申请日2015.09.15
公开(公告)日2015.12.16
IPC分类号C02F101/20; C02F9/06
摘要
本发明涉及重金属废水处理技术领域，具体涉及一种电化学-微絮凝-气浮工艺处理重金属废水的系统。其包括沿废水流向依次连接的搭载有轻质塑料粒子的第一过滤器、pH调节槽、电化学-微絮凝-气浮装置以及氧化曝气池。本发明所提供的电化学-微絮凝-气浮工艺处理重金属废水的系统，可以用来对重金属污水等各类重金属废水进行处理，实现重金属的絮凝沉淀，达到达标排放，各类重金属(如砷，锌，铝，铬，镉等)都能由于国家污水综合排放一级标准，甚至可以达到一类地表水标准。
摘要附图
权利要求书
1.一种电化学-微絮凝-气浮工艺处理重金属废水的系统，其特征在于， 包括：
搭载有轻质塑料粒子的第一过滤器，用于除去废水中的悬浮物;
连接所述第一过滤器的pH调节槽，用于将除去悬浮物的废水的pH值 调整到弱碱性;
连接所述pH调节槽的电化学-微絮凝-气浮装置，通过高频脉冲电流在 弱碱性的废水中发生电解絮凝、电解气浮以及电解氧化还原反应，将弱碱性 废水中重金属离子转化为多核羟基络合物或氢氧化物;
连接所述电化学-微絮凝-气浮装置的氧化曝气池，用于将除重金属离子 的废水中的Fe2+氧化为Fe3+，进行絮凝沉降;
并且：
当所述氧化曝气池出水经沉降后清水重金属含量达标时，所述曝气池再 依次连接搭载有轻质塑料粒子的第二过滤器、压滤过滤装置，所述压滤过滤 装置再连接所述第一过滤器，用于在除去重金属离子的多核羟基络合物、氢 氧化物或絮状物后将废水进入系统再循环处理;
当所述氧化曝气池出水经沉降后清水重金属含量未达标时，所述曝气池 再连接气浮装置，通过微孔气泡将剩余Fe2+氧化为Fe3+，借由Fe3+水解得到 的Fe(OH)3的强吸附性能除去重金属离子的多核羟基络合物或氢氧化物，滤 除絮状物后，得到可回用清水。
2.根据权利要求1所述的电化学-微絮凝-气浮工艺处理重金属废水的系 统，其特征在于：所述电化学-微絮凝-气浮装置以及氧化曝气池至少包括一 个电化学处理单元。
3.根据权利要求2所述的根据权利要求1所述的电化学-微絮凝-气浮工 艺处理重金属废水的系统，其特征在于：所述电化学处理单元包括极板槽和 整流器，所述整流器正负极可切换，所述整流器连接所述极板槽内的导电极 板。
4.根据权利要求3所述的根据权利要求1所述的电化学-微絮凝-气浮工 艺处理重金属废水的系统，其特征在于：当电化学处理单元的数量为多个时， 各电化学处理单元之间为并联或串联。
5.根据权利要求1至4任一所述的电化学-微絮凝-气浮工艺处理重金属 废水的系统，其特征在于：所述pH调节槽内pH值为8～9。
6.根据权利要求1至4任一所述的电化学-微絮凝-气浮工艺处理重金属 废水的系统，其特征在于：所述电化学-微絮凝-气浮装置出水的化学需氧量 小于等于50mg/L。
7.根据权利要求1至4任一所述的电化学-微絮凝-气浮工艺处理重金属 废水的系统，其特征在于：所述氧化曝气池以空气作为气源。
8.根据权利要求1至4任一所述的电化学-微絮凝-气浮工艺处理重金属 废水的系统，其特征在于：所述第二过滤器和/或所述气浮装置连接清水回用 管路。
说明书
一种电化学-微絮凝-气浮工艺处理重金属废水的系统
技术领域
本发明涉及重金属废水处理技术领域，具体涉及一种电化学-微絮凝-气 浮工艺处理重金属废水的系统。
背景技术
含重金属废水是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程 中排出的含重金属离子的废水。重金属(如含铜、镉、镍、汞、锌等)废水 是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水。
由于含重金属废水中金属以离子状态溶解于废水中，不能通过自然环境 分解破坏，因此如果随意将含重金属废水排放到自然环境中将对自然环境和 人类的健康造成巨大的威胁。由于此类废水中的重金属离子是溶解于废水中， 无法通过简单的沉淀、过滤等方式去除，因此传统的废水处理工艺无法用于 处理含重金属废水。要对含重金属废水进行有效地处理，必须去除其中的重 金属离子。
目前，主要的处理方法如化学沉淀法、生物法、离子交换等方法都存在 一定的局限性。并且，随着排放标准越来越严，目前已开发应用的重金属污 染废水处理方法中，电化学方法作为一种处理重金属废水的有效方法受到关 注，其具有效果好、运作费用低、建设周期短、易于管理和操作、应用范围 广等优点，日益受到人们的关注。它的原理是：在外电压的作用下通过电化 学反应，利用可溶性阳极(通常为铁阳极或铝阳极)产生的阳离子在溶液中 水解、聚合生成一系列多核羟基络合物和氢氧化物，作为絮凝剂而起絮凝作 用，产生的络合离子与氢氧化物有很高的吸附活性，其吸附能力高于一般药 剂法水解得到的氢氧化物。它能有效地吸附水中的有机污染物及其它胶体物 质。同时，由于水的离解和其它物质被电解氧化，在阳极和阴极上将产生氧 气和氢气的微小气泡，这些气泡具有良好的黏附性能，可以将电解过程中产 生的凝聚胶团及悬浮物带到水面。在电解过程中，还会发生电解氧化还原反 应，分为直接氧化还原和间接氧化还原。直接氧化还原是指污染物在电极上 直接被氧化或还原而从废水中去除;间接氧化还原是指电解时产生的氧化还 原物质作为反应剂或催化剂，使污染物转化为毒性更小的物质，如水离解时 产生的新生态氢和活性氧，其它一些强氧化剂或自由基。通过氧化作用，溶 液中的某些大分子有机物被分解为小分子有机物，还有可能直接被氧化成和 而不产生污泥，而这些小分子有机物能在随后的絮凝、气浮作用下得到有效 分离;通过阴极上产生的新生态氢的还原作用，还可以回收重金属，并且还 原卤代烃及带苯环的物质等。因此，电絮凝在处理废水的过程中，多种过程 同时发生作用，污染物在这些作用下容易被去除。
由于在电解反应的产物只是离子，不需要投加任何氧化剂或还原剂，对 环境不产生或很少产生污染，被称为是一种环境友好水处理技术。它具有很 多的优点，如：
1.设备简单，占地面积少，操作和维护简单灵活，建设周期短;
2.电絮凝过程中不需要添加任何化学药剂，产生的污泥量少，且污泥的 含水率低，易于处理，减少了化学药剂和污泥处置成本;
3.操作简单，只需要改变电场的外加电压就能控制运行条件的改变，很 容易实现自动化控制;
但目前这类电化学技术还处于发展阶段，并未很好的融合到其他的工艺 中来形成完整的且具有针对性的重金属废水的处理方法。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种电化学-微絮凝-气浮工艺处 理重金属废水的系统。
一种电化学-微絮凝-气浮工艺处理重金属废水的系统，包括：
搭载有轻质塑料粒子的第一过滤器，用于除去废水中的悬浮物;
连接所述第一过滤器的pH调节槽，用于将除去悬浮物的废水的pH值 调整到弱碱性;
连接所述pH调节槽的电化学-微絮凝-气浮装置，通过高频脉冲电流在 弱碱性的废水中发生电解絮凝、电解气浮以及电解氧化还原反应，将弱碱性 废水中重金属离子转化为多核羟基络合物或氢氧化物;
连接所述电化学-微絮凝-气浮装置的氧化曝气池，用于将除重金属离子 的废水中的Fe2+氧化为Fe3+，进行絮凝沉降。
当所述氧化曝气池出水经沉降后清水重金属含量达标时，所述曝气池再 依次连接搭载有轻质塑料粒子的第二过滤器、压滤过滤装置，所述压滤过滤 装置再连接所述第一过滤器，用于在除去重金属离子的多核羟基络合物、氢 氧化物或絮状物后将废水进入系统再循环处理，第二过滤器清液可回用于生 产。
当所述曝气池出水经沉降后清水重金属含量未达标时，所述曝气池再连 接气浮装置，通过微孔气泡将剩余Fe2+氧化为Fe3+，借由Fe3+水解得到的 Fe(OH)3的强吸附性能除去重金属离子的多核羟基络合物或氢氧化物，滤除 絮状物后，得到可回用清水。
其中，所述轻质塑料粒子可为FBL-1型轻质塑料粒子。
具体的，所述电化学-微絮凝-气浮装置以及氧化曝气池至少包括一个电 化学处理单元。
具体的，所述电化学处理单元包括极板槽和整流器，所述整流器可正负 极换向，所述整流器连接所述极板槽内的导电极板。
优选的，当电化学处理单元的数量为多个时，各电化学处理单元之间为 并联或串联。
优选的，所述pH调节槽内pH值为8～9。
优选的，所述电化学-微絮凝-气浮装置出水的化学需氧量小于等于 50mg/L。
优选的，所述氧化曝气池以空气作为气源。
优选的，所述第二过滤器及所述气浮装置分别或同时连接清水回用管路。
本发明所提供的电化学-微絮凝-气浮工艺处理重金属废水的系统，可以 用来对重金属污水等各类重金属废水进行处理，实现重金属的絮凝沉淀，达 到达标排放，各类重金属(如砷，锌，铝，铬，镉等)都能由于国家污水综 合排放一级标准，甚至可以达到一类地表水标准。
