申请日2003.08.01
公开(公告)日2004.12.15
IPC分类号C02F1/46; C02F1/463
摘要
一种连续流强化微电解废水处理装置，涉及采用电化学方法对废水进行处理的装置。装置的主体为一水平放置的转筒，在它的进、出口端分别设计入口端和出口端密封旋转接口，同时设置水气的进、出导管，当水平筒体旋转时，水和气的进、出导管保持不动，导气管进行曝气和排气，使处理装置处于固液气全充满状态，既保证了铁碳床中的溶解氧浓度，填料随装置的转动而相互摩擦使铁碳表面形成的钝化膜不断更新，也提高了设备的有效利用容积，增加了废水与外加电场的作用时间，提高了装置的处理能力和效率。广泛用于处理溶液及废水中各种胶体、金属离子、氰化物(CN-)、有机物及微生物不易降解和难降解的有机物和其它污染物。
権利要求書
1、一种连续流强化微电解废水处理装置，转筒包括在其内表面分布的隔板(6)、 惰性电极(5)、进水筛网(4)和出水筛网(7)、隔板(6)和惰性电极(5)相复合， 惰性电极(5)由铜导线连接后引出装置筒体，进水筛网(4)和出水筛网(7)分别 垂直竖立在转筒的两端，进水筛网(4)距入口端密封旋转接口(3)和出水筛网(7) 距出口端密封旋转接口(9)的距离为装置转筒总长的1/8～1/12，其特征在于，在水 平转动筒体的进、出水口端分别设计了入口端密封旋转接口(3)和出口端密封旋转 接口(9)，同时设置进气导管(1)、出气导管(12)，进气导管(1)一端插入水平转 动筒的进水区底部，另一端穿出入口端密封旋转接口(3)向上与大气或气泵相通， 出水管(11)的一端为溢流口(8)位于出水区的上部，出气导管(12)一端插入水 平转动筒的出水区顶部，另一端穿出出口端密封旋转接口(9)向下与大气相通。
说明书
连续流强化微电解废水处理装置
技术领域：本实用新型涉及难生化降解废水的预处理，是一种电化学方法处理废 水的装置。
背景技术：电化学方法处理废水一般无需很多化学药品，后处理简单，占地面积 小，管理方便，污泥量少，被称为清洁的处理方法。微电解法是利用金属腐蚀原理， 形成原电池对废水进行处理的一种电化学方法，又称内电解法、铁屑过滤法等。该方 法是在20世纪70年代应用到废水治理中的，由于该法具有适用范围广、处理效果好、 成本低廉及操作维护方便等优点，以及使用的铁屑多是来自金属切削过程中的废料， 也不需要消耗有限的电力资源，具有“以废治废”的意义，从某种程度上改变了传统 废水处理系统的投资大、运行费用高的缺点。正是因为这一点，用腐蚀电池法处理废 水自从它诞生开始，就在美、苏、日等国家引起广泛重视，并进行了大量研究，已有 很多专利，取得了一些实用成果。我国从20世纪80年代开始这一领域的研究，已有 不少文章报道，特别是近几年来，进展较快，在印染废水、电镀废水、石油化工废水 及含砷、氟等废水的治理方面相继有文章报道，有的已投入实际运行。
微电解设备在实际运行中也暴露了较多的问题，有的甚至还影响到废水处理的效 果和能力，因而，在一定程度上影响了该技术的推广。实际运行的微电解设备是在一 垂直的圆柱体内装填铸铁屑和小颗粒碳屑的固定床，废水从柱底进入，柱上端排出， 废水中的胶体粒子和杂质在铁-碳微电池电场作用下，通过电极沉积、凝聚和氧化还 原而被除去，问题主要表现为处理装置经一段时间的运行后，铁屑易结块，出现沟流 等现象，大大降低了处理效果，且微电解柱较高时，底部的铁屑压实过密，易结块， 当废水浓度较高时，处理效果不稳定，同时需要频繁反冲和再生;因而设备处理效率 降低，体积大，处理能力减小。原因是微电解设备在实际运行一段时间后铁的表面形 态发生了变化，被微电解产生的絮凝体、沉积物包裹覆盖，降低了电极沉积、凝聚和 氧化还原反应的速率，从而影响到废水处理的效果和能力。流化床虽解决了结块问题， 但为确保流态化，废水需要不断循环，因而动力消耗大，并出现铁碳流失。专利US 4525254和CN申请号02205209.7中公开了“净化溶液和水体的装置和过程”和“动 态强化微电解废水处理装置”提供一种水平转动筒体的动态微电解废水处理装置， 通过铁碳填料随装置的转动而相互摩擦，使铁碳表面形成的钝化膜不断更新，解决固 定床装置处理能力随运行时间延长下降、填料层结块及动力消耗大等问题。由于废水 从水平转动筒体一端进水口进入，另一端出水口流出，为保证铁碳床中的溶解氧浓度 和微电解反应产生气体的溢出，进出水口均设为开放式，处理装置在处理过程中只处 于半充满状态，设备的有效利用体积十分有限，使得装置的处理能力和效率降低。
实用新型内容：本实用新型为解决以上设备有效利用容积低的问题，提出连续流 强化微电解废水处理装置，在水平转动筒体的进、出水口端分别设计了入口端和出口 端密封旋转接口，同时设置水气的进、出导管，使处理装置处于固液气全充满状态， 保证了铁碳床中的溶解氧浓度，填料随装置的转动而相互摩擦使铁碳表面形成的钝化 膜不断更新，提高了设备的有效利用容积，增加了废水与外加电场的作用时间，提高 了装置的处理能力和效率。
本装置如图1所示，在水平转动筒体的进、出水口端分别设计了入口端密封旋转 接口3和出口端密封旋转接口9，同时设置进气导管1、出气导管12，进气导管1一 端插入水平转动筒的进水区底部，另一端穿出入口端密封旋转接口3向上与大气或气 泵相通，进气导管的作用是使体系与大气相通，水平转动筒由进水筛网4和出水筛网 7分为进水区、填料区和出水区。填料区由内表面分布的隔板6和惰性电极5组成， 隔板6和惰性电极5相复合，惰性电极5由铜导线连接后引出装置筒体，外加电场由 整流装置提供经整流后的30-50伏的直流电压，电源与碳刷10通过金属导线连接， 在装置筒体外通过碳刷10与固定的电极座定时连通。进水筛网4和出水筛网7分别 垂直竖立在转筒的两端，一端为进水区，另一端为出水区，进水筛网4距入口端密封 旋转接口3和出水筛网7距出口端密封旋转接口9的距离为装置转筒总长的1/8～1/12， 出水管11的一端为溢流口8位于出水区的上部，出气导管12一端插入水平转动筒的 出水区顶部，另一端穿出出口端密封旋转接口9向下与大气相通。
惰性电极5由多块相同大小的石墨板组成，等距离安插在隔板6的定位条上，如 图2所示。
进水筛网4和出水筛网7是为防止铁碳流失和废水短路而设的，如图3和图4所 示。水平转筒通过皮带、链条或齿轮与转筒驱动电机相联接，转筒的转速在2-20转/ 分。
本装置的工作过程：先将废水引入预处理池，进行预沉淀，使水质均化，随后 将预处理过的废水引入连续流强化微电解装置的进水管2，废水经进水筛网4通过填 料，因为铁-碳微电池电场作用，可有效地压缩废水中胶体颗粒表面的双电层、降 低微粒表面能，使部分污染物被分解、凝聚而除去。进气导管一端插入水平转动筒 的进水区底部，另一端穿出出入口端密封旋转接口3向上与大气或气泵相通，进气 导管的作用是使体系与大气相通，如果需要可作体系的曝气管，由气泵曝气产生的 气泡增加体系的溶解氧同时加剧液体的扰动。出气导管12一端插入水平转动筒的出 水区顶部，另一端穿出出口端密封旋转接口9向下与大气相通，它的作用是使装置 内部的气体排出水平转动筒。当水平筒体旋转时，水气进、出导管保持不动，水的 导管进行布水与排水，气的导管进行曝气和排气。由于铁-碳床为转筒形式，始终 处于固液气全充满状态，铁碳填料随装置的转动而相互摩擦，使铁碳表面形成的钝 化膜不断更新，处理后的废水带着凝聚产生的絮状物经出水筛网7和溢流口8和出 水管12入沉淀池进行液固分离，从而保证废水始终与铁-碳床的新表面充分接触混 合，改善了电极反应，无需反冲，使装置的处理过程连续化，从而减少了动力消耗， 彻底消除了铁屑结块的因素和隐患。
本实用新型的优点是：由于惰性电极由多块相同大小的石墨板等距离安插在隔板 的定位条上，并在装置筒体外通过碳刷与固定的电极座定时连通形成外加电场，可以 使铁-碳床微电解反应被强化，处理时间缩短，装置处理能力增大，而微电解法所具 有的填料来源广、成本低廉、处理效率高，操作方便等优点仍被保留。又由于是内外 电场结合，电极板的数量同样大量减少，放电区的距离变短，电解作用加强，水平放 置并旋转的转筒使铁-碳床加强了对两电极铁炭上形成的钝化膜以及附着污泥的机 械摩擦和水力冲刷作用，有利于电解作用的进行，减少部分电能消耗。当水平筒体旋 转时，水气进、出导管保持不动，进行进水、排水、曝气和排气，使处理装置处于固 液气全充满状态，保证了铁碳床中的溶解氧浓度，填料随装置的转动而相互摩擦使铁 碳表面形成的钝化膜不断更新，提高了设备的有效利用容积及废水在外加电场的作用 时间，处理单位体积废水铁耗及电耗将大大下降。整个处理装置具有高效、节能、费 用低、操作安全简便等特点，适用于处理溶液及废水中各种胶体、金属离子、氰化物 (CN-)、有机物及微生物不易降解和难降解的化学品和其它污染物，适用于处理生 活污水、毛、棉、麻、化纤等纺织印染废水和染料废水、难于生化降解的化工废水、 制药废水、食品发酵废水、含油废水、洗车废水等，也可作为生化处理系统的预处理， 辅以沉淀、过滤装置，可直接将高浓度废水处理到符合国家的排放标准，并可供回用。
