CN102101709A - 用于污水处理的电絮凝装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于污水处理的电絮凝装置及方法。所述电絮凝装置包括容器和电极装置。所述容器用于装污水液体。所述电极装置装设在容器之内，所述电极装置获得电能，使液体中能电解析出OH离子，并获得电极离子，所述OH离子和电极离子化合成絮凝剂，所述絮凝剂与污水液体发生絮凝反应而将污水液体中有害物质絮凝成絮，进而沉淀以备处理。它具有如下优点：通过电解析出电极离子和OH离子，电极离子和OH离子化合生成絮凝剂，则无需直接外加絮凝剂。

Description

用于污水处理的电絮凝装置及方法

技术领域

本发明涉及一种用于污水处理的电絮凝装置及方法。

背景技术

用化学絮凝剂处理污水的方法应用十分广泛，它是通过化学絮凝剂与污水混合搅拌发生絮凝反应而将污水中有害物质絮凝成絮，进而沉淀的机理来达到分离污水中有害物的方法。该方法存在有如下不足：1、絮凝剂本身成本高、添加量大，使得用此法处理污水成本居高不下；2、絮凝剂添加量须精确化验计算，则给实际生产应用中的操作者带来不便。

发明内容

本发明提供了用于污水处理的电絮凝装置及方法，其克服了背景技术中的用化学絮凝剂处理污水的方法所存在的不足。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之一是：

用于污水处理的电絮凝装置，它包括：

一容器，它用于装污水液体；以及

一电极装置，它装设在容器之内，其中：所述电极装置获得电能，液体中电解析出OH离子，并获得电极离子，所述OH离子和电极离子化合成絮凝剂，所述絮凝剂与污水液体发生絮凝反应而将污水液体中有害物质絮凝成絮，进而沉淀以备处理。

一较佳实施例之中：所述电极离子为Fe离子。

一较佳实施例之中：所述电极离子为Al离子。

一较佳实施例之中：所述电极装置包括二采用不溶性金属材料制成的电极篮，所述电极篮开设有网眼，所述二电极篮分别能导电连接电源正负极，所述电极篮用于放置能电解为电极离子的电极颗粒；其中：所述电极篮获得电能，电极颗粒电解为电极离子。

一较佳实施例之中：所述电极篮至少具有一工作壁、一出渣壁和固接工作壁和出渣壁的构件壁，所述二电极篮的工作壁平行面对间隔布置，而且，所述工作壁和出渣壁都设网眼，所述工作壁的网眼口径小于出渣壁的网眼口径。

一较佳实施例之中：所述工作壁竖直布置，所述出渣壁倾斜设置，并使所述电极篮内部空间上大下小。

一较佳实施例之中：所述容器包括一外壳和一贴设在外壳之内的绝缘内壁，而且，所述容器开设有一位于底部的入水口和一位于顶部的出水口。

一较佳实施例之中：所述容器之上部设有排气口，所述排气口处连接有一防泡沫溢出网；所述容器之底部设有出渣阀门。

一较佳实施例之中：所述容器底部内部空间上大下小，所述容器底部中心固设有支撑架，所述二电极篮绝缘撑设在支撑架之上。

一较佳实施例之中：它还包括有标示组件，它包括一沉块和一固接在沉块之上的标示杆，所述沉块自上往下放进电极篮之内，所述标示杆上端伸出容器之外。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之二是：

用于污水处理的电絮凝方法，它包括：

步骤10，电极装置获得电能，容器中的污水液体电解析出OH离子，并将电极颗粒电解成电极离子；

步骤20，所述OH离子和电极离子化合成絮凝剂；

步骤30，所述絮凝剂与污水液体发生絮凝反应而将污水液体中有害物质絮凝成絮，进而沉淀以备处理。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1.通过电解析出电极离子和OH离子，电极离子和OH离子化合生成絮凝剂，则无需外加絮凝剂，克服了背景技术所存在的缺点，而且，生成的OH离子还具有氧化污水中有机物、发挥降解污水的作用；

2.电极颗粒材料采用铁或铝，能根据污水的性质或絮凝效果或沉淀物的用途来确定采用铁或铝材料，其中：采用铁材料具有较高的析氧电位、价格低、无二次污染、絮凝后获得液体能再利用的优点，采用铝材料具有电絮凝效果好、二次污染度小的优点；

3.电极装置的电极篮采用不溶性材料制成，电极篮内装有电极颗粒，则避免起电极作用的电极篮被电解溶化，反应过程中无需更换电极篮，只需根据电解速度往电极篮内装电极颗粒，即可保证电解持续进行，则电极颗粒可以采用不含有害物的废旧铁或铝金属材料切细制成，则电极间距在不停的电解消耗过程中一直保持，则电极篮制作简单、价格低廉，则添加或更换电极颗粒操作简单方便，则增加电极面积，则保证电极颗粒能被电解成电极离子，则能解决直接采用电极颗粒材料制成电极篮而所存在的不足：a.电极在导电工作情况下，在一定面积条件下，电极材料纯度均匀性和电流密度微观不均匀性都是必然的，所以电极(阳极)的溶解面会产生不均匀情况，这种不均匀会造成电极间距扩大变化，会加大电能消耗；b.在电极面积较大的情况下，无论实行人工方法、自动方法都难以达到理想的调整，而且成型电极制作成本也较高，不可能达到经济适用的目的，因此难以进入实际生产应用中；c.需要更换电极篮。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1绘示了电絮凝装置的示意图。

具体实施方式

请查阅图1，用于污水处理的电絮凝装置，它包括一容器100、一电极装置200和一标示组件300。

所述容器100用于装污水液体，它包括一外壳110和一能装拆盖接在外壳110之上的盖体120。所述外壳110之内固定贴设有绝缘内壁111。所述外壳110材料采用耐老化耐腐蚀的材料，本实施例之中，可采用钢、不锈钢、玻璃钢或塑料等。所述外壳110形状不限，例如可采用棱柱形或圆柱形或倒三角漏斗形或棱台形或棱锥形等，本实施例之中，所述容器110底部内部空间上大下小且其大小以正比例缩小，类似锥状或锥台状。所述容器110底部中心之上固设有支撑架130，使得所述容器110底部形成为堆渣漏斗170。

本实施例之中，所述容器100开设有一位于底部的入水口和一位于顶部的出水口140。所述入水口处连接有一污水进水管150，则通过污水进水管150能将污水充入容器100之内。通过出水口140能排出已经絮凝反应的液体。根据需要，还可在容器100上端设污水的自然溢流口。

本实施例之中，所述容器100的盖体120上开设有排气口，用于排放污水液体降解生成或析出的挥发性气体，如N₂气；最好，所述排气口处连接防泡沫溢出网，用于防止气体排出时带出泡沫。

本实施例之中，所述容器100之底部设有出渣阀门160，用于排出污水液体降解絮凝生成的粉渣或渣粒。本实施例之中，此阀门160在底部尺寸允许情况下尽量大些，便于粉渣或渣粒清排，而且，此阀门160关闭后，液体不能从此口流出。

所述电极装置200包括二独立的电极篮210，所述电极篮210材料采用不溶性金属材料，例如钛金属或不锈钢金属。所述二电极篮210内都装设有电极颗粒，所述电极颗粒是指能电解成电极离子，而且电解出的电极离子和OH离子能化合成絮凝剂的颗粒。

本实施例之中，所述电极篮210包括一竖直布置的工作壁211、一倾斜布置的出渣壁212和二板式的构件壁213，所述一构件壁213固接在工作壁211左侧边和出渣壁212左侧边，另一构件壁213固接在工作壁211右侧边和出渣壁212右侧边，并使所述电极篮210内部空间上大下小，使电极颗粒在自然重力作用下和出渣壁212的倾斜挤压作用下而向下自然滑下并挤成堆状。根据需要，所述电极篮210的底部可固接有一底壁214，如图1所示，但是并不以此为限，所述工作壁211底边和出渣壁212底边也可直接固接。根据需要，所述工作壁211、出渣壁212、构件壁213之上固接有一顶壁。本实施例之中，所述电极篮210的各壁的内侧面最好都加设加强筋板，用于增加强度，增加导电面积。本实施例之中，所述电极篮210大小根据电极颗粒的电极消耗速度和间隔补充电极颗粒的填料时间来计算确定。本实施例之中，所述构体壁213能起到辅助将电流导入电极篮210内的电极颗粒的作用。

本实施例之中，所述工作壁211和出渣壁212都设有网眼，而且，所述工作壁211的网眼口径小于出渣壁212的网眼口径。本实施例之中，所述网眼例如为四边形，所述口径是指四边形的对角线距离，所述网眼例如为圆形，所述口径是指直径，所述网眼例如为六角形，所述口径是指2倍边长。本实施例之中，所述工作壁211网眼口径可为1-3mm，所述出渣壁212网眼口径可为2-5mm。

本实施例之中，所述二电极篮210底部支撑在容器100的支撑架130之上，并在它们之间设置绝缘垫，使所述二电极篮210位于容器100之内，所述电极篮210和绝缘内壁111之间留有间隙，所述二电极篮210对称布置，所述二工作壁211平行面对间隔布置，所述二工作壁211间距大于零且不导电，本实施例之中，所述间距选用1-5mm。

本实施例之中，所述电极颗粒的材料采用铁，采用铁颗粒不但具有成本低，而且具有无二次污染的优点。所述铁颗粒可采用细条等形状。该颗粒大小以便于手工添加和切细制作为宜。该加入的颗粒形状不限，但颗粒径大小大于电极篮出渣壁网眼口径，(本案例选用10-50mm)为宜，用于避免颗粒通过网眼穿出电极篮。

本实施例之中，外界电源通过导电排400自外往内穿过盖体120，而且其正负极分别导电连接二电极篮210的构件壁，使所述二电极篮210分别导电连正负极。本实施例之中，所述电源通过控制器导电连接二电极篮210，所述控制器用于使二电极篮210的正负极循环互换，以保证二电极篮210的电极颗粒相对均匀消耗，也为延长补充电极颗粒的时间起到了作用。根据需要，也可不设控制器，直接采用交流电导电连接二电极篮。本实施之中，所述导电排浸入液体部分具有四外边，其中一边与电极篮构件壁紧密连接以起导入电流作用，另二边裸露(裸露的边必须绝缘防止导电排的溶解而消耗影响导电效果)。

所述电极装置200的二电极篮210获得电能，则污水液体中电解析出OH离子，将所述铁颗粒电解形成为铁离子，所述OH离子和电极离子化合成絮凝剂(氢氧化铁)，所述絮凝剂与污水液体发生絮凝反应而将污水液体中有害物质絮凝成絮，从而卷扫污水中有害物，并经沉淀使部分有害物与污水分离，以备处理。

其中：

当铁颗粒随着电解反应逐渐变小，小到小于出渣壁网眼口径时，因自然重力作用而从出渣壁的网眼掉出，落入堆渣漏斗上，此渣不会从工作壁网眼挤出(因为工作壁网眼小于出渣壁网眼，若有个别尖角从网眼凸出，也会因电流密度尖端集中原理而迅速解析出，不会导致因尖端凸出而电流短路现象的发生)。

电极颗粒随着电解反应的连续进行而消耗并变小，在自然重力作用下和出渣壁212的倾斜挤压作用下而向下自然滑下并挤成堆状，则可互相导通电流而能承受较大的电流密度，又可增大表面积而能发挥电解优势，则同时因紧贴和依靠电极篮210工作壁211的作用而使二电极篮210间距尽量小而降低反应电压从而最大限度节约电能消耗。

为了便于往电极篮210内添加电极颗粒，在所述盖体120上开设有二个添料口121，所述二添料口121处都连接有一能打开或关闭的盖门122，而且，所述添料口121向下延伸。所述电极篮210的顶壁之上开设有对应添料口121的开口。所述二添料口121处底端分别适配伸进二电极篮210的顶壁的开口。则用户打开盖门122之后，即可通过添料口121往二电极篮210之内加装电极颗粒。本实施例之中，所述添料口121最好呈倒梯形体，该添料口的上口比下口大，则能产生如下优点：1.上口便于电极颗粒添加，下口宽度略大于最大电极颗粒的尺寸，则可防止尺寸超标的颗粒添入而造成颗粒卡死等故障；2.上下口长度与电极篮的顶壁长度相同，添加电极颗粒时为防止添加的电极颗粒堆积在添料口下呈山状堆积影响了电极篮工作壁面积，可另设能通过添料口121伸入棒状物，以将其堆积拨平整。

随着电解反应的进行，电极颗粒在电解反应过程中逐渐变小受自然重力的作用而逐渐下降。因为其处于密闭反应器内，为方便观察电极颗粒的位置，设一与水平方向垂直的标示组件300。所述标示组件300能上下滑动连接在容器100，它包括一沉块310和一固接在沉块310之上的标示杆320，本实施例之中，所述沉块310的面积大于铁颗粒，所述沉块310自上往下放进电极篮210之内，所述标示杆320上端伸出容器100的盖体之外。最好，所述标示杆320之上设刻度，所述刻度与标示杆320所处高度相适配，与电极篮210之内的铁颗粒的占用空间之和相适配，以便读数。其中：该标示杆320长度最好超过电极篮210工作壁211长度之一半加上伸出反应器盖体120之和，该沉块310下底平壁最好大于电极颗粒3倍以上，小于电极篮210工作壁211二分之一，以使得标示杆可以随电极颗粒的析出变小表面位置下降而下降起到标示电极颗粒上表面位置的作用。

本实施例之中，最好所述容器的污水入水口的开设位置对应支撑架并使得进入的污水液体的大致流向为：二个电极篮210夹缝、工作壁、电极篮内部空间、出渣壁、电极篮之外，从而增加污水液体的电解度。

从电极篮210出渣壁212掉下的电极小颗粒称之为渣，此渣从出渣壁掉下后自然堆积在堆渣漏斗170上；絮凝的沉淀物自然堆积在堆渣漏斗170上。所述堆渣漏斗170之容积可根据清渣间隔时间经计算确定。清渣时通过出渣阀门160清渣，清渣中的小电极颗粒能再利用。其利用如：从清渣口排出的小电极颗粒，可经干燥后回炉溶解再制成标准电极颗粒再利用，也可以直接当废旧金属直接回收利用，不会构成二次污染，可以抵消一部分成本。

用于污水处理的电絮凝方法，它包括：

步骤10，电极装置200获得电能，容器100中的污水液体电解析出OH离子，并获得铁离子；

步骤20，所述OH离子和铁离子化合成絮凝剂氢氧化铁；

步骤30，所述絮凝剂与污水液体发生絮凝反应而将污水液体中有害物质絮凝成絮，进而沉淀以备处理。

最好，本实施例之中，所述步骤10：所述电极装置200的二电极篮210获得电能，容器100中的污水液体电解析出OH离子，并将电极篮210内的铁颗粒电解生成铁离子。

另一较佳实施例之中，它与上一较佳实施例不同之处在于：所述电极颗粒采用铝颗粒，电极装置通电之后，所述铝颗粒电解成铝离子。所述铝离子和OH离子化合成絮凝剂(氢氧化铝)。

另一较佳实施例之中，所述电极装置的二电极均采用铁电极，则铁电极直接电解成铁离子。

另一较佳实施例之中，所述电极装置的二电极均采用铝电极，则铝电极直接电解成铝离子。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (10)

1.用于污水处理的电絮凝装置，其特征在于：它包括：

一容器，它用于装污水液体；以及

一电极装置，它装设在容器之内，其中：所述电极装置获得电能，液体中电解析出OH离子，并获得电极离子，所述OH离子和电极离子化合成絮凝剂，所述絮凝剂与污水液体发生絮凝反应而将污水液体中有害物质絮凝成絮，进而沉淀以备处理。

2.根据权利要求1所述的用于污水处理的电絮凝装置，其特征在于：所述电极离子为Fe离子。

3.根据权利要求1所述的用于污水处理的电絮凝装置，其特征在于：所述电极离子为Al离子。

4.根据权利要求2或3所述的用于污水处理的电絮凝装置，其特征在于：所述电极装置包括二采用不溶性金属材料制成的电极篮，所述电极篮开设有网眼，所述二电极篮分别能导电连接电源正负极，所述电极篮用于放置能电解为电极离子的电极颗粒；其中：所述电极篮获得电能，电极颗粒电解为电极离子。

5.根据权利要求4所述的用于污水处理的电絮凝装置，其特征在于：所述电极篮至少具有一工作壁、一出渣壁和固接工作壁和出渣壁的构件壁，所述二电极篮的工作壁平行面对间隔布置，而且，所述工作壁和出渣壁都设网眼，所述工作壁的网眼口径小于出渣壁的网眼口径。

6.根据权利要求5所述的用于污水处理的电絮凝装置，其特征在于：所述工作壁竖直布置，所述出渣壁倾斜设置，并使所述电极篮内部空间上大下小。

7.根据权利要求4所述的用于污水处理的电絮凝装置，其特征在于：所述容器包括一外壳和一贴设在外壳之内的绝缘内壁，而且，所述容器开设有一位于底部的入水口和一位于顶部的出水口。

8.根据权利要求4所述的用于污水处理的电絮凝装置，其特征在于：所述容器之上部设有排气口，所述排气口处连接有一防泡沫溢出网；所述容器之底部设有出渣阀门。

9.根据权利要求4所述的用于污水处理的电絮凝装置，其特征在于：所述容器底部内部空间上大下小，所述容器底部中心固设有支撑架，所述二电极篮绝缘撑设在支撑架之上。

10.用于污水处理的电絮凝方法，其特征在于：它包括：

步骤10，电极装置获得电能，容器中的污水液体电解析出OH离子，并将电极颗粒电解成电极离子；

步骤20，所述OH离子和电极离子化合成絮凝剂；

步骤30，所述絮凝剂与污水液体发生絮凝反应而将污水液体中有害物质絮凝成絮，进而沉淀以备处理。