专利名称：一种去除生活饮用水中六价铬的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用腐蚀微电池原理去除生活饮用水中六价铬的方法及其装置，属于给水处理技术领域。
近几年来，在不少地区发现生活饮用水中六价铬超标问题，有的高达国家饮水卫生标准的4-5倍，甚至10倍以上，严重的威胁着人们的身体健康和生命安全。目前，在国内生活饮用水的除铬技术甚少，在中国专利CN1059706A中公开了一种用电化学法去除生活饮用水中六价铬的工艺和设备。它由反应器和过滤器构成，其工艺为两级处理，第一级是水通过反应器将六价铬还原为三价铬，第二级是水通过过滤器除掉氢氧化铬和氢氧化铁沉淀，使水质达到国家饮用水卫生标准。但该发明操作管理复杂，设备加工制造繁琐，除铬反应器又需外加电源，从而增加了吨水处理的运行费用，尤其是对大的水厂计算起来，日运行费用十分可观。
另外，在中国专利CN1046513A中公开了一种处理电镀废水的方法和装置，该技术属于废水处理技术领域，其除铬深度与生活饮用水除铬深度无法相比，对制造设备的一些材料要求也相差很远，其工艺采用的要求被处理的污水含铬浓度高，流量小，且大都为酸性，所采用的方法处理能力低，一般流速仅为3-6m/h，且不能连续运行，1-2天就必须用清水或压缩空气对填料进行反冲洗，同时在工艺上还必须配备废水贮槽、沉淀物贮槽、空气压缩机等辅助设施，对于一个给水厂来说都是不适宜的。
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种工艺、装置简单，成本低，操作管理方便，不需外加电源，不加任何化学药剂，连续性能好的，用腐蚀微电池原理去除生活饮用水中六价铬的方法及其装置。
本发明的目的可以通过以下措施来达到一种去除生活饮用水中六价铬的方法及其装置。其主要措施是用经酸碱除油除锈，漂白粉、酒精消毒处理后的铁屑或铸铁屑和焦炭或活性炭作为填料，按照20-50∶1重量比均匀混合，利用填料表面产生腐蚀微电池的内电解原理对含有六价铬的生活饮用水进行处理。
对于构成填料的铁屑或铸铁屑和焦炭或活性炭粒径控制在2-4.5mm，目的是增加腐蚀微电池的数量，控制腐蚀微电池的阴、阳极的电流密度，加快界面上电化学反应的速度。
本发明的工艺过程，水流动的方向可以自上而下或自下而上通过填料均可，流速掌握在100-200m/h之间，出水清澈透明，无异味，六价铬远远低于国家饮用水卫生标准。若流速大，则水中六价铬去除不彻底;若流速小，则虽然水中的六价铬去除彻底，但出水混浊，有铁锈味，其实验结果见表一表一
注填料用量170mL填料中铁炭比20-50∶1填料粒径2-4.5mm填料在柱内细长比1∶1水质情况PH＝7.2-7.8铬(六价)0.1-0.2mg/L本发明去除生活饮用水中六价铬的方法使用的装置为过滤器。过滤器由柱体(1)、填料(2)、进或出水阀门(3)、出或进水阀门(4)、进或出水区(5)、出或进水区(6)组成。
本发明的除铬机理是腐蚀微电池原理。当六价铬超标的生活饮用水通过填料时，在填料的表面便产生无数的以铁-炭为主的腐蚀微电池。由于铁的电极电位较负，φ°Fe2+/Fe＝-0.44伏，作为腐蚀微电池的阳极即负极，在阳极上的主要电极反应是铁的溶解阳极 Fe-2e＝Fe2+在填料中的炭及其它杂质等惰性物质作为腐蚀微电池的阴极即正极，在阴极上发生还原反应，主要的还原反应是阴极
以及水体中电极电位较正的物质在阴极上被还原并沉积。
在溶解中的主要反应有
生成的氢氧化物沉淀再经常规的锰砂过滤器加以截留去除，从而使出水水质达到国家饮水卫生标准。
本发明与现有技术相比有如下优点和积极效果1、工艺装置简单，操作管理方便，在处理过程中不需外加电源，不需投加任何化学药剂，除锰砂过滤器外不需其它辅助设施，因而成本低，投资少。
2、处理能力大，连续性能好，不需反冲洗，去除六价铬彻底，而且对总硬度和溶解性总固体也有一定的去除效果。其实验结果如表二
注填料用量170mL;填料中铁炭比30∶1;
填料粒径为2-4.5mm;填料在柱内的细长比为1∶1;
水质情况PH＝7.5;铬(六价)＝0.061mg/L;
流速为170m/h;处理量为0.5m3下面结合附图对本发明实施例作进一步描述
图1是一种去除生活饮用水中六价铬的方法使用的除铬装置示意图;
图2是具有贮水池的给水处理厂工艺流程图;
图3是具有贮水池的给水处理厂加除铬装置后的工艺流程图;
图4是具有自备井的厂矿单位的给水工艺流程图;
图5是具有自备井的厂矿单位的给水加除铬装置后的工艺流程图;
图6是具有补压给水站并增加除铬装置后的工艺流程图。
实施例1、对有贮水池的给水处理厂，在未加本发明除铬装置前，运行状态如图2所示，增加本发明的除铬装置后其工艺流程可设计为如图3所示。
操作时，如图1所示，启动深井泵，将水送至除铬装置，水经进水阀门(3)进入进水区(5)，通过填料层(2)进入出水区(6)再到出水阀门(4)，自流入锰砂过滤器后，符合国家生活饮用水卫生标准的水流入贮水池，通过压力泵送入给水管网。锰砂过滤器的反冲洗水可以由深井泵或者压力泵提供。水处理参数如下流量100-200m/h填料中铁炭比20-50∶1填料粒径2-4.5mm实施例2、对单位自备井，在未加本发明除铬装置前，运行状态如图4所示，增加本发明的除铬装置后，其工艺流程可设计为如图5所示。
操作时，如图1所示，启动深井泵，将水送至除铬装置，水经进水阀门(4)进入进水区(6)，通过填料层(2)进入出水区(5)经出水阀门(3)自流入锰砂过滤器后，符合国家生活饮用水卫生标准的水自流入或经管道泵加压至水塔。锰砂过滤器的反冲洗水可以由深井泵或水塔提供。水处理参数同实施例1。
实施例3、对于补压给水站，在未加本发明除铬装置前，一般只有加压泵设备，增加本发明除铬装置后，其工艺流程可设计为如图6所示。
操作时，如图1所示，启动水泵，将水送至除铬设备，水通过除铬装置的过程同实施例1、2，水处理参数同实施例1。
实施例4，本发明所述的方法及其装置对于采用湖水、河水为水源的，且自备滤池的水处理厂，只增加本发明的除铬装置即可。
权利要求
1.一种去除生活饮用水中六价铬的方法及其装置，其特征在于用经酸碱除油除锈，漂白粉、酒精消毒处理后的铁屑或铸铁屑和焦炭或活性炭作为填料，按照20-50∶1重量比均匀混合，利用填料表面产生腐蚀微电池的内电解原理对含有六价铬的生活饮用水进行处理。
2.根据权利要求1所述的去除生活饮用水中六价铬的方法，其特征在于作为填料的铁屑或铸铁屑和焦炭或活性炭的粒径为2-4.5mm。
3.根据权利要求1所述的去除生活饮用水中六价铬的方法，其特征在于水可以自上而下或自下而上的通过填料，流速为100-200m/h。
4.根据权利要求1所述的去除生活饮用水中六价铬的方法使用的装置，其特征在于过滤器由柱体(1)、填料(2)、进或出水阀门(3)、出或进水阀门(4)、进或出水区(5)、出或进水区(6)组成。
全文摘要
本发明涉及一种用腐蚀微电池原理去除生活饮用水中六价铬的方法及其装置。本发明用经酸碱除油除锈，漂白粉、酒精消毒，处理后的铁屑或铸铁屑和焦炭或活性炭作为填料，按照20—50∶1重量比均匀混合，利用填料表面产生腐蚀微电池的内电解原理对含有六价铬的生活饮用水进行处理，使水质达到国家生活饮用水卫生标准。本发明工艺、装置简单，成本低，操作管理方便，除水泵外不消耗其它电源，不加任何化学药剂。
文档编号B01D39/06GK1072396SQ92111010
公开日1993年5月26日 申请日期1992年9月28日 优先权日1992年9月28日
发明者贺金泉, 刘丽 申请人:机械电子工业部北方设计研究院