一種去除微量難降解有機(jī)污染物的電絮凝裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種去除微量難降解有機(jī)污染物的電絮凝裝置及其應(yīng)用，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，電絮凝在廢水處理和給水凈化方面有越來越多的應(yīng)用。電絮凝就是在外電壓的作用下，利用可溶性陽極產(chǎn)生大量陽離子，這些陽離子又經(jīng)過一系列復(fù)雜的水解、聚合作用，生成絮凝性物質(zhì)，對(duì)水中的污染物進(jìn)行吸附絮凝，從而達(dá)到去除污染物的目的。鋁和鐵是目前應(yīng)用最多的陽極材料。將極板置于待處理的水中，通以直流電后，陽極失去電子，形成金屬陽離子Al3+和Fe2+，立刻水解為聚合鋁或鐵氫氧化物，這些聚合的氫氧化物是高效的絮凝劑，其吸附能力極強(qiáng)，利用其吸附架橋和網(wǎng)捕卷掃等作用，可將廢水中的污染物質(zhì)去除。電絮凝過程中，水可以被電解。陰極上產(chǎn)生的新生態(tài)的氫，其還原能力很強(qiáng)，可生成氫氣，或者可與廢水中的污染物起還原反應(yīng)。陽極上也可能有氧氣放出。氫氣和氧氣以微氣泡的形式出現(xiàn)，這些氣泡會(huì)吸引絮凝顆粒，通過浮力將被絮凝的污染物氣浮到表面，從而提高水處理效率。此外，在電流的作用下，廢水中的部分有機(jī)物可能直接被氧化為COdPH2O而不產(chǎn)生污泥。未被徹底氧化的有機(jī)物部分還可和懸浮固體顆粒被吸附凝聚并在氫氣和氧氣帶動(dòng)下上浮分離。
[0003]電絮凝的優(yōu)點(diǎn)在于操作簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制;設(shè)備占地面積小;設(shè)備處理時(shí)間短，處理效率高;無需添加任何化學(xué)藥劑，設(shè)備處理產(chǎn)生污泥量少;適應(yīng)廢水范圍廣，可處理多種污染物。因此，近年來受到廣泛關(guān)注。
[0004]目前，比較常用的電絮凝裝置是由直流電源，電解槽，陽極，陰極，攪拌裝置以及外接電路組成。但是這些裝置存在一些不足，表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):(I)裝置傳質(zhì)和擴(kuò)散效率不高，所使用的磁力攪拌器不能有效地將產(chǎn)生的金屬陽離子順序的擴(kuò)散到溶液中，因而降低了處理效率；(2)處理污水的體積小，在能耗相同的條件下，傳統(tǒng)平板式反應(yīng)裝置一次能處理的污水體積較?。?3)能耗較大，極板產(chǎn)生的陽離子不能及時(shí)的擴(kuò)散到溶液中產(chǎn)生絮凝性物質(zhì)，需要較大的電流密度和較長的電解時(shí)間才能達(dá)到較好的去除效果，因而所需的能耗也就較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種去除微量難降解有機(jī)污染物的電絮凝裝置。
[0006]本發(fā)明還提供一種利用電絮凝裝置去除水中難降解有機(jī)污染物全氟辛酸的方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]本發(fā)明提供一種去除微量難降解有機(jī)污染物的電絮凝裝置，其特點(diǎn)在于，包括直流電源、電解槽、陽極、陰極和空氣栗;其中，所述電解槽設(shè)置為一頂部開口的中空容器，所述中空容器的內(nèi)部設(shè)置有可移動(dòng)的中空筒，用于包裹所述陽極;所述中空容器的底部為一個(gè)漏斗狀容器，所述漏斗狀容器的底部有一個(gè)連通管，所述空氣栗與所述連通管的另一端連接;所述漏斗狀容器的上部連接處有一個(gè)卡槽，所述卡槽的中心處有一個(gè)固定孔，所述固定孔用于固定所述陰極;所述直流電源的正極連接所述陽極，所述直流電源的負(fù)極連接所述陰極。
[0009]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述電解槽為圓筒式電解槽，所述陽極為鋁或鋅-鐵合金片陽極板，所述陰極為鈦或不銹鋼陰極棒，所述固定孔為圓孔。
[0010]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述連通管呈U型，且所述連通管的所述另一端與所述中空容器齊平。
[0011]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述空氣栗通過導(dǎo)管與所述連通管的所述另一端連接。
[0012]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述電解槽的外部設(shè)有起固定和支撐作用的支架。
[0013]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述支架具有一供所述連通管的所述另一端露出于所述支架外的開口。
[0014]本發(fā)明還提供一種利用上述的電絮凝裝置去除持久性有機(jī)污染物全氟辛酸的方法，步驟如下:
[0015](I)將配制好的一預(yù)定濃度和體積的全氟辛酸溶液注入到電解槽中，將直流電源的正極連接到陽極上，將直流電源的負(fù)極連接到陰極上，將空氣栗連接到連通管的另一端；
[0016](2)啟動(dòng)所述直流電源，啟動(dòng)所述空氣栗，從所述空氣栗中輸入的空氣進(jìn)入所述電解槽，帶動(dòng)溶液循環(huán)；
[0017](3)按一預(yù)定的時(shí)間梯度取樣分析，電解結(jié)束，關(guān)閉所述直流電源。
[0018]在本發(fā)明另一實(shí)施例中，所述步驟(I)中全氟辛酸的濃度范圍為lymol/L-
1.0mmol /L
[0019]在本發(fā)明另一實(shí)施例中，所述直流電源的電流密度范圍為0.25-1.0mA/cm2，電解時(shí)間為15_20min。
[0020]本發(fā)明通過將電解槽設(shè)置為圓筒式，可以使所處理的廢水體積較大，占地面積小，節(jié)約成本。本發(fā)明的反應(yīng)裝置設(shè)有空氣栗，它可以向反應(yīng)體系中不斷地通入空氣，加速體系中廢水地流動(dòng)，提高極板中溶出陽離子在溶液中的傳質(zhì)和擴(kuò)散速度，進(jìn)而提高去除效果。本發(fā)明的反應(yīng)裝置的陽極為鋁或鋅-鐵合金片等，陰極為鈦或不銹鋼棒等，此設(shè)計(jì)能適應(yīng)圓筒式電解槽的需要，且廉價(jià)易得，節(jié)約成本。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明去除微量難降解有機(jī)污染物的電絮凝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明去除微量難降解有機(jī)污染物的電絮凝裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明去除微量難降解有機(jī)污染物的電絮凝裝置的用于包裹陽極的中空?qǐng)A筒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為本發(fā)明去除微量難降解有機(jī)污染物的電絮凝裝置的支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5為本發(fā)明去除微量難降解有機(jī)污染物的電絮凝裝置處理初始濃度為lmmol/L全氟辛酸的曲線圖；
[0026]圖6為本發(fā)明去除微量難降解有機(jī)污染物的電絮凝裝置處理初始濃度為1.δμπιο?/L全氟辛酸的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]如圖1所示，本發(fā)明的去除微量難降解有機(jī)污染物的電絮凝裝置包括直流電源(圖中未示)、電解槽1、陽極(圖中未示)、陰極(圖中未示)和空氣栗(圖中未示)。其中，所述電解槽I為一頂部開口的中空容器，所述中空容器的內(nèi)部設(shè)置有可移動(dòng)的中空筒6(如圖3所示)，用于包裹陽極。所述中空容器的底部為一個(gè)漏斗狀容器2，所述漏斗狀容器2的底部有一個(gè)連通管3，所述空氣栗與所述連通管3的另一端連接。優(yōu)選的，所述連通管3呈U型，且所述連通管3的另一端與所述中空容器齊平，所述空氣栗通過導(dǎo)管與所述連通管的所述另一端連接。所述漏斗狀容器2的上部連接處有一個(gè)卡槽4，如圖2所示，所述卡槽4的中心處有一個(gè)固定孔5，用于固定陰極。所述直流電源的正極連接陽極，負(fù)極連