申请日2013.07.02
公开(公告)日2013.11.20
IPC分类号C02F1/463
摘要
本发明公开了一种分段恒流控制电絮凝水处理工艺，所述的分段恒流控制是指，在反应的前期，在间歇电絮凝系统中设定较高的平均电流密度;在反应的中期，设定中等的平均电流密度;在反应的后期，设定较低的平均电流密度。本发明与现有的恒电流间歇电絮凝水处理技术相比，其显著优点为分段恒电流控制的电絮凝过程能在较低的平均电流密度下实现较高的分离率，显著降低了电絮凝过程吨水处理成本。
权利要求书
1.一种分段恒流控制电絮凝水处理工艺，其特征在于：所述的分段恒流控制是指，在反应的前期，在间歇电絮凝系统中设定较高的平均电流密度;在反应的中期，设定中等的平均电流密度;在反应的后期，设定较低的平均电流密度。
2.根据权利要求1所述的分段恒流控制电絮凝水处理工艺，其特征在于：所述间歇电絮凝系统是由低压脉冲电源或者直流电源进行分段恒流控制的系统，所述间歇电絮凝系统上的电极板上总平均电流密度为1 ~ 10 mA/cm2，电极间距为3 ~ 20mm，电解时间为20 ~ 90min。
3.根据权利要求1所述的分段恒流控制电絮凝水处理工艺，其特征在于：所述反应的前期是指总反应时间的前1/3段，所述反应的中期是指总反应时间的中间1/3 ~ 2/3段，所述反应的后期是指总反应时间的后1/3段。
4.根据权利要求1所述的分段恒流控制电絮凝水处理工艺，其特征在于：所述较高的平均电流密度是指占总平均电流密度的130 ~180%;所述中等的平均电流密度是指占总平均电流密度的80 ~ 120%;所述较低的平均电流密度是指占总平均电流密度的20% ~ 60%。
5.根据权利要求1所述的分段恒流控制电絮凝水处理工艺，其特征在于：在进入间歇电絮凝系统处理之前，对于难降解的有机物废水，其进水COD为500 ~ 50000mg/L，对于重金属离子废水，其进水的重金属离子浓度为50 ~ 1000mg/L。
6.根据权利要求1所述的分段恒流控制电絮凝水处理工艺，其特征在于：在进入间歇电絮凝系统处理之前，调节废水pH为4 ~ 6.5，调节电导率为300 ~ 7000us/cm。
说明书
一种分段恒流控制电絮凝水处理工艺
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种分段恒流控制电絮凝水处理工艺。
背景技术
近年来，在重金属和难降解有机物废水处理领域中，电絮凝技术的应用越来越多。电絮凝技术既可以快速、高效地处理重金属或难降解有机物废水。在电絮凝过程中，一般可产生四种效应，即电解氧化、电解还原、电解絮凝和电解气浮。
电解氧化：电解过程中的氧化作用可以分为直接氧化，即污染物直接在阳极失去电子而发生氧化;利用溶液中的电极电势较低的阴离子，例如 OH-、Cl- 在阳极失去电子生成新的较强的氧化剂的活性物质Cl2 等。利用这些活性物质使污染物失去电子，其氧化分解作用，以降低原液中的BOD5、COD、氨氮等。
电解还原：电解过程中的还原作用也可以分为两类。一类是直接还原，即污染物直接在阴极上得到电子而发生还原作用。另一类是间接还原，污染物中的阳离子首先在阴极得到电子，使得电解质中高价或低价金属阳离子在阴极得到电子直接被还原为低价阳离子或金属沉淀。
电解絮凝：可溶性阳极通以直流电后，阳极失去电子后，形成金属阳离子，与溶液中的OH-生成金属氢氧化物胶体絮凝剂，吸附能力极强，将废水中的污染物质吸附共沉而去除。
电解气浮：电解气浮是对废水进行电解，当电压达到水的分解电压时，在阴极和阳极上分别析出氢气和氧气。气泡尺寸很小，分散度高，作为载体粘附水中的悬浮固体而上浮，这样很容易将污染物质去除。电解气浮既可以去除废水中的疏水性污染物，也可以去除废水中的亲水性污染物。
电絮凝水处理技术的吨水成本包括电耗和电极损耗，其中电耗占主要部分。电絮凝工艺优化主要包括能耗的优化和去除效率的优化。能耗优化的主要工艺措施有改进电解槽结构、改进废水进料参数、改进电源技术等。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种分段电流控制电絮凝水处理工艺，其能够在高效和低能耗的前提下去除重金属离子和有机废水。
技术方案：为了解决上述问题，本发明的技术方案是提供一种分段恒流控制电絮凝水处理工艺，所述的分段恒流控制是指，在反应的前期，在间歇电絮凝系统中设定较高的平均电流密度;在反应的中期，设定中等的平均电流密度;在反应的后期，设定较低的平均电流密度。
优选地，所述间歇电絮凝系统是由低压脉冲电源或者直流电源进行分段恒流控制的系统，所述间歇电絮凝系统上的电极板上总平均电流密度为1 ~ 10 mA/cm2，电极间距为3 ~ 20mm，电解时间为20 ~ 90min。
优选地，所述反应的前期是指总反应时间的前1/3段，所述反应的中期是指总反应时间的中间1/3 ~ 2/3段，所述反应的后期是指总反应时间的后1/3段。
优选地，所述较高的平均电流密度是指占总平均电流密度的130 ~180%;所述中等的平均电流密度是指占总平均电流密度的80 ~ 120%;所述较低的平均电流密度是指占总平均电流密度的20% ~ 60%。
在进入间歇电絮凝系统处理之前，对于难降解的有机物废水，其进水COD为500 ~ 50000mg/L，对于重金属离子废水，其进水的重金属离子浓度为50 ~ 1000mg/L。
在进入间歇电絮凝系统处理之前，调节废水pH为4 ~ 6.5，调节电导率为300 ~ 7000us/cm。
有益效果：在电絮凝反应前期，电解槽污染物(如重金属离子和有机物)浓度较高，需要大量的吸附絮体来对污染物进行吸附，因此在反应前期，需要较高的电流密度以产生较多的吸附絮体。在电絮凝反应的中期，大量的吸附絮体吸附着污染物，溶液中的污染物浓度逐渐降低，此时只需中等强度的电流密度产生中等量的吸附絮体即可。在电絮凝反应的后期，溶液中大部分污染物已经被絮体吸附，溶液中污染物浓度约为初始浓度的0.5% ~ 5%，后期主要是靠高比表面积的絮体絮体通过网捕、卷扫、吸附架桥作用实现污染物的分离，此时仅需少量的新生吸附絮体即可。因此在电絮凝过程后期，只需要较小的电流密度即可。
本发明与现有的恒电流间歇电絮凝水处理技术相比，其显著优点为分段恒电流控制的电絮凝过程能在较低的平均电流密度下实现较高的分离率，显著降低了电絮凝过程吨水处理成本。
