一种电絮凝装置及采用上述电絮凝装置处理废水的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电絮凝装置及采用上述电絮凝装置处理废水的方法，电絮凝装置包括电絮凝反应单元和废水处理单元；还包括放置待处理废水的废水槽；所述电絮凝反应单元内的阴阳极分别与外部电源的阴阳极对应连接；所述电絮凝反应单元出口与废水处理单元入口通过管道连通，污水槽也通过管道与废水处理单元入口连通；所述废水处理单元在出水口处设有滤网，废水处理单元的出口分别连接电絮凝反应单元的入口和废水槽。本发明专利技术装置采用独立的电絮凝反应单元和废水处理单元实现电解液和待处理废水的分离，一方面使电絮凝装置可以处理电导率范围更广的废水，并且在处理低电导率的废水时不会增大电絮凝装置的能耗；另一方面高电导率的电解液电导率降低减缓，有效降低能耗，同时避免了废水中复杂成分使得电极产生水垢，从而引起电极快速钝化；另外，通过电解条件和曝气使得产生的絮体始终保持在绿锈的状态，从而提高吸附效率。高吸附效率。高吸附效率。

【技术实现步骤摘要】
一种电絮凝装置及采用上述电絮凝装置处理废水的方法


[0001]本专利技术涉及一种电絮凝装置，还涉及采用上述电絮凝装置处理废水的方法。

技术介绍

[0002]近年来，电絮凝作为一种绿色环保的新兴水处理技术被广泛关注。在电絮凝过程中，牺牲阳极铁(Fe)释放金属离子Fe
2+
，而阴极通过水电解产生氢氧根OH
‑
。这些金属阳离子和氢氧根在电解质溶液中因为电迁移而定向转移，形成各种单体、聚合物和羟基络合物，最终转化成絮体。这些絮体具有较高的比表面积和大量的羟基基团，通过物理吸附、表面络合反应、配位吸附、共沉淀等多种方式去除污染物。
[0003]电絮凝过程中通过调节水样溶解氧(DO)、pH等因素，可以生成不同结构的絮体：绿锈(GR)、磁性四氧化三铁(Fe3O4)、羟基氧化铁(α
‑
FeOOH、γ
‑
FeOOH)。絮体的结构不同，对污染物的吸附能力也不同。絮体原位或者异位去除三种污染物时，GR的去除效果最好，Fe3O4的效果次之，α
‑
FeOOH的效果最差。这是因为GR的结构类似于层状双金属氢氧化物(LDHs)，具有比表面积大、反应活性强和较低的还原电位等优势。同时，GR的插层中富含可交换的阴离子，因此GR能有效地吸附重金属阳离子、无机阴离子和有机阴离子等污染物。
[0004]电絮凝过程操作方便，且电絮凝过程中无需添加额外的氧化剂或还原剂，不会产生二次污染。然而，在实际电絮凝过程中存在以下几点问题：(1)阳极发生析氧反应会产生大量溶解氧，使絮体由绿锈逐渐被氧化为羟基氧化铁或者磁性四氧化三铁，从而使絮体吸附污染物能力下降。(2)废水中的离子起着传递电流的作用。当处理的废水里含有大量的絮体和杂离子，将使电解液的电导率大幅降低，进而导致电解的能耗增大。(3)电解过程会伴随一些副反应，电极表面会形成金属氧化物或氢氧化膜导致电极钝化。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术目的之一是提供一种电絮凝和污水处理分开的电絮凝装置；本专利技术另一目的是提供上述电絮凝装置异位处理废水的方法。
[0006]技术方案：本专利技术所述的电絮凝装置，包括电絮凝反应单元和废水处理单元；还包括放置待处理废水的废水槽；所述电絮凝反应单元内的阴阳极分别与外部电源的阴阳极对应连接；所述电絮凝反应单元出口与废水处理单元入口通过管道连通，污水槽也通过管道与废水处理单元入口连通；所述废水处理单元在出水口处设有滤网，废水处理单元的出口分别连接电絮凝反应单元的入口和废水槽。
[0007]其中，所述管道上设有泵和电磁阀。
[0008]其中，所述滤网的目数300～500目。
[0009]其中，所述电絮凝反应单元内的阳极为铁电极，阴极为铁电极、不锈钢、碳电极或钛电极中的一种；所述阳极和阴极为平板型、多孔型或颗粒型电极。
[0010]其中，所述电絮凝反应单元内的电解质为：阳离子为Na
+
或K
+
，阴离子为Cl
‑
的无机盐溶液。
[0011]采用上述电絮凝装置处理废水的方法，具体为：(1)电絮凝产生絮体阶段：电絮凝反应单元和废水处理单元之间的连通阀门打开，电絮凝反应单元和废水处理单元之间形成循环回路，废水处理单元和废水槽之间的连通阀门关闭，从而电絮凝反应单元产生的絮体被输送至废水处理单元中并被截留在废水处理单元中，从而避免了电絮凝反应单元产生的絮体粘附在电极上，影响后续电解反应的进行，降低能耗；调节电絮凝反应单元中电解液的pH值(弱碱性条件下易于产生絮体)和溶解氧含量，生成以绿锈为主的絮体；通过泵将电絮凝反应单元中生成的絮体泵入废水处理单元中，絮体被废水处理单元出水口处的滤网截留在废水处理单元中，液体回流至电絮凝反应单元中；(2)吸附反应阶段：电解反应结束后，电絮凝反应单元和废水处理单元之间的连通阀门关闭，废水处理单元和废水槽之间的连通阀门打开，废水处理单元和废水槽之间形成循环回路，通过泵将废水槽中待处理废水泵入废水处理单元中，通过Na2SO4调节废水的电导率和pH(调节pH是为了防止过高过低的pH不利于絮体的存在)，使废水呈弱碱性，同时使废水的溶解氧含量为5～15mg/L，吸附后，水体经废水处理单元出水口处的滤网回流至废水处理单元。
[0012]其中，电解液的pH值为7～9，电导率为3000us/cm～30000us/cm，溶解氧含量为5～15mg/L。当溶液初始DO＜12mg/L且为弱碱性时，产生的絮体以绿锈为主。绿锈可以用化学式表达：[FeII
(6
‑
x)
FeIII
x
(OH)
12
]x+
[(A)x/n.yH2O]x
‑
，x范围0.9～4.2,也就是说只有三价铁和二价铁比例到达一定时才可能形成绿锈，而随着溶液中DO的增加，Fe
2+
含量减少，逐渐被氧化为Fe
3+
，生成Fe(OH)3和FeOOH等其他絮体，所以只有DO值较低时才能生产绿锈并且维持绿锈结构。
[0013]其中，电解过程的电流密度为1～10mA/cm2，电解时间为10～90min。
[0014]产生絮体过程中，一方面控制电流密度的大小，一方面使用含Cl
‑
的电解液，同时保证电解液的溶解氧含量，从而使产生的絮体始终保持在绿锈的状态，电流密度太小，无法电解产生絮体，电流密度太大(阳极OER产生大量溶解氧)，绿锈过渡态无法维持，很快就被氧化成Fe(OH)3和FeOOH等其他絮体，同时电解液中Cl
‑
能够使絮体保持层状双金属氢氧化物结构。
[0015]其中，待处理废水的pH值为7～9，溶解氧含量为5～15mg/L，水温为35～45℃。
[0016]其中，吸附时间为30～180min。通过曝气反应，保持废水溶解氧含量为5～15mg/L，为了使絮体主要以绿锈这种层状结构存在，不被氧化成吸附能力差的羟基氧化铁或磁性四氧化三铁，从而保证絮体始终具有良好的处理污染物的能力，有利于对污染物的吸附效果；另外，废水处理单元中的水温为35～45℃，保证絮体的高吸附性。阳极发生析氧反应会产生大量溶解氧，曝气能够调节溶解氧的含量，如果溶解氧含量少了可以曝氧气，溶解氧的含量多了可以曝氮气排出溶解氧。
[0017]有益效果：本专利技术装置采用独立的电絮凝反应单元和废水处理单元实现电解液和待处理废水的分离，一方面使电絮凝装置可以处理电导率范围更广的废水(10us/cm～30000us/cm)，并且在处理低电导率的废水时不会增大电絮凝装置的能耗；另一方面高电导率的电解液电导率降低减缓，有效降低能耗，同时避免了废水中复杂成分使得电极产生水垢，从而引起电极快速钝化；另外，通过电解条件和曝气使得产生的絮体始终保持在绿锈的状态，从而提高吸附效率。
附图说明
[0018]图1为本专利技术电絮凝装置的结构原理图。
具体实施方式
[0019]如图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电絮凝装置，其特征在于：包括电絮凝反应单元(2)和废水处理单元(8)；还包括放置待处理废水的废水槽(9)；所述电絮凝反应单元(2)内的阴阳极分别与外部电源(1)的阴阳极对应连接；所述电絮凝反应单元(2)出口与废水处理单元(8)入口通过管道连通，污水槽(9)也通过管道与废水处理单元(8)入口连通；所述废水处理单元(8)在出水口处设有滤网(7)，废水处理单元(8)的出口分别连接电絮凝反应单元(2)的入口和废水槽(9)。2.根据权利要求1所述的电絮凝装置，其特征在于：所述管道上设有泵(5)和电磁阀(6)。3.根据权利要求1所述的电絮凝装置，其特征在于：所述滤网(7)的目数300～500目。4.根据权利要求1所述的电絮凝装置，其特征在于：所述电絮凝反应单元(2)内的阳极(3)为铁电极，阴极(4)为铁电极、不锈钢、碳电极或钛电极中的一种；所述阳极(3)和阴极(4)为平板型、多孔型或颗粒型电极。5.根据权利要求1所述的电絮凝装置，其特征在于：所述电絮凝反应单元(2)内的电解质为：阳离子为Na
+
或K
+
，阴离子为Cl
‑
的无机盐溶液。6.采用权利要求1所述的电絮凝装置处理废水的方法，其特征在于，具体为：(1)电...

【专利技术属性】
技术研发人员：嵇磊，程兴隆，陆君，郭彦鹏，韦娟，杨东方，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：