申请日2015.04.22
公开(公告)日2015.07.22
IPC分类号C02F1/58; C02F1/463
摘要
本发明属于环境工程污水处理技术领域，具体的说是一种采用多极板折流电絮凝技术处理含磷废水的方法及装置。将废水经碱液调节其PH值至7.0-8.0;调节后经蠕动泵泵入电絮凝槽通过多极板的折叠流动，同时在曝气条件下，进行电解絮凝处理，而后通过溢流槽排出，收集排出水静置30min，排出上清液，回收絮体;所述电絮凝槽电源为直流电源，电流密度为1.27-5.08mA/cm2，电解时间为2min-48h。本发明的技术特点是：废水沿极板折叠流动，避免废水短流，增加了废水中污染物与电解板处的高浓絮凝剂的接触机会，利于絮凝沉淀，从而提高了污染物的处理效果。本发明多极板折流电絮凝除磷技术适合处理中、低浓度的无机磷废水，所需设备简单、易操作、成本低、运行稳定，是一种非常有潜力的电化学除磷技术。
权利要求书
1.一种采用多极板折流电絮凝技术处理含磷废水的方法，其特征在于： 将废水经碱液调节其PH值至7.0-8.0;调节后经蠕动泵泵入电絮凝槽并通 过多极板的折叠流动，同时在曝气条件下，进行电解絮凝处理，而后通过 溢流槽排出，收集排出水静置，排出上清液，回收絮体;所述电解絮凝为 2min-48h。
2.按权利要求1所述的采用多极板折流电絮凝技术处理含磷废水的方 法，其特征在于：所述电絮凝槽内多极板为多组阳阴极板并联而成，阳极 和阴极分别与电源的正极和负极相连接，阳阴极板间各设一个感应电极板。
3.按权利要求2所述按权利要求1所述的采用多极板折流电絮凝技术 处理含磷废水的方法，其特征在于：所述阴极板、阳极板间距为1-4cm。
4.按权利要求1所述的采用多极板折流电絮凝技术处理含磷废水的方 法，其特征在于：所述曝气条件曝气量为0.5-1.5L/(L·min)，电导率为 150-200μS/cm;所述废水中无机磷浓度为0.5-100mgP/L;
所述电絮凝槽电源为直流电源，电流密度为1.27-5.08mA/cm2。
5.一种权利要求1所述的采用多极板折流电絮凝技术处理含磷废水方 法的专用装置，其特征在于：包括调节池兼进水池(1)、进水蠕动泵(2)、 多极板、电絮凝槽(3)、曝气系统(7)、直流电源(8)、出水池(9);电 絮凝槽(3)两侧分别通过管路与调节池兼进水池(1)出水池(9)相连， 电絮凝槽(3)与调节池兼进水池(1)相连的管路上设有进水蠕动泵(2); 多极板和曝气系统(7)分别设于电絮凝槽(3)内;多极板的阳极板(4) 和阴极板(6)分别与直流电源(8)的正极和负极相连接，
所述电解室内多极板为多组阳阴极板并联而成，两两相邻的阳阴极板 间设有感应电极板(5)。
6.按权利要求5所述的采用多极板折流电絮凝技术处理含磷废水方法 的专用装置，其特征在于：所述阳极板和感应电极板为铁板，阴极板为铝 板。
7.按权利要求5所述的采用多极板折流电絮凝技术处理含磷废水方法 的专用装置，其特征在于：所述废水进水池，再通过蠕动泵调节水量进入 电絮凝槽，进入电絮凝槽的废水水流沿着多极板折叠流动电解的同时，配 有曝气系统;曝气系统为折流式曝气电解，使废水经极板折流电絮凝处理 后，从电解槽另一侧的溢流堰排出。
说明书
一种采用多极板折流电絮凝技术处理含磷废水的方法及装置
技术领域
本发明属于环境工程污水处理技术领域，具体的说是一种采用多极板 折流电絮凝技术处理含磷废水的方法及装置。
背景技术
含磷废水大多来源于生活污水、化工污水、畜牧污水、耕地肥料流失 等。磷素是引起水体富营养化的主要元素之一，水体富营养化使浮游生物 大量繁殖，导致水质变黑变臭，破坏生活环境的美观，影响水生生物的生 存，造成地面水体恶化，威胁人类健康。据我国《城镇污水处理厂排放标 准》(GB18918-2002)规定，2006年1月1日起建设的城镇污水处理厂总磷 排放一级A标准为0.5mg/L(以P计)，一级B标准为1.0mg/L，二级排放 标准为3.0mg/L。随着我国对含磷废水排放标准要求的日益严格及人民卫生 水平的提高，政府和企业不得不重视含磷废水的处理。
目前，国内外含磷废水的处理方法主要有化学除磷法、生物除磷法及 化学和生物结合除磷法。生物除磷工艺如A2/O工艺、A/O工艺、氧化沟工 艺、SBR工艺等。应用电絮凝技术处理含磷废水的相关专利文献很少，专利 含磷废水的臭氧强化电絮凝处理方法(CN 101618905A)采用臭氧强化电絮 凝组合技术批式处理KH2PO4模拟废水，施加臭氧废水处理较好。但现有的电 絮凝废水处理技术有几个缺点：第一，通电电解后阳极生成高浓度的金属 阳离子，电极附近溶液的离子浓度与本体溶液间形成离子浓度梯度，浓差 极化会影响极板电解效率;第二，铁电极电解产生亚铁离子，亚铁离子与 水中成色物质反应生成难以絮凝沉降的有机铁化合物，使原水变色;第三， 絮凝沉淀物很快沉入池底，反应不完全。第四，多极板并联电解容易发生 电解短路现象。
进而需提供一种能够高效性、同时减缓极板钝化、避免电解短路并不 引入二次污染的处理含磷废水的方法。
发明内容
本发明针对现有除磷技术的不足，提供一种采用多极板折流电絮凝技 术处理含磷废水的方法及装置。
为实现上述目的，本发明采用技术方案为：
一种采用多极板折流电絮凝技术处理含磷废水的方法，将废水经碱液 调节其PH值至7.0-8.0;调节后经蠕动泵泵入电絮凝槽并通过多极板的折 叠流动，同时在曝气条件下，进行电解絮凝处理，而后通过溢流槽排出， 收集排出水静置，排出上清液，回收絮体;所述电解絮凝为2min-48h。
所述电絮凝槽内多极板为多组阳阴极板并联而成，阳极和阴极分别与 电源的正极和负极相连接，阳阴极板间各设一个感应电极板。
所述阴极板、阳极板间距为1-4cm。优选间距为1-3cm。
所述曝气条件曝气量为0.5-1.5L/(L·min)，电导率为150-200μS/cm; 所述废水中无机磷浓度为0.5-100mgP/L;
所述电絮凝槽电源为直流电源，电流密度为1.27-5.08mA/cm2。
一种采用多极板折流电絮凝技术处理含磷废水方法的专用装置，包括 调节池兼进水池、进水蠕动泵、多极板、电絮凝槽、曝气系统、直流电源、 溢流槽;电絮凝槽两侧分别通过管路与调节池兼进水池溢流槽相连，电絮 凝槽与调节池兼进水池相连的管路上设有进水蠕动泵;多极板和曝气系统 分别设于电絮凝槽内;多极板的阳极板和阴极板分别与直流电源的正极和 负极相连接，
所述电解室内多极板为多组阳阴极板并联而成，两两相邻的阳阴极板 间设有感应电极板。
所述阳极板和感应电极板为铁板，阴极板为铝板;多极板的排列顺序 依次为铁板(阳极)-铁板(感应板)-铝板(阴极)-铁板(感应板)-铁 板(阳极)-铁板(感应板)-铝板(阴极)。
所述废水进水池，再通过蠕动泵调节水量进入电絮凝槽，进入电絮凝 槽的废水水流沿着多极板折叠流动电解的同时，配有曝气系统;曝气系统 为折流式曝气电解，使废水经极板折流电絮凝处理后，从电解槽另一侧的 溢流堰排出。
本发明所具有的优点：
本发明与现有除磷技术相比，本发明采用电絮凝除磷技术具有高效节 能，处理成本低，工艺简单，易操作等优点，同时解决了化学沉淀法引起 二次污染，生物法除磷效率低，运行周期长等问题。电絮凝技术高效、成 本低、不引入二次污染，是种对环境友好的污水处理技术。较现有的电絮 凝污水处理技术相比，本发明多极板折流电絮凝除磷技术采取折叠流动水 流方式、引入曝气系统和感应电极板、多组电极板并联电解等措施，提高 了污染物的处理效率、降低了处理成本、避免了电解短路，出水达到生活 污水排放标准。本发明多极板折流电絮凝除磷技术及装置适合处理中、低 浓度的无机磷废水;较其它除磷技术，本发明电絮凝除磷技术具有高效、 成本低、运行稳定等优点。本发明多极板折流电絮凝除磷技术的高效性在 于废水的折叠流动方式、曝气系统和感应电极板的引入。曝气减小了极板 附近溶液的离子浓度与本体溶液的浓度梯度，避免了因浓差极化引起的电 解效率下降。曝气还能使亚铁离子快速氧化成铁离子，增强了絮凝除磷能 力。感应电极板的引入增加了阴阳极板间的板间距，避免了电解短流。
本发明使废水沿极板折叠流动，避免了废水短流，增加了废水中污染 物与电解板处的高浓絮凝剂的接触机会，利于絮凝沉淀，从而提高了污染 物的处理效果。本发明引入曝气系统，有两个作用。第一，曝气降低了电 极附近溶液的离子浓度与本体溶液间的浓度梯度，避免了因浓差极化影响 极板性能;第二，曝气使电解产生的Fe2+快速氧化成Fe3+，提高了絮凝除磷 能力。另外，本发明引入感应电极板，避免了电解短路现象。废水泵入电 解室进行电絮凝处理，通过控制电流密度和水力停留时间，使无机磷废水 生成含磷污泥沉淀，将处理后的废水作为景观水回用。本发明多极板折流 电絮凝除磷技术适合处理中、低浓度的无机磷废水，所需设备简单、易操 作、成本低、运行稳定，是一种非常有潜力的电化学除磷技术。
本发明采用连续流电解，初始磷浓度为10mg/L的废水，电流密度均为 2.54mA/cm2，曝气量为0.5L/(L·min)，处理水量为32L/h，电解15min 后，感应电絮凝除磷效率为81%，比非感应电解除磷效率提高了25%，电解 20min后，感应电絮凝除磷效率达95.8%，达到城镇污水处理厂一级排放A 标准，处理成本为(2.54÷1000)A/cm2×71.5cm2×4(极板数)×10.5V÷ 1000Wh×0.78元÷32L=0.19元/吨，感应电絮凝除磷效果显著。沿极板折 叠流动的含高浓污染物废水与极板附近的高浓金属离子及时反应，且避免 了短流现象和浓差极化，折叠流感应电解除磷效率提高了23%。采用连续水 流电解，初始磷浓度为0.5mg/L的废水，电流密度为1.27mA/cm2，处理水 量为40L/h，电解2min，废水含磷量降低了93.6%，处理成本仅为0.04元/ 吨。初始磷浓度为30mg/L的废水，电流密度为5.08mA/cm2，处理水量为 26L/h，电解25min，废水含磷量为0.182mg/L，磷去除率达到99.4%，连续 流电解48h，磷去除率没有下降并稳定在99%以上，处理成本合0.9元/吨。 初始磷浓度为100mg/L的废水，电流密度为5.08mA/cm2，处理水量为10L/h， 电解25min，废水含磷量为8.1mg/L，磷去除率达到91.9%，连续流电解48h， 废水中没有检测磷，磷去除率达100%，处理成本合2.4元/吨。本装置除磷 具有高效、成本低等优点，对于初始磷浓度10mg/L，出水达到一级A标准， 采用本装置电絮凝除磷处理成本为0.19元/吨，而化学除磷处理成本约为 0.42-0.81元，电絮凝除磷效果、稳定性及处理成本差异显著。
附图说明
图1是本发明实施例提供的多极板折流电絮凝装置的结构示意图。其 中，1.调节池兼进水池;2.进水蠕动泵;3.电絮凝槽;4.阳极铁板，共2 块;5.感应电极铁板，共3块;6.阴极铝板，共2块;7.曝气管;8.直流 电源;9.出水池。
具体实施方式
实施例1
含磷废水的多极板折流电絮凝处理工艺采用高分子有机树脂为电解 槽，规格200mmx200mmx200mm，有效体积为4L。以铁板、铝板为电极，极 板规格为105mmx87mmx2mm，有效面积为78.8cm2，设置8种阴阳极及排列方 式，板间距均为1.5cm。采用NaOH溶液调节废水的PH值为7.0-8.0，初始 总磷浓度为10.0mg/L，采用直流电源批式电解处理，电流密度为2.54 mA/cm2，曝气量为0.25L/(L·min)，电解总时间为15-30min。排出水静置 30min后，测定样品总磷浓度。
