一种高浓度悬浮物电絮凝与絮体分离沉淀一体化处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水资源保护与水环境治理领域，具体是一种高浓度悬浮物电絮凝与絮 体分离沉淀一体化处理装置。
【背景技术】
[0002] 悬浮物是指粒径小于62μπι的水体细颗粒，主要由泥沙、粘土、原生动物、藻类、细 菌、病毒、以及高分子有机物等组成，随着水体输移形成絮体而沉降。水体悬浮物与水资源、 水环境和水生态密切相关。悬浮物浓度的增加导致水体物理、化学和生物特性呈现一系列 变化，较为常见的不利影响包括水体景观美感下降、水处理费用增加、渔业资源下降和水生 态系统严重退化等。我国《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)未对悬浮物浓度进行限制， 但《污水综合排放标准》（GB8978-1996)-级标准规定，各类污废水悬浮物浓度不得高于 100mg/L。国民经济活动中，各类砂石骨料加工、石材加工、矿产开采、精选冲洗等产生的废 水悬浮物浓度通常高达数千甚至数万毫克每升，未保护水生态环境，将高浓度悬浮物净化 至达标排放十分重要。
[0003] 针对高浓度悬浮物，常用的处理方法为自然沉淀法和混凝沉淀法。高浓度悬浮物 废水通常产生于进行各类采矿与选矿的偏远山区，配套建设的平流沉淀池或辐流式沉淀池 均需面积较大的平坦开阔地，选址异常困难。自然沉淀时间一般较长、效果较差，为加快絮 凝沉淀，大量絮凝剂如PAC和PAM等通过配水加药进入沉淀池，在提高悬浮物处理效率的同 时，产生了大量含水率较高的泥渣，增加了后期泥渣处理量与处理费用。
[0004] 电絮凝是利用可溶性金属阳极在电解过程中产生的金属氢氧化物絮凝去除水中 污染物质的水处理工艺。该技术能有效去除水中胶体和悬浮物类污染物质。研究表明，电絮 凝可使屠宰废水和电镀废水的悬浮物浓度从2390mg/L和2737mg/L分别降至31mg/L和57mg/ L。与传统自然沉淀与混凝沉淀相比，电絮凝具有无药剂投入和二次污染、泥水分离效果好、 泥渣含水率低、占地面积小、易于实现自动控制等优点。目前电絮凝技术在处理低于 3000mg/L的悬浮物方面效率极高，但应用于高浓度悬浮物处理的报道较少。
[0005] 本申请的发明人在实现本发明的过程中发现，现有电絮凝处理装置存在一些不 足:废水在电极间的停留时间短，悬浮物与阳极电解产生的活性物质接触不充分;废水大多 在单组电极间絮凝，处理量小，多组电极联用后的多重絮凝净化考虑不够;电絮凝反应区中 的高浓度悬浮物及其絮体易淤积，电极易钝化和老化，电极保护较为欠缺；电絮凝、絮体分 离与沉淀多在单独装置中进行，流程繁琐，空间利用率不高；电絮凝数字化管理水平低，不 能实时根据进水流量和悬浮物处理效果操控絮凝过程。因此，如何优化设计电絮凝装置，缓 解电极钝化老化、抑制悬浮物及其絮体在电解反应区中的淤积、整合絮凝、分离与沉淀流 程、数字化管理絮凝过程，将是解决高浓度悬浮物处理难题的新思路。
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种高浓度悬浮物电絮凝与絮体分离沉淀一体化处理装置，不必投放 絮凝药剂，无需经常更换电极，不用单独设置分离与沉淀设施;主要依靠电解阳极获得絮凝 剂、串联多组电极和多重絮凝提升净化效果、水力搅动防堵减淤并保护电极，絮凝、絮体分 离与沉淀一体化设计提高装置空间利用效率，实施电絮凝过程的数字化管理。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0008] 一种高浓度悬浮物电絮凝与絮体分离沉淀一体化处理装置，包括絮凝净化器及与 絮凝净化器连接的控制器，所述絮凝净化器是上部呈圆柱体、下部呈圆锥体的锥筒状容器， 絮凝净化器内设有位于圆柱体区域的絮凝反应区、絮体分离区以及位于圆锥体区域的絮体 沉淀区，其中絮凝反应区上下分别设有水体引流槽和固定在水体引流槽之间的多组串联电 极片，水体引流槽以及电极片之间形成一个上下相对两侧分别设有开口的腔体，引导水体 按序流经各组电极片，进行多重絮凝;絮凝反应区上部设有空气压缩机和进水管，高浓度悬 浮物废水通过进水管进入絮凝反应区底部，絮凝反应区内底部水体引流槽的进水侧安装有 与气压缩机连接的曝气头，高浓度悬浮物废水经多重电絮凝后流入絮凝反应区外部两侧的 絮体导流槽，然后进入絮凝反应区底部的絮体沉淀区，控制器用于控制进水流量和电解电 极的工作参数。
[0009] 进一步的，水体引流槽为一上端开口、内部中空的长方体结构，两个水体引流槽以 开口相对的方式分别设在絮凝反应区的顶部和底部，位于底部的水体引流槽的一个侧面设 有开口，位于顶部水体引流槽的相对的侧面设有开口，在上下水体引流槽之间插入多组电 极片后，水体引流槽以及电极片之间形成所述上下相对两侧分别设有开口的腔体。
[0010] 进一步的，高浓度悬浮物废水在水栗或自重力流动条件下，通过设置在絮凝反应 区上部的进水管，进入絮凝反应区底部。
[0011] 进一步的，电极片中的阳极采用铝板或铁板，阴极采用不锈钢，通过电解阳极产生 活性物质，与水体中悬浮物结合，形成颗粒状絮体。
[0012] 进一步的，絮凝反应区的上方两侧设有齿形溢流堰，絮凝反应区形成的颗粒状絮 体经齿形溢流堰进入设置在絮凝反应区外侧的絮体导流槽。
[0013] 进一步的，絮凝导流槽的外侧设有降速折板，絮体流经降速折板后，大颗粒絮体进 入絮凝反应区底部的絮体沉淀区，小颗粒絮体流入絮体分离区。
[0014] 进一步的，絮体沉淀区底部设有排泥阀，可定期通过重力排放泥渣。
[0015] 进一步的，絮体沉淀区上部设有冲洗管路，管路上开有朝向底部的小孔，利用进水 冲洗絮体沉淀区，排出难以自然清除的泥渣。
[0016] 进一步的，絮体分离区的外部两侧设有出水管，小颗粒絮体沉降分离后的上清液 通过出水管外排。
[0017] 进一步的，所述控制器设有与空气压缩机连接的曝气开关、与水栗连接的进水开 关和流量调节器、与电极片连接的电解开关、电压调节器、电流调节器，曝气开关用于管理 空气压缩机的启闭，进水开关和流量调节器分别用于水栗启闭管理及进水流量调控，电解 开关用于电解工作的启闭管理，电压调节器、电流调节器分别用于电极工作电压与电流强 度的调控。
[0018] 由于采用了上述方案，本发明突出的技术创新和显著进步为：
[0019] (1)整合高浓度悬浮物处理中的絮凝、絮体分离与沉淀等过程，形成结构紧凑，流 程连续的一体化处理装置，同一装置具备多重功能，小巧灵活，装置空间利用率高。
[0020] (2)设置水体引流槽，利用流体运动，在不减少电极板有效电解面积的前提下，实 现了水体在串联电极板之间的有序流动，延长了高浓度悬浮物与电解阳极产生的活性物质 之间的接触时间，确保了高浓度悬浮物处理效果。
[0021] (3)每组电极板底部的中间位置，设置了曝气头，利用空气搅动水体，破坏与冲洗 电极表面附着的污垢，与此同时，避免高浓度悬浮物在电极底部淤积。
[0022] (4)设置了絮体引流槽，改善了颗粒絮体的固液分离效果，延长了絮体在絮凝净化 器中的沉淀时间，有益于提高处理效率。
[0023] (5)絮凝沉降区上部设置了冲洗管路，利用进水冲洗絮体沉淀区，排出难以自然清 除的泥渣。
[0024] (6)控制柜系统考虑了空气压缩机、水栗和电解等调控，设有空气压缩机控制单 元、水栗控制单元、电解控制单元等，能够数字化实时调控进水流量与电解工作参数，提高 了装置的可操作性。
【附图说明】
[0025] 图1是本发明其中一个实施例中絮凝净化器的横向剖面图；
[0026] 图2是本发明其中一个实施例中絮凝净化器的纵向剖面图；
[0027] 图3是本发明中水体引流槽的结构示意图；
[0028] 图4是本发明中控制器的布置结构示意图。
[0029] 图中：1一絮凝净化器，2-脚轮，3-絮凝反应区，4一絮体分离区，5-絮体沉淀区， 6-曝气管，7-水体引流槽，8-齿形溢流堰，9 一空气压缩机，10-进水管，11 一絮体导流 槽，12-降速折板，13-井字架，14 一流量调节器，15-阳极，16-阴极，17-曝气头，18-排 泥阀，19一冲洗管路，20-小孔，21-出水管，22-进水开关，23-曝气开关，24-电解开关， 25-电压调节器，26-电流调节器，71 -开口。
【具体实施方式】
[0030] 下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0031] 请参考图1及图2,本发明高浓度悬浮物电絮凝与絮体分离沉淀一体化处理装置包 括絮凝净化器1及与絮凝净化器1电连接的控制器，所述絮凝净化器1是上部呈圆柱体、下部 呈圆锥体的锥筒状容器，该容器可采用防腐防撞的不锈钢材质制成，底部设有四个脚轮2， 便于移动与搬运。絮凝净化器1内设有絮凝反应区3、絮体分离区4、絮体沉淀区5。絮凝反应 区内设有电极、曝气管6、水体引流槽7和齿形溢流堰8,絮凝反应区3上部设有空气压缩机9 和进水管10,絮凝反应区3外部两侧设有絮体导流槽11和降速折板12,降速折板12设在絮体 导流槽11下部，为一向下倾斜设置的板状结构;控制器通过电线与絮凝净化器相连，控制进 水流量和电解电极工作参数。
[0032] 在无自然重力流条件时，利用水栗将絮凝净化器1外的高浓度悬浮物废水经进水 管10连续抽入絮凝反应区3底部。絮凝反应区3通过其底部的不锈钢井字架13固定在絮凝净 化器1上部的圆柱体区域内。絮凝反应区3由高密度聚氯乙烯材质制成，做防水密封处理，确 保絮凝前后的悬浮物废水不相互掺混。水栗的流量通过控制器的流量调节器14进行调控。
[0033] 絮凝反应区3内串联安装有多组电极，阳极15-般采用普通铝板，阴极16为不锈钢 等材质。电解过程中，阳极15不断消耗并释放出Al3+，阴极16电解水生成0H-，二者之间形成 具有絮凝作用的ai(oh)3,快速絮凝水体中的高浓度悬浮物颗粒。出于节能和确保电絮凝效 率考虑，每对阳极15与阴极16的间距不大于2cm，悬浮物在电