一种电絮凝和过滤同步进行的水处理方法及装置的制造方法
【专利说明】一种电絮凝和过滤同步进行的水处理方法及装置
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于环境技术领域，具体涉及一种电絮凝和过滤同步进行的水处理方法及
目.ο
【背景技术】
[0003]电絮凝是一种利用铁、铝、锌等金属材料作为电解的阳极，通过阳极溶解的方式产生铁铝等絮体，对污水中固体颗粒、胶体、有机物、重金属离子进行去除的水处理技术。电絮凝过程中产生絮体主要是金属氢氧化合物，例如铁阳极产生的主要是氢氧化铁和氢氧化亚铁，铝阳极产生的主要是氢氧化铝。这些絮体能够通过吸附、静电作用、颗粒卷扫等作用将污染物去除，同时自身聚集成更大的颗粒物质，因此，需要有后续的工艺对这些絮体颗粒物质进行去除。一般工业水处理过程中，电絮凝处理水的可采用的后续工艺包括过滤、澄清池、斜板沉淀、旋流分离等，这些工艺过程需要独立设施，不仅大大增加了占地面积和投资成本，同时处理设施的运行维护也更加复杂。例如，电絮凝是一种很好的餐饮废水的处理手段，能够有效的去除隔油池出水中的低浓度的油污和表面活性剂，但是由于餐饮企业往往处于城市的繁华地段，用地紧张，有限的空间无法进行电絮凝后续的固-液分离装置的安装，同时小规模的餐饮企业缺乏专业的运行维护人员，因此造成电絮凝技术在餐饮废水处理的实际应用非常有限。
【发明内容】
[0004]为克服现有技术不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种电絮凝和过滤同步进行的水处理方法及装置。该方法能够在一个装置内，在保证处理效果的情况下，占地和投资建设成本降低，系统能够连续运行，并不需要进行过滤材料的反冲洗。
[0005]为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案:
电絮凝和过滤同步进行的水处理装置，
包括导电性过滤材料做成的过滤管，与电解电源负极连接，活泼金属棒插入过滤管中心，与电解电源正极连接，所述过滤管置于净水箱中，过滤管下端有入水管穿过净水箱，依次与隔膜栗和污水储槽连接，过滤管上端有出水管，穿过净水箱，依次与压力阀和污水储槽连接。
[0006]所述过滤管的管壁为多孔性的，能够满足过滤的要求，其孔径要介于0.1-1微米。
[0007]所述过滤管为不锈钢编织纤维网，或者多孔氧化铝管内壁涂覆碳化钨、二硼化钛、氮化钛等导电材料。
[0008]所述的活泼金属为铁、铝、锌或镁。
[0009]本发明装置中，将导电性过滤材料和活泼金属组成电化学系统，其中导电过滤材料作为电化学过程的阴极，同时提供过滤的功能；而活泼金属(铁或者铝)阳极主要提供絮体，实现对污水中的污染物的去除。
[0010]本发明的结构示意图见图1。阳极为活泼金属棒，导电性过滤材料为管状，材料为高密度不锈钢编织纤维网，或者非导电性过滤材料涂覆碳化钨、二硼化钛、氮化钛等导电材料，孔径要介于0.1-1微米，能够截留悬浮的颗粒物质。将电活性过滤材料通过导电引线连接引出，与电源的负极相连，作为电化学过程的阴极材料。阴极和阳极构成一个内封闭系统，只提供一个进水口和出水口，能承受一定的水压。当进行废水处理时，通过离心栗或者隔膜栗将废水储槽中的废水栗入导电性过滤材料制成的过滤管中，污水与阳极产生的絮体产生充分的混合。同时，在水栗压力的作用下(例如>0.2MPa)，絮体固体颗粒在过滤管的内表面被截留，而水分通过过滤管的孔道，渗入净水箱，从而污水得到了处理。
[0011]图1中所示的装置中，过滤管除一个栗入水口和栗出水口外，其他部分密封。过滤管的内径Icm-1Ocm，厚1-1Omm，长 10cm-200 cm。
[0012]使用本发明装置处理污水的方法为:
启动隔膜栗将污水储槽中的污水栗入过滤管中，同时开启电解电源，电压固定为1-1OV，调节出水管的压力，使过滤管内的栗入压力为0.IMPa到2MPa范围，收集净水箱中的被处理水。
[0013]栗入水的压力随导电过滤材料的类型和处理速率，可以选择不同的值，一般在
0.1MPa到2MPa范围。阴极和阳极电压一般在I_1 OV之间，随污水的电导率可以作相应的变化。
[0014]与现有的电絮凝方法和装置相比，本发明将电絮凝和压力过滤集成到了一个装置中，能够同时能够实现电絮凝和压力过滤功能。而且，本发明不需要提供额外过滤材料反冲洗装置，可以实现水处理的连续运行，这主要是得益于电活性过滤材料的阴极过程:电解过程形成的气泡在脱离的过程中产生巨大的张力，可以使牢固附着的孔道内颗粒物质得到快速分离，无法形成稳定附着;同时，电解产生的局部碱性，还有对孔道具有一定的清洗作用。
【附图说明】
[0015]图1为本发明实施实例所示的装置示意图。1-活泼金属棒，2-过滤管，3-净水箱，4-隔膜栗，5-污水储槽，6-出水管，7-压力指标表，8-压力调节阀，9-排渣管。
【具体实施方式】
[0016]以下通过具体实施例来说明本发明技术方案，但本发明的保护范围并不局限于本实例。
[0017]如图1所示实验装置包含导电性过滤材料制成的过滤管2，长度为35cm，内直径为4 cm，管壁厚为0.8cm。过滤管上有多孔氮化钛层，该氮化钛层覆盖在多孔氧化铝管内壁上，氮化钛层作为阴极与直流电源的负极相连，采用金属钼丝引出。过滤管中心放置铝棒一根，长30 cm，工作时作为电解过程的阳极，引出连接方式与阴极相同。
[0018]过滤管有入水管和出水管，其余部分密封。过滤管置于净水箱3内。污水储槽5中存有50L人工调配餐饮废水，含4g/L植物油量和氯化钠lg/L。进行污水处理的工作时，启动隔膜栗4将污水储槽5中的污水栗入过滤管中，同时开启电解电源，电压固定为5V。通过压力调节阀8调节出水管6的压力，使过滤管内的栗入压力为0.4MPa左右(通过压力指标表7观察)。连续运行两天，收集净水箱中的被处理水，进行水质分析，并记录某一单位时间内的出水量。
[0019]水质分析结果表明，I小时，10小时，20小时，48小时，净水箱中的滤出水的植物油含量均低于100mg/L(去除率大于97.5%)，说明本发明方法对污水有持续的良好效果。测定两天后的出水通量，出水通量值为16.7L/h，相比系统初始出水通量(17.2L/h)，通量保持率大于97%。这一结果表明，即使系统中产生了大量的电絮凝絮体，但电活性滤材仍然保持了良好的固液分离性能。由于电活性滤材阴极上的氢气气泡逸出，能够防止絮体颗粒的稳定附着。
[0020]处理过程中，如果悬浮絮体的质量浓度过大，可停止水栗和电解，让絮体在污水储槽中自然沉降，通过排渣管9排出一部分沉降的絮体。
【主权项】
1.一种电絮凝和过滤同步进行的水处理装置，包括导电性过滤材料做成的过滤管，与电解电源负极连接，活泼金属棒插入过滤管中心，与电解电源正极连接，所述过滤管置于净水箱中，过滤管下端有入水管穿过净水箱，依次与隔膜栗和污水储槽连接，过滤管上端有出水管，穿过净水箱，依次与压力阀和污水储槽连接。2.根据权利要求1所述的水处理装置，其特征在于，所述过滤管的管壁为多孔性的，其孔径介于0.1-1微米。3.根据权利要求1所述的水处理装置，其特征在于，所述过滤管为不锈钢编织纤维网、或者多孔导电材料，或者内壁涂覆导电材料的多孔氧化铝管。4.根据权利要求3所述的水处理装置，其特征在于，所述导电材料为碳化钨、二硼化钛或氮化钛。5.根据权利要求1所述的水处理装置，其特征在于，所述的活泼金属为铁、铝、锌或镁。6.使用权利要求1所述水处理装置处理污水的方法，其特征在于: 启动隔膜栗将污水储槽中的污水栗入过滤管中，同时开启电解电源，电压固定为1-1OV，调节出水管的压力，使过滤管内的栗入压力为0.IMPa到2MPa范围，收集净水箱中的被处理水。
【专利摘要】本发明提供一种同时进行电絮凝和过滤的水处理方法及其装置。水处理装置包括导电性过滤材料做成的过滤管，与电解电源负极连接，活泼金属棒插入过滤管中心，与电解电源正极连接，所述过滤管置于净水箱中，过滤管下端有入水管穿过净水箱，依次与隔膜泵和污水储槽连接，过滤管上端有出水管，穿过净水箱，依次与压力阀和污水储槽连接。被处理的污水与阳极产生的絮凝体充分混合，同时在压力条件下（>0.2？MPa），絮凝体被过滤材料截留，而水分透过，污水得到净化。导电性过滤材料因为阴极氢气气泡的析出，絮凝体颗粒不会产生稳定的附着，因此过滤性能始终能够得到保持，装置系统能够稳定运行，对污水进行连续处理。
【IPC分类】C02F1/00, C02F1/463
【公开号】CN105668720
【申请号】CN201610149084
【发明人】毛旭辉, 张婧, 汤丁丁, 朱华, 肖巍, 汪的华
【申请人】武汉大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年3月16日