申请日2013.03.21
公开(公告)日2013.06.05
IPC分类号C02F1/465
摘要
本发明公开了一种电化学废水处理系统及应用其进行废水处理的方法，所述系统由电反应塔以及设置于电反应塔的上部的气浮塔组成，电反应塔自下而上依次设置有分布区、FeC填料区、电极区、絮凝区以及导流区，所述电极区的下方设置有电极支撑梁，所述絮凝区的两端均设置有旋流板，气浮塔自下而上依次设置有滤水区、砂滤层、气浮分离区以及渣斗，渣斗的开口位于气浮分离区的上方，分布区连接有用于提供废水的进水泵，本发明的电化学废水处理系统，设备结构简单、占地面积小，安装操作简便，所需投资少;本发明的电化学废水处理方法，污水通过电反应塔完成氧化还原以及絮凝过程，通过气浮塔完成固液分离过程，工艺简单、处理效率高，废水处理成本低。
权利要求书
1.一种电化学废水处理系统，它由电反应塔以及气浮塔组成，所述气浮塔设置于所述电反应塔的上部，其特征在于：所述电反应塔自下而上依次设置有分布区、FeC填料区、电极区、絮凝区以及导流区，所述分布区与FeC填料区之间设置有孔板，所述电极区的下方设置有电极支撑梁，所述絮凝区的两端均设置有旋流板，所述气浮塔自下而上依次设置有滤水区、砂滤层、气浮分离区以及渣斗，所述渣斗的开口位于气浮分离区的上方，所述分布区连接有用于提供废水的进水泵。
2.根据权利要求1所述的电化学废水处理系统，其特征在于，所述渣斗的底部设置有用于排出浮渣的排渣管，所述滤水区设置有用于排出滤水的排水管。
3.根据权利要求1所述的电化学废水处理系统，其特征在于，所述电反应塔呈立式圆筒状，所述气浮塔套设在电反应塔的上部，所述气浮分离区设置于导流区的上方。
4.根据权利要求1所述的电化学废水处理系统，其特征在于，所述电极区设置有电极板，其中阳极板为Ti/Ru复合阳极板，阴极板为不锈钢板。
5.根据权利要求4所述的电化学废水处理系统，其特征在于，所述阴极板与阳极板交替布置。
6.根据权利要求1所述的电化学废水处理系统，其特征在于，所述FeC填料区填充有FeC填料，所述絮凝区填充有塑料球。
7.根据权利要求1所述的电化学废水处理系统，其特征在于，还包括循环泵，所述循环泵的进水端通过管道连通导流区，循环泵的出水端通过管道连通分布区。
8.根据权利要求1所述的电化学废水处理系统，其特征在于，所述分布区连接有用于向分布区提供压缩空气的空气支管。
9.一种应用权利要求1～8任意一项所述的电化学废水处理系统进行废水处理的方法，其特征在于，它由以下步骤组成：
(1)将待处理的废水注入分布区，废水穿过所述孔板向上推动FeC填料区的FeC填料呈流态化上下翻滚并进入电极区，形成三维流化床电解槽;
(2)在电极区，阴极板产生的H2将废水中的部分污染物还原，阳极板产生O2将废水中的部分污染物氧化，FeC填料产生大量Fe3+以及Al3+，并在水中水解成Fe(OH)2絮凝体及AL(OH)3絮凝体，Fe(OH)2絮凝体及AL(OH)3絮凝体吸附废水中的污染物以及阴阳极板产生的气泡，上浮至絮凝区;
(3)在絮凝区，旋流板使得上升的水流进行旋转，塑料球在旋转水流以及气体的作用下不断翻滚、碰撞、叠加，使得絮凝体不断凝聚长大，水流以及絮凝体以旋流方式穿过导流区进入气浮分离区;
(4)在气浮分离区，絮凝体在气泡的作用下继续上浮，并被旋转水流挤向塔壁，清水向下穿过砂滤层后进入滤水区，完成絮凝体与水的分离;
(5)上浮的絮凝体在气浮分离区的上部不断累积，形成浮渣，当累积的浮渣高出渣斗的开口时落入渣斗，并排至系统外部。
10.根据权利要求9所述的废水处理的方法，其特征在于，在向分布区注入废水的同时，通过空气支管向分布区连续通入压缩空气。
说明书
一种电化学废水处理系统及应用其进行废水处理的方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种电化学废水处理系统及应用其进行废水处理的方法。
背景技术
改革开放以来，我国的工业经济取得了快速的发展，但是同时也造成了严重的环境污染，其中在工业、农业发展过程中产生的废水对环境的污染尤为严重，工业废水中往往含有大量难以降解的有机物、无机物、重金属和油污等杂质，严重影响着人类的健康和生存环境，同时也加剧了我国水资源的紧张局面。
为了对废水进行再处理，减少对环境以及人类健康的危害，人们一直致力于废水处理方法的研究，包括物理法、化学法以及生物法等，但是上述处理方法存在设备复杂、投资大、处理工艺长、处理成本高的缺点。在此基础上人们研究了采用电化学方法处理废水的工艺，该方法具有处理效率高、占地面积小、操作方便等优点，并且处理过程中有时可以无需添加化学试剂，是一种对环境无污染的绿色技术，已经成为了目前进行废水处理的主要方法。但是采用电化学处理系统及方法进行废水处理的过程中容易造成电极的钝化，需要定期进行电极的再生，增加了处理成本;同时在废水处理的过程中，废水中的污泥等杂质容易聚集粘附在电极的表面，因此，每隔一段时间需要中断对废水的处理过程而对电极进行清洗操作，这样就会导致废水处理效率的降低，运行成本偏高，不适于大流量连续的废水处理的场合。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种电化学废水处理系统，该设备结构简单、占地面积小，安装操作简便，所需投资少。
本发明的另一目的是提供一种应用上述处理系统进行废水处理的方法，可使得废水处理处于连续的运行状态，提高了废水处理的效率，有利于降低成本。
为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案。
一种电化学废水处理系统，它由电反应塔以及气浮塔组成，所述气浮塔设置于所述电反应塔的上部，所述电反应塔自下而上依次设置有分布区、FeC填料区、电极区、絮凝区以及导流区，所述分布区与FeC填料区之间设置有孔板，所述絮凝区的两端均设置有旋流板，所述气浮塔自下而上依次设置有滤水区、砂滤层、气浮分离区以及渣斗，所述渣斗的开口位于气浮分离区的上方，所述分布区连接有用于提供废水的进水泵。
其中，所述渣斗的底部设置有用于排出浮渣的排渣管，所述滤水区设置有用于排出滤水的排水管。
其中，所述电反应塔呈立式圆筒状，所述气浮塔套设在电反应塔的上部，所述气浮分离区设置于导流区的上方。
其中，所述电极区设置有电极板，优选的阳极板为Ti/Ru复合阳极板，Ti/Ru复合阳极板表面光滑，产生的气泡直径较小而且均匀集中，90%以上的气泡直径介于10～30μm之间，气浮效果好，另外Ti/Ru复合阳极板性能稳定，在强酸介质中不溶解，使用寿命长;所述阴极板为不锈钢板，产生的气泡的直径较小而且均匀集中。
其中，所述阴极板与阳极板交替布置，多组阴极板与阳极板交替布置，能够增大电极板与废水的接触面积，有利于提高废水处理效率，优选的，电极板采用同心圆式的布置方式，并通过框架悬挂在FeC填料区的上方。
其中，所述FeC填料区填充有FeC填料，所述FeC填料为一种包含Fe、AL、Mn等多种金属元素的混合物，所述FeC填料与废水接触之后发生内电解反应，分解产生大量的Fe3+以及Al3+，进而在水中水解成Fe(OH)2絮凝体及AL(OH)3絮凝体。
所述絮凝区填充有塑料球，优选的，所述塑料球为空心塑料球，质量较轻，在水流以及上升气体的冲击下，塑料球能够呈流态化多方向翻滚，有利于Fe3+以及Al3+快速水解成絮凝体，并吸附废水中的污染物，提高了废水处理效率。
其中，还包括循环泵，所述循环泵的进水端通过管道连通导流区，循环泵的出水端通过管道连通分布区。
其中，所述分布区连接有用于向分布区提供压缩空气的空气支管。
一种电化学废水处理的方法，它由以下步骤组成：
(1)将待处理的废水注入分布区，废水穿过所述孔板向上推动FeC填料区的FeC填料呈流态化上下翻滚并进入电极区，形成三维流化床电解槽;
(2)在电极区，阴极板产生的H2将废水中的部分污染物还原，阳极板产生O2将废水中的部分污染物氧化，FeC填料产生大量Fe3+以及Al3+，并在水中水解成Fe(OH)2絮凝体及AL(OH)3絮凝体，Fe(OH)2絮凝体及AL(OH)3絮凝体吸附废水中的污染物以及阴阳极板产生的气泡，上浮至絮凝区;
(3)在絮凝区，旋流板使得上升的水流进行旋转，塑料球在旋转水流以及气体的作用下不断翻滚、碰撞、叠加，使得絮凝体不断凝聚长大，水流以及絮凝体以旋流方式穿过导流区进入气浮分离区;
(4)在气浮分离区，絮凝体在气泡的作用下继续上浮，并被旋转水流挤向塔壁，清水向下穿过砂滤层后进入滤水区，完成絮凝体与水的分离;
(5)上浮的絮凝体在气浮分离区的上部不断累积，形成浮渣，当累积的浮渣高出渣斗的开口时落入渣斗，并通过渣斗排至系统外部。
优选的，在向分布区注入废水的同时，通过空气支管向分布区连续通入压缩空气。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明的电化学废水处理系统，设备结构简单、安装操作简便，由于气浮塔设置于所述电反应塔的上部，所以占地面积小，所需投资少;
(2)本发明的电化学废水处理方法，在进行废水处理的过程中，电极区下方的填料呈流态化的上下翻滚，填料膨胀到电极区，形成三维、三相流化床电解槽，在此过程中，电极板不断被擦洗，不仅有效杜绝了电极板钝化现象的发生，而且电极板不易聚集污泥及气泡，保证了废水处理过程的连续进行，处理效率高;
(3)本发明的电化学废水处理方法，在进行废水处理的过程中，FeC填料产生大量Fe3+以及Al3+能够水解成Fe(OH)2及Al(OH)3絮凝体吸附废水中的污染物，同时絮凝体能够吸附电极板产生的O2和H2而上浮，进入气浮分离区完成固液分离的过程;
(4)气浮塔的渣斗能够自动聚集浮渣并排出，省却了刮渣机利用，所需设备少、成本低。
