進(jìn)水，從第二出水堰3b經(jīng)第二 擋渣板6b出水，在第一電解槽2和第二電解槽14的底部分別設(shè)置第一污泥斗8a和第二污 泥斗8b。 待處理廢水首先注入在第一電解槽2中，將廢水中的可氧化或可還原物質(zhì)進(jìn)行電 解氧化或還原反應(yīng)，再注入第二電解槽14中完成水中懸浮物及膠體的凝聚處理；在第二電 解槽14中，電解使鋁電極發(fā)生溶解產(chǎn)生金屬陽離子，鋁以離子的形式進(jìn)入溶液中，經(jīng)過水 解反應(yīng)生成多核羥基絡(luò)合物以及氫氧化物，這些物質(zhì)作為混凝劑對水中懸浮物及膠體進(jìn)行 凝聚處理，即電絮凝；同時(shí)，在第一電解槽2和第二電解槽14中，陰極和陽極會(huì)產(chǎn)生大量的 微小氣泡，這些微小氣泡在上升過程俘獲黏附水中的雜質(zhì)微粒和有機(jī)物并帶至水面，通過 這一電解氣浮的方式完成水中雜質(zhì)微粒和有機(jī)物的分離。
實(shí)施例1 : 以本發(fā)明方法及裝置處理含氨氮的廢水，廢水原水中含氨氮的濃度為480mg/L，設(shè) 置第一電解槽2的電流為4. 5A、電解處理時(shí)間為10min，氨氮的去除率為23%。
實(shí)施例2 : 將實(shí)施例1中的電解處理時(shí)間延長為20min，其它條件不變，氨氮的去除率達(dá) 35%。
實(shí)施例3 : 將實(shí)施例1中的電解處理時(shí)間延長為30min，其它條件不變，氨氮的去除率達(dá) 50%。
實(shí)施例4 : 將實(shí)施例1中的電解處理時(shí)間延長為40min，其它條件不變，氨氮的去除率達(dá) 64%。
實(shí)施例5 : 將實(shí)施例1中的電解處理時(shí)間延長為50min，其它條件不變，氨氮的去除率達(dá)70%。 實(shí)施例6 : 將實(shí)施例1中的電解處理時(shí)間延長為60min，其它條件不變，氨氮的去除率達(dá) 72%。 實(shí)施例7 : 將實(shí)施例1中的電解處理時(shí)間延長為90min，其它條件不變，氨氮的去除率達(dá) 80%。 實(shí)施例8 : 以本發(fā)明方法及裝置處理制革廢水，廢水原水中COD&的濃度為2413mg/L，設(shè)置第 二電電解槽14的電流為1A，電解時(shí)間為5min，氨氮的去除率為30%。 實(shí)施例9 : 將實(shí)施例8中的電解時(shí)間延長為10min，其它條件不變，CODtt的去除率達(dá)40%。 實(shí)施例10 : 將實(shí)施例8中的電解時(shí)間延長為15min，其它條件不變，CODtt的去除率達(dá)49%。 實(shí)施例11 : 將實(shí)施例8中的電解時(shí)間延長為60min，其它條件不變，CODtt的去除率達(dá)58%。 實(shí)施例12 : 以本發(fā)明方法及裝置處理含氨氮的廢水，廢水原水中含氨氮的濃度為480mg/L， CODtt的濃度為2413mg/L，設(shè)置第一電解槽2的電流為4. 5A，第二電解槽14的電流為1A，電 解時(shí)間均為60分鐘，氨氮的去除率達(dá)80%以上，CODtt的去除率達(dá)到75%以上。
權(quán)利要求
一種兩段式電解法廢水處理方法，其特征是分別設(shè)置第一電解槽(2)和第二電解槽(14)；在所述第一電解槽(2)中，以鍍有金屬釕的鈦網(wǎng)為第一正極(7)，以不銹鋼網(wǎng)為第一負(fù)極(5)；在所述第二電解槽(14)中，以鋁網(wǎng)為第二正極(11)，以不銹鋼網(wǎng)為第二負(fù)極(10)；所述第一電解槽(2)和第二電解槽(14)是以脈沖直流電源(13)為工作電源；待處理廢水首先在第一電解槽(2)中進(jìn)行電解氧化或還原反應(yīng)，再注入第二電解槽(14)中完成水中懸浮物及膠體的凝聚處理；同時(shí)，在所述第一電解槽(2)和第二電解槽(14)中，以陰極和陽極產(chǎn)生的微小氣泡俘獲黏附水中的雜質(zhì)微粒和有機(jī)物并帶至水面，通過電解氣浮的方式完成水中雜質(zhì)微粒和有機(jī)物的分離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的兩段式電解法廢水處理方法，其特征是所述第一電解槽(2) 和第二電解槽(14)在電解工作狀態(tài)下的電流密度為30-70mA/cm2。
3. —種兩段式電解法廢水處理裝置，其特征是分別設(shè)置以脈沖直流電源(13)為工作電源的第一電解槽(2)和第二電解槽(14);所 述第一電解槽(2)是以鍍有金屬釕的鈦網(wǎng)為第一正極(7)，以不銹鋼網(wǎng)為第一負(fù)極(5);所 述第二電解槽(14)是以鋁網(wǎng)為第二正極(ll)，以不銹鋼網(wǎng)為第二負(fù)極(10);設(shè)置在所述第一電解槽(2)中的第一配水筒(4a)與待處理廢水的水源管(1)連通，所 述第一電解槽(2)的溢流口通過溢流管(9)與設(shè)置在所述第二電解槽(14)中的第二配水 管(4b)連通；出水管(12)與第二電解槽(14)的溢流水口連通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的兩段式電解法廢水處理裝置，其特征是所述第一電解槽(2) 中，作為第一正極(7)的鈦網(wǎng)的網(wǎng)孔直徑為3-5mm，作為第一負(fù)極(5)的不銹鋼網(wǎng)的網(wǎng)孔直 徑為3-5mm，各電極之間的間距為10-20mm ;在所述第二電解槽(14)中，作為第二正極(11) 的鋁網(wǎng)和作為第二負(fù)極(10)的不銹鋼網(wǎng)的網(wǎng)孔直徑均為3-5mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的兩段式電解法廢水處理裝置，其特征是所述第一電解槽(2) 和第二解槽(14)均設(shè)置為圓柱狀筒體，各電極在圓柱狀筒體內(nèi)以圓環(huán)形呈同心圓設(shè)置，第 一配水筒(4a)和第二配水筒(4b)位于圓柱狀筒體的中心，并將水向四周均勻分散。采用輻 流式進(jìn)出水方式，即第一電解槽(2)中從第一配水筒(4a)進(jìn)水，從第一出水堰(3a)出水， 第二電解槽(14)中從第一配水筒(4b)進(jìn)水，從第二出水堰(3b)出水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種兩段式電解法廢水處理方法及其裝置，其特征是分別設(shè)置第一和第二電解槽；在第一電解槽中，以鍍有金屬釕的鈦網(wǎng)為正極，以不銹鋼網(wǎng)為負(fù)極；在第二電解槽中，以鋁網(wǎng)為正極，以不銹鋼網(wǎng)為負(fù)極；第一和第二電解槽是以脈沖直流電源為工作電源；待處理廢水首先在第一電解槽中進(jìn)行電解氧化或還原反應(yīng)，再注入第二電解槽中完成水中懸浮物及膠體的凝聚處理；同時(shí)，在第一電解槽和第二電解槽中，以陰極和陽極產(chǎn)生的微小氣泡俘獲黏附水中的雜質(zhì)微粒和有機(jī)物并帶至水面，通過電解氣浮的方式完成水中雜質(zhì)微粒和有機(jī)物的分離，本發(fā)明可以提高電解法處理水中污染物的效率。
文檔編號C02F1/463GK101781001SQ201010121670
公開日2010年7月21日 申請日期2010年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月10日
發(fā)明者馮景偉, 徐得潛, 胡真虎, 蘇饋?zhàn)? 袁守軍, 鐘華勇 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)