一种多级斜板式电滤床的制作方法

文档序号:4884648阅读:133来源:国知局
专利名称:一种多级斜板式电滤床的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种多级斜板式电滤床,属于水处理技术领域。
背景技术
铁碳床处理法是金属铁处理废水技术的一种应用形式,对有毒有害、高浓度COD废水具有很好的效果。但是,铁碳法也有其缺点,主要是(I)铁屑在酸性介质中长期浸泡后易于板结成块,造成堵塞,形成沟流,使操作困难,处理效果降低;(2)铁在酸性条件下溶出的铁量较大,加碱中和后产生的泥渣量多。重金属废水主要是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排出的含重金属的废水。目前重金属废水处理的方法大致可分为三大类,①化学沉淀法,包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体沉淀法、化学还原法、电化学法和高分子法物理处理法,包括吸附法、萃取法、离子交换法、膜分离法、蒸发和凝固法等生物处理法,包括生物絮凝法、生物化学法和植物修复法。传统的方法处理重金属废成本高、反应慢、易造成二次污染、对于低浓度的重金属难处理等缺点。

发明内容本实用新型目的在于提供一种多级斜板式电滤床,该装置包括溢流堰1、电滤床主体2、进水口 3、反冲洗管道4、出水口 5、布水装置6、重金属浓液收集槽7,溢流堰I设置在电滤床主体2顶端,重金属浓液收集槽7设置在电滤床主体2底部,布水装置6设置在电滤床主体2和重金属浓液收集槽7之间,进水口 3通过管道和布水装置6连接,出水口 5设置在电滤床主体2上,反冲洗管道4的入口设置在出水口 5部位(即以出水口作为反冲洗管道的入水口,冲洗时,从出水口注入反冲洗液),反冲洗管道4另一端设置在电滤床主体(2)的上方用于冲洗电滤床主体(2),整体位于系统上部,进水口、出水口和反冲洗管道由阀门控制。本实用新型中电滤床主体2为圆柱体或长方体形状。本实用新型中布水装置6为环状管网布水器。本实用新型中电滤床主体2中设置有斜板式填料床体8,斜板式填料床体8在电滤床主体的分布方式为交错式或顺序式分布,其中顺序式分布的斜板式填料床体以倾斜角度为O 45°的平行方式分布在电滤床主体中,交错式分布的斜板式填料床体以倾斜角度为I 30°的“Z”字型分布在电滤床中,每层斜板式填料床体均与电极相连。本实用新型中斜板式填料床体8与电极连接采用阴极/阴极、阴极/阳极、阳极/阳极三种形式中一种。本实用新型中斜板式填料床体8由填充有铁屑、焦炭和石墨球混合物的带孔塑料、金属或木质的板制成,其中铁屑和焦炭按质量比7 12:2 5的比例混合制成铁碳填料,然后将石墨球与铁碳填料按体积比为0.1 1:1的比例混合,混合物填充在多孔薄板中制得。[0011]电滤床内部填料斜板式填料床体分布分为交错式和顺序式两种,组成多级斜板式电滤床,每个斜板式填料床体中的填料能够更换,不易出现阴阳极分离现象。本实用新型在净化重金属废水中应用,具体按如下步骤进行:( I)在多级斜板式电滤床中放置好斜板式填料床体后,对多级斜板式电滤床施加外电压,打开进水口阀门,使重金属废水通过布水装置流入电滤床主体,电滤床内pH为3 5,常温下废水在电滤床主体内停留处理10 30min,出水通过溢流堰从出水口流出并按需要进行后续深度处理;(2)多级斜板式电滤床运行20 60天以后,关闭进水口阀门和出水口阀门,打开反冲洗管道阀门,采用质量百分比浓度为1% 8%的酸溶液对电滤床主体进行反冲洗处理,此时,电滤床内所加电压方式为阳极/阳极,处理时间为40 70min,出水为浓缩重金属酸液,进入重金属浓液收集槽进行后续重金属浓缩富集处理。本实用新型中所述的电滤床外加电压为0.1 IOV的交流电。本实用新型中所述反冲洗酸溶液为硫酸、硝酸或盐酸。本实用新型的有点和技术效果如下:本实用新型提出一种多级斜板式电滤床,本装置结合传统铁碳床工艺与电化学方法,电滤床中的Fe2+可以使各种重金属离子形成具有磁性的铁氧体晶体沉淀;该方法可除去废水中多种重金属离子,形成的颗粒较大且易于分离,电滤床工作一段时间后进行反冲洗处理,使得重金属离子得到浓缩从而进一步进行后续纯化处理。该多级斜板式电滤床,使得铁碳填料无现分层现象,且易于更换;使得重金属废水中的重金属元素在电滤床系统还原,在重金属浓液收集槽进行有效浓缩回收,重金属废水得以高速有效净化的同时,减少了铁以及亚铁离子的付出,延长了电滤床的使用周期,改善了传统铁碳床在酸性条件下易板结, 泥渣多,使用周期短等缺点,提高重金属废水的可生化性指标,为后续深度处理提供了基础,且该装置做维护方便。

图1是本实用新型装置的结构示意图;图2是本实用新型布水装置的结构示意图;图3是本实用新型电滤床主体中斜板式填料床体顺序式分布示意图;图4是本实用新型电滤床主体中斜板式填料床体交错式分布示意图;图中:I是溢流堰;2是电滤床主体;3是进水口 ;4是反冲洗管道;5是出水口;6是布水装置;7是重金属浓液收集槽;8是斜板式填料床体。
具体实施方式
下面通过实施例对本实用新型作进一步详细说明,但本实用新型保护范围不局限于所述内容。实施例1:本多级斜板式电滤床包括溢流堰1、电滤床主体2、进水口 3、反冲洗管道
4、出水口 5、布水装置6、重金属浓液收集槽7,溢流堰I设置在电滤床主体2顶端,重金属浓液收集槽7设置在电滤床主体2底部,布水装置6设置在电滤床主体2和重金属浓液收集槽7之间,进水口 3通过管道和布水装置6连接,出水口 5设置在电滤床主体2上,反冲洗管道4的入口设置在出水口部位,另一端设置在电滤床主体2的上方用于冲洗电滤床主体2,整体位于系统上部,进水口、出水口和反冲洗管道由阀门控制;其中电滤床主体2为圆柱体,电滤床主体2中设置有斜板式填料床体,斜板式填料床体8在电滤床主体2的分布方式为顺序式分布,其中顺序式分布的斜板式填料床体以倾斜角度为30°的平行方式分布在电滤床主体2中,斜板式填料床体8与电极连接采用阴极/阴极形式,即每层斜板式填料床体均与阴电极相连,(见图1-3)。本实施例中斜板式填料床体8由填充有铁屑、焦炭和石墨球混合物的带孔塑料板制成,其中铁屑和焦炭按质量比7:2的比例混合均匀,制成铁碳填料,然后将市售石墨球与铁碳填料按体积比为0.1:1的比例混合,混合物填充在多孔塑料板中制得。本实施例装置在净化重金属废水中的应用方法,具体内容如下:(I)本实施例处理的重金属废水为铜系废水,铜含量为2g/L ;(2)在多级斜板式电滤床中顺序式放置好斜板式填料床体后,检查电滤床进出水口及其他装置完整,打开进水口阀门和出水口阀门,关闭反冲洗管道阀门,铜系重金属废水从废水池进入电滤床,电滤床内PH为3,温度为常温,废水停留时间为lOmin,出水通过溢流堰从出水口流出并按需要进行后续深度处理;(3)多级斜板式电滤床系统运行20天后,关闭进水口阀门和出水口阀门,打开反冲洗管道阀门,从出水口注入质量百分比浓度为8%的H2SO4溶液对电滤床主体进行反冲洗处理,斜板式填料床体外加电压方式为阳极/阳极,处理时间为40min,出水停留在重金属收集槽后采用常规方法进行后续重金属纯化处理;本装置处理后出水中铜含量为0.02g/L0实施例2:本实施例多级斜板式电滤床结构同实施例1,不同在于电滤床主体2为长方体,斜板式填料床体在电滤床主体的分布方式为交错式分布,交错式分布的斜板式填料床体以倾斜角度为10°的“Z”字型分布在电滤床中(见图4),斜板式填料床体与电极连接采用阳极/阴极形式,即每层斜板式填料床体与阴电极和阳电极交替相连。本实施例中斜板式填料床体8由填充有铁屑、焦炭和石墨球混合物的带孔木质板制成,其中铁屑和焦炭按质量比8:3的比例混合均匀,制成铁碳填料,然后将市售石墨球与铁碳填料按体积比为0.4:1的比例混合,混合物填充在多孔木板中制得。本实施例装置在净化重金属废水中的应用方法,具体内容如下:(I)本实施例处理的重金属废水为含镍的重金属废水,镍含量为174mg/L ;(2)在多级斜板式电滤床中交错式放置好斜板式填料床体后,检查电滤床进出水口及其他装置完整,打开进水口阀门和出水口阀门,关闭反冲洗管道阀门,重金属废水从废水池进入电滤床,电滤床内PH为4,温度为常温,废水在电滤床的停留时间为15min,出水通过溢流堰从出水口流出并按需要进行后续深度处理;(3)多级斜板式电滤床系统运行30天以后,关闭进水口阀门和出水口阀门,打开反冲洗管道阀门,从出水口注入质量百分比浓度为5%的盐酸溶液对其进行反冲洗处理,斜板式填料床体外加电压方式为阳极/阳极,处理时间为50min,出水停留在重金属收集槽后进行后续重金属纯化处理;本装置处理后出水中镍含量为0.25mg/L。[0040]实施例3:本实施例多级斜板式电滤床结构同实施例1,不同在于电滤床主体2为圆形,斜板式填料床体在电滤床主体的分布方式为顺序式分布,其中顺序式分布的斜板式填料床体以倾斜角度为0°的平行方式分布在电滤床主体2中,斜板式填料床体与电极连接采用阳极/阳极形式,即每层斜板式填料床体均与阳电极相连。本实施例中斜板式填料床体8由填充有铁屑、焦炭和石墨球混合物的带孔塑料板制成,其中铁屑和焦炭按质量比10:4的比例混合均匀,制成铁碳填料,然后将市售石墨球与铁碳填料按体积比为0.7:1的比例混合,混合物填充在多塑料板中制得。本实施例装置在净化重金属废水中的应用方法,具体内容如下:①本实施例处理的重金属废水为含砷的重金属废水,砷含量为89mg/L ;②在多级斜板式电滤床中顺序式放置好斜板式填料床体后,检查电滤床进出水口及其他装置完整,打开进水口阀门和出水口阀门,关闭反冲洗管道阀门,重金属废水从废水池进入电滤床,电滤床内PH为5,温度为常温,废水在电滤床的停留时间为20min,出水通过溢流堰从出水口流出并按需要进行后续深度处理;
③多级斜板式电滤床系统运行40天以后,关闭进水口阀门和出水口阀门,打开反冲洗管道阀门,用质量百分比浓度为2%的硝酸溶液对其进行反冲洗处理,斜板式填料床体外加电压方式为阳极/阳极,处理时间为60min,出水停留在重金属收集槽后进行后续重金属纯化处理;本装置处理后出水中锌含量为0.31mg/L。实施例4:本实施例多级斜板式电滤床结构同实施例1,不同在于电滤床主体2为长方形,斜板式填料床体在电滤床主体的分布方式为交错式分布,交错式分布的斜板式填料床体以倾斜角度为30°的“Z”字型分布在电滤床中,斜板式填料床体与电极连接采用阴极/阴极形式,即每层斜板式填料床体均与阴电极相连。本实施例中斜板式填料床体8由填充有铁屑、焦炭和石墨球混合物的带孔钢质板制成,其中铁屑和焦炭按质量比12:5的比例混合均匀,制成铁碳填料,然后将市售石墨球与铁碳填料按体积比为1:1的比例混合,混合物填充在多孔钢板中制得。本实施例装置在净化重金属废水中的应用方法,具体内容如下:①本实施例处理的重金属废水为含铬的重金属废水,铬含量为58mg/L ;②在多级斜板式电滤床中交错式放置好斜板式填料床体后,检查电滤床进出水口及其他装置完整,打开进水口阀门和出水口阀门,关闭反冲洗管道阀门,重金属废水从废水池进入电滤床,电滤床内PH为4,温度为常温,废水在电滤床的停留时间为30min,出水通过溢流堰从出水口流出并按需要进行后续深度处理;③多级斜板式电滤床系统运行60天以后,关闭进水口阀门和出水口阀门,打开反冲洗管道阀门,从出水口注入质量百分比浓度为1%的硫酸溶液对其进行反冲洗处理,斜板式填料床体外加电压方式为阳极/阳极,处理时间为70min,出水停留在重金属收集槽后进行后续重金属纯化处理;本装置处理后出水中铬含量为0.24mg/L。实施例5:本实施例多级斜板式电滤床结构同实施例1,不同在于电滤床主体为圆形,斜板式填料床体在电滤床主体的分布方式为交错式分布,交错式分布的斜板式填料床体以倾斜角度为1°的“Z”字型分布在电滤床中,斜板式填料床体与电极连接采用阳极/阳极形式,即每层斜板式填料床体均与阳电极相连。本装置在净化重金属废水中的应用方法同实施例1,不同在于处理含铬的重金属废水,铬含量为65mg/L,处理后出水中铬含量为0.31mg/L。实施例6:本实施例多级斜板式电滤床结构同实施例2,不同在于电滤床主体为圆形,斜板式填料床体在电滤床主体的分布方式为顺序式分布,顺序式分布的斜板式填料床体以倾斜角度为45°的平行方式分布在电滤床主体中,斜板式填料床体与电极连接采用阴极/阳极形式,即每层斜板式填料床体与阴电极和阳电极交替相连。本装置在净化重金属废水中的应用方法同实施例2,不同在于处理含砷的重金属废水,砷含量为91mg/L,处理后`出水中铬含量为0.36mg/L。
权利要求1.一种多级斜板式电滤床,其特征在于:其包括溢流堰(I)、电滤床主体(2)、进水口(3)、反冲洗管道(4)、出水口(5)、布水装置(6)、重金属浓液收集槽(7),溢流堰(I)设置在电滤床主体(2)顶端,重金属浓液收集槽(7)设置在电滤床主体(2)底部,布水装置(6)设置在电滤床主体(2 )和重金属浓液收集槽(7 )之间,进水口( 3 )通过管道和布水装置(6 )连接,出水口( 5 )设置在电滤床主体(2 )上,反冲洗管道(4 )入口设置在出水口( 5 )上,另一端设置在电滤床主体(2)的上方,进水口、出水口和反冲洗管道由阀门控制。
2.根据权利要求1所述多级斜板式电滤床,其特征在于:电滤床主体(2)为圆柱体或长方体。
3.根据权利要求1所述多级斜板式电滤床,其特征在于:布水装置(6)为环状管网布水器。
4.根据权利要求1所述多级斜板式电滤床,其特征在于:电滤床主体(2)中设置有斜板式填料床体(8),斜板式填料床体(8)在电滤床主体的分布方式为交错式或顺序式分布,其中顺序式分布的斜 板式填料床体以倾斜角度为O 45°的平行方式分布在电滤床主体中,交错式分布的斜板式填料床体以倾斜角度为I 30°的“Z”字型分布在电滤床中,每层斜板式填料床体均与电极相连。
5.根据权利要求4所述多级斜板式电滤床,其特征在于:斜板式填料床体(8)与电极连接采用阴极/阴极、阴极/阳极、阳极/阳极三种形式中一种。
专利摘要本实用新型公开了一种多级斜板式电滤床,该装置包括溢流堰、电滤床主体、进水口、反冲洗管道、出水口、布水装置、重金属浓液收集槽,本装置使得电滤床中的填料不易出现阴阳极分离现象,且易于更换;重金属离子被还原为单质回收、重金属废水得以高速有效净化的同时,减少了铁以及亚铁离子的付出,延长了电滤床的使用周期,改善了电滤床在酸性条件下易板结、泥渣多等缺点,提高了废水的可生化性指标,操作维护方便。
文档编号C02F1/46GK203095678SQ201320037819
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月24日 优先权日2013年1月24日
发明者瞿广飞, 刘玉环, 宁平, 谢于柄, 尹琴 申请人:昆明理工大学
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