申请日2009.11.17
公开(公告)日2010.06.09
IPC分类号C02F103/36; C02F1/463
摘要
本发明涉及一种黄连素废水的脉冲电絮凝处理工艺和装置，主体工艺为脉冲电絮凝，反应装置由进水箱1、进水泵2、反应槽3、脉冲电源4、电极板5、潜流泵6、排水阀7、时间程序控制器8构成。工艺采用进水-反应-出水的操作方式，由时间程序控制器8控制，废水通过进水泵2经进水口9进入反应槽3;在脉冲电源4提供的方波脉冲电流的作用下，极板5间和极板5上产生电絮凝作用、氧化还原作用和气浮作用，协同去除废水中污染物;反应完成，出水经出水口10由排水阀7排出。其间潜流泵6可有效保持反应槽3中废水的有效混合;同时，脉冲式电流可有效防止浓差极化引起的电极钝化，降低能耗，提高处理效率。该工艺便于操作，投资费用低，处理效率高。
权利要求书
1.一种黄连素废水的脉冲电絮凝处理工艺和装置，其特征在于：利用脉冲电源，提供方波脉冲电流，产生电絮凝反应，在电絮凝过程中，阳极氧化溶出Fe2+和Fe3+，结合水中OH-形成Fe(OH)2和Fe(OH)3，与废水中的黄连素及其中间产物和衍生物发生絮凝沉淀作用，实现污染物的有效去除;同时，在电絮凝过程中，污染物可直接在阳极上和阴极上发生氧化还原作用，并可被电化学反应产生的氧化性极强的·OH自由基和还原性极强的新生态Fe2+氧化还原去除;电化学反应过程产生的大量O2和H2微气泡可吸附在污染物絮体表面，产生气浮作用，协同去除废水中黄连素等污染物，实现良好的固液分离效果。
2.采用根据权利要求1所述的一种黄连素废水的脉冲电絮凝处理工艺和装置，其特征在于：黄连素废水通过进水泵由进水箱进入反应槽，进行电絮凝反应，脉冲电源直接与反应电极相连，施加方波脉冲电流，电流密度为10-30mA/cm2，脉冲频率为0.1-5KHz，占空比为0.2-0.8。
3.根据权利要求1、2所述的一种黄连素废水的脉冲电絮凝处理工艺和装置，其特征在于：利用脉冲电源产生“通电--断电--通电”的间歇供电方式，在电极上产生间断的电絮凝反应。
4.根据权利要求1、2、3所述的一种黄连素废水的脉冲电絮凝处理工艺和装置，其特征在于：脉冲电絮凝极板的选用为铁极板。
5.根据权利要求1、2、3、4所述的一种黄连素废水 的脉冲电絮凝处理工艺和装置，其特征在于：平行设置至少1组电极板，极板间距为0.5-3.5cm。
6.根据权利要求1、2、3、4所述的一种黄连素废水的脉冲电絮凝处理工艺和装置，其特征在于：电絮凝反应过程中利用潜流泵实现反应槽中废水的有效混合，促进电极表面的水力扩散，防止浓差极化。
7.根据权利要求1、2、3、4、5、6所述的一种黄连素废水的脉冲电絮凝处理工艺和装置，其特征在于：该工艺在高效去除黄连素的同时，克服了传统电絮凝工艺易发生浓差极化而导致的电极钝化，并且具有降低能耗和材耗的优势。
说明书
一种黄连素废水的脉冲电絮凝处理工艺和装置
技术领域
本发明属于电化学技术废水处理设备，具体为一种黄连素废水的脉冲电絮凝处理工艺和装置。
背景技术
黄连素也称盐酸小檗碱，为抗生素类药物，具有很强抑菌性和抗氧化降解性能，黄连素生产废水中含有高浓度黄连素成品且盐度高、微生物毒性大，无法直接进入常规生化处理单元进行处理，如与其他废水混合进行综合处理，则处理负荷低，能耗高。因此必需依靠高效可行的物化预处理工艺提高废水可生化性，解除污染物毒性。
电絮凝技术是广泛应用于造纸、印染、电镀、餐饮、采矿和冶金等方面废水处理的物化预处理工艺，其对废水中难降解有机物、重金属、氮、磷和油类物质的去除具有较好的效果。电絮凝技术可有效弥补化学处理工艺的不足，其酸度范围较宽，设备简单占地少，易于操作，无需添加化学药剂，污泥量少且易于固化和脱水，与传统絮凝相比，电絮凝工艺产生的絮体体积大，结合水含量少，耐酸性好，更稳定且易于分离。
但电絮凝工艺耗电量大，并且在反应过程中易发生浓差极化而使电极钝化，影响处理效果，为克服上述缺点，本发明利用脉冲电源，通过“供电-断电-供电”的间歇供电方式，使电极上发生间断的电化学反应，改善了电极表面的离子扩散，从而大大降低了浓差极化导致的电极钝化;由于通电过程以脉冲方式间歇进行，相同的反应时间下，实际通电时间远小于普通电絮凝技术，因此脉冲电絮凝技术可有效降低能耗。
发明内容
本发明的目的是提供一种操作简便，经济高效的黄连素废水的处理工艺和装置。
本发明为一种黄连素废水的脉冲电絮凝处理工艺和装置，其特征在于：利用脉冲电源，提供方波脉冲电流，产生电絮凝反应，在电絮凝过程中，阳极氧化溶出Fe2+和Fe3+，结合水中OH-形成Fe(OH)2和Fe(OH)3，与废水中的黄连素及其中间产物和衍生物发生絮凝沉淀作用，实现污染物的有效去除;同时，在电絮凝过程中，污染物可直接在阳极上和阴极上发生氧化还原作用，并可被电化学反应产生的氧化性极强的·OH自由基和还原性极强的新生态Fe2+氧化还原去除;电化学反应过程产生的大量O2和H2微气泡可吸附在污染物絮体表面，产生气浮作用，协同去除废水中黄连素等污染物，实现良好的固液分离效果。
上述黄连素废水的脉冲电絮凝处理工艺和装置，其特征在于：黄连素废水通过进水泵由进水箱进入反应槽，进行电絮凝反应，脉冲电源直接与反应电极相连，施加方波脉冲电流，电流密度为10-30mA/cm2，脉冲频率为0.1-5KHz，占空比为0.2-0.8。
上述黄连素废水的脉冲电絮凝处理工艺和装置，其特征在于：脉冲电源提供了“通电--断电--通电”的间歇供电方式，使电极上发生间断的电化学反应，改善了电极表面的离子扩散，大大降低了浓差极化导致的电极钝化，并可有效地降低能耗，提高处理效率。
上述黄连素废水的脉冲电絮凝处理工艺和装置，其特征在于：脉冲电絮凝极板的选用为铁极板。
上述黄连素废水的脉冲电絮凝处理工艺和装置，其特征在于：平行设置至少1组铁电极板，极板间距0.5-3.5cm。
上述黄连素废水的脉冲电絮凝处理工艺和装置，其特征在于：电絮凝过程通过潜流泵实现废水的均匀混合，促进电极表面的离子扩散，防止浓差极化。
上述黄连素废水的脉冲电絮凝处理工艺和装置，其特征在于：该工艺在高效去除黄连素的同时，克服了传统工艺易发生浓差极化而导致的电极钝化，并且具有能耗和材耗低的优势。
