一種處理廢水用的電絮凝設(shè)備和電絮凝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)廢水處理設(shè)備和處理方法領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]絮凝法是處理工業(yè)廢水的常見方法。常規(guī)的化學(xué)絮凝法是向廢水中加入各種絮凝劑，例如聚合氯化鋁、聚合氯化鐵、聚合硫酸氯化鋁鐵等，這些絮凝劑中的鐵離子或鋁離子均容易水解生成氫氧化鐵或氫氧化鋁，并且隨著其量的增多而發(fā)生絮凝沉淀，在絮凝沉淀過程中，通過吸附和卷掃作用，將廢水中的顆粒狀物質(zhì)和一些可吸附物質(zhì)轉(zhuǎn)移到絮凝物中，起到凈化廢水的作用。但化學(xué)絮凝法往往向廢水中引入其它陰離子，例如氯離子或硫酸根離子，這些額外引入的離子，最后也需要除去，帶來了后續(xù)處理的麻煩。
[0003]近年來，為了避免化學(xué)絮凝法的上述缺陷，開發(fā)了電絮凝法。其原理是將鐵、鋁或鐵鋁合金作為電解池的陽極并浸沒在廢水中，通過陽極氧化作用釋放鐵離子和/或鋁離子，進(jìn)而水解成氫氧化鐵和/或氫氧化鋁，發(fā)生絮凝沉淀。其除了鐵離子或鋁離子的來源不同外，基本原理和過程與化學(xué)絮凝法相同。
[0004]電絮凝法處理廢水時(shí)，常面臨具體操作上的困難。一個(gè)困難是，廢水中的膠體物質(zhì)或有機(jī)粘稠物質(zhì)容易作為淤泥沉積在陰極和陽極上，糊住了陰極和陽極，如果不定期清理，會(huì)嚴(yán)重影響陰陽極與廢水的接觸，降低電極效率。通常采用機(jī)械法和超聲法進(jìn)行清理，但這樣的清理很費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且要么對(duì)電極表面造成傷害，要么需要安裝額外的超聲設(shè)備，增加成本。另一個(gè)困難是陽極逐步消耗后的更換問題，在工業(yè)化的大型電絮凝設(shè)備中，常常使用上百個(gè)并排安裝的具有特定幾何形狀的陽極板，廢水在其中多次折返穿過，因陽極板個(gè)數(shù)多且具有特定幾何形狀以及與其它零部件的特定空間安裝關(guān)系，其消耗后的更換是一件工作量巨大的事情。
[0005]因此，廢水處理領(lǐng)域迫切需要一種新型的電絮凝設(shè)備處理系統(tǒng)和處理方法，能夠避免或消除上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的第一方面提供了一種處理廢水用的電絮凝設(shè)備，其包括上下連通的圓柱形外筒I和錐形筒6，以及將二者分隔開的水平布置的旋轉(zhuǎn)圓盤10 ;其中所述電絮凝設(shè)備外筒I的軸線處設(shè)有陰極棒4，在該陰極棒4外圍同心布置有第一筒狀陽極2和第二筒狀陽極3，在第一筒狀陽極2和第二筒狀陽極3之間的環(huán)形空間內(nèi)堆積有多個(gè)鐵鋁合金塊8。
[0007]在本發(fā)明的第一方面的優(yōu)選實(shí)施方案中，在所述錐形筒6內(nèi)通過支腿14支撐有水平的固定圓盤12，其中心處設(shè)有電機(jī)5，該電機(jī)5通過旋轉(zhuǎn)軸11驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)圓盤10的旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)第一筒狀陽極2和第二筒狀陽極3旋轉(zhuǎn)。
[0008]在本發(fā)明的第一方面的優(yōu)選實(shí)施方案中，所述固定圓盤12外緣與所述錐形筒6之間留有環(huán)隙。
[0009]在本發(fā)明的第一方面的優(yōu)選實(shí)施方案中，所述陰極棒4、第一筒狀陽極2和第二筒狀陽極3各自獨(dú)立地安裝在位于旋轉(zhuǎn)圓盤10上的多組電極安裝槽101內(nèi)。
[0010]在本發(fā)明的第一方面的優(yōu)選實(shí)施方案中，所述第一筒狀陽極2和第二筒狀陽極3都具有壁孔7，所述旋轉(zhuǎn)圓盤10和所述固定圓盤12都具有底孔102。這些壁孔和底孔的作用是使廢水保持流通。
[0011]在本發(fā)明的第一方面的優(yōu)選實(shí)施方案中，所述第一筒狀陽極2和第二筒狀陽極3在材質(zhì)上各自獨(dú)立地為能夠在電解作用下溶解并產(chǎn)生鋁離子或鐵離子的材料，例如鐵塊、銷塊、鐵銷合金、Fe-Si合金，F(xiàn)e-Sn合金等等，優(yōu)選鐵銷合金，更優(yōu)選鐵。
[0012]在本發(fā)明的第一方面的優(yōu)選實(shí)施方案中，所述鐵鋁合金塊8無序堆積并與所述第一筒狀陽極2和第二筒狀陽極3均接觸。所述鐵鋁合金塊可以作為犧牲陽極使用，減緩或者避免了第一筒狀陽極2和第二筒狀陽極3的溶解消耗，從而延長了陽極使用時(shí)間，也避免了頻繁更換電極板。
[0013]本發(fā)明的第二方面提供了一種電絮凝的方法，其包括以下步驟:
[0014]使廢水流入電絮凝設(shè)備，所述電絮凝設(shè)備包括上下連通的圓柱形外筒I和錐形筒6，以及將二者分隔開的旋轉(zhuǎn)圓盤10 ;其中所述電絮凝設(shè)備外筒I的軸線處設(shè)有陰極棒4，在該陰極棒4外圍同心布置有第一筒狀陽極2和第二筒狀陽極3，在第一筒狀陽極2和第二筒狀陽極3之間的環(huán)形空間內(nèi)堆積有多個(gè)鐵鋁合金塊8 ;在所述錐形筒6內(nèi)水平地設(shè)有固定圓盤12，其中心處設(shè)有電機(jī)5，其通過旋轉(zhuǎn)軸11驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)圓盤10的旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)第一筒狀陽極2和第二筒狀陽極3旋轉(zhuǎn)；所述第一筒狀陽極2、第二筒狀陽極3和所述鐵鋁合金塊8均在外加直流電源作用下釋放出鐵離子和鋁離子，并水解生成氫氧化鐵和氫氧化鋁膠體，并使得廢水中的固體顆粒物質(zhì)隨所述膠體絮凝沉淀。
[0015]在本發(fā)明的第二方面的優(yōu)選方案中，所述鐵鋁合金塊8作為犧牲陽極使用，并且在其消耗過程中可隨時(shí)由外界予以補(bǔ)充。這種補(bǔ)充可以通過簡單地加入鐵鋁合金塊來實(shí)現(xiàn)，其操作簡單易行。
[0016]在本發(fā)明的第二方面的優(yōu)選方案中，所述旋轉(zhuǎn)圓盤10帶動(dòng)所述第一筒狀陽極2和第二筒狀陽極3旋轉(zhuǎn)，對(duì)待處理的廢水進(jìn)行攪拌。這種攪拌作用使得廢水中的膠體物質(zhì)和有機(jī)粘稠物不容易沉積在電極表面上，有利于保持電極表面的干凈，維持電極效率不至于過快下降。此外，旋轉(zhuǎn)攪拌還提高了絮凝劑的絮凝效率，原本絮凝物只是在下落過程中吸附和絮凝其它雜質(zhì)，沒有徑向運(yùn)動(dòng)過程；攪拌后，絮凝物除了上下方向外，還能在徑向方向上進(jìn)行絮凝，相當(dāng)于“二維卷掃”，提高了絮凝效率。此外，旋轉(zhuǎn)攪拌還產(chǎn)生一定的離心力，能促使絮凝物被甩向電絮凝設(shè)備外筒內(nèi)壁處，并順著第二筒狀陽極3與電絮凝設(shè)備外筒I之間的間隙下滑，并在進(jìn)入錐形筒6后，絮凝物繼續(xù)沿著固定圓盤12與錐形筒6之間的環(huán)隙下滑到錐形筒底部，積攢到一定量后從底部的絮凝物出口 13排出。
[0017]對(duì)待處理的廢水進(jìn)行攪拌也是逆本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)思路而行的，因?yàn)橥ǔ榱舜龠M(jìn)絮凝物沉淀，技術(shù)人員更希望廢水是靜止的或者緩慢流動(dòng)的，并不希望對(duì)廢水進(jìn)行攪拌處理。而本發(fā)明恰恰提供這種攪拌，并取得了上述有益效果。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0019]1.陽極采用第一筒狀陽極和第二筒狀陽極這種筒形設(shè)置，增大了廢水與陽極的接觸面積。此外，以無序堆積的鐵鋁金屬塊作為犧牲陽極，進(jìn)一步增大了廢水與陽極的接觸面積，提尚電流效率。
[0020]2.以旋轉(zhuǎn)圓盤帶動(dòng)第一筒狀陽極和第二筒狀陽極旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)廢水旋轉(zhuǎn)，沖刷電極表面，使其不易被污垢所污染。且廢水旋轉(zhuǎn)促使絮凝物從單一的向下沉降卷掃能力變?yōu)橄蛳潞蛷较蚨季哂芯頀吣芰?，相?dāng)于變成二維卷掃，既提高了絮凝效率，又相當(dāng)于提供了離心分離的作用，促進(jìn)卷掃后絮凝物與廢水的及時(shí)分離。
[0021]3.以鐵鋁合金塊作為犧牲陽極，大大減緩或避免了筒