专利名称：一种黄连素废水的脉冲电絮凝处理工艺和装置的制作方法
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02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/ci^，脉冲频率为0. l-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
电一断电一通电"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
3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。
图1为本发明所述的一种黄连素废水的脉冲电絮凝处理工艺和装置图。 1-进水箱，2-进水泵，3-反应槽，4-脉冲电源，5-电极板，6-潜流泵，7_排水阀，
8-时间程序控制器，9-进水口 ， 10-出水口 。
具体实施例方式
废水通过进水泵经进水口进入反应槽，在潜流泵的作用下混合均匀，在脉冲电源 提供方波脉冲电流的作用下，电极上发生电化学反应，保持电极间距0. 5-3. 5cm，电流密度 为10-30mA/cm、脉冲频率为0. l-5KHz，占空比为0. 2-0. 8，反应时间为60-210min，出水经
出水口由排水阀排出。整套操作程序由时间程序控制器控制。
实施例1 : 利用上述实施方式处理黄连素废水。反应器尺寸为D 25cmXL 20cmXH 25cm， 有效容积IOL，铁电极3组，吨水有效电极面积18000cm2。在进水COD 2058mg/L，黄连素 1603mg/L条件下，保持极板间距为3. Ocm，电流密度为25. 0mA/cm2，脉冲频率为0. lKHz，占 空比为0. 3，反应时间210min，出水COD 244. 7mg/L，黄连素136. 5mg/L，污染物平均去除率 分别为C0D88. 1%，黄连素91. 5%。
实施例2: 利用上述实施方式处理黄连素废水。反应器尺寸为D 25cmXL 20cmXH 25cm， 有效容积IOL，铁电极3组，吨水有效电极面积18000cm2。在进水COD 2364mg/L，黄连素 1575mg/L条件下，保持极板间距为2. Ocm，电流强度为19. 4mA/cm2，脉冲频率为lKHz，占空 比为0. 5，反应时间210min，出水COD 658. Omg/L，黄连素422. lmg/L，污染物平均去除率分 别为COD 72. 2%，黄连素72. 3%。
权利要求
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/cm、脉冲频率为0. l_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 一 断电 一 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。
全文摘要
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。
文档编号C02F103/36GK101723490SQ20091022400
公开日2010年6月9日 申请日期2009年11月17日 优先权日2009年11月17日
发明者任美洁, 宋永会, 曾萍, 邱光磊 申请人:中国环境科学研究院