申請(qǐng)日2017.11.08
公開(kāi)(公告)日2018.01.26
IPC分類號(hào)C02F1/469; C02F1/48; C02F1/56; C02F103/30
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電絮凝超磁分離廢水處理工藝，包括以下步驟：(1)將待處理的廢水輸送到賦磁反應(yīng)器中，加入磁種，攪拌混合均勻;(2)步驟1處理的廢水輸送到電絮凝裝置中，用脈沖電流進(jìn)行電絮凝反應(yīng);(3)將經(jīng)過(guò)步驟2處理后的廢水輸送到磁分離裝置中，進(jìn)行磁分離處理，磁分離過(guò)程中污泥絮團(tuán)和廢水分離開(kāi)來(lái)，除去污物的廢水由出水口排出;(4)將步驟3磁分離裝置分離的污物絮團(tuán)輸送到磁回收裝置中，回收磁種，分離污泥，污泥轉(zhuǎn)移至儲(chǔ)泥池中。本發(fā)明電絮凝超磁分離工藝無(wú)需投加混凝劑，電化學(xué)生成混凝劑反應(yīng)效率高于外加藥劑數(shù)倍，有效成分利用更充分;同時(shí)可以減少助凝劑的投加量，工藝更加環(huán)保。
摘要附圖
權(quán)利要求書(shū)
1.一種電絮凝超磁分離廢水處理工藝，包括以下步驟：
(1)將待處理的廢水輸送到賦磁反應(yīng)器中，加入磁種，攪拌混合均勻;
(2)步驟1處理的廢水輸送到電絮凝裝置中，用脈沖電流進(jìn)行電絮凝反應(yīng)，電絮凝反應(yīng)時(shí)間10-120mim;電絮凝反應(yīng)過(guò)程中使用的電極是能夠分解產(chǎn)生鋁離子和/或鐵離子的電極;
(3)將經(jīng)過(guò)步驟2處理后的廢水輸送到磁分離裝置中，進(jìn)行磁分離處理，磁分離過(guò)程中污泥絮團(tuán)和廢水分離開(kāi)來(lái)，除去污物的廢水由出水口排出;所述污泥絮團(tuán)含有污泥絮凝物和磁種;
(4)將步驟3磁分離裝置分離的污物絮團(tuán)輸送到磁回收裝置中，回收磁種，分離污泥，污泥轉(zhuǎn)移至儲(chǔ)泥池中。
2.如權(quán)利要求1所述電絮凝超磁分離廢水處理工藝，其特征在于，步驟1中，待處理的廢水經(jīng)過(guò)收集，過(guò)濾除去雜物，調(diào)節(jié)后進(jìn)入賦磁反應(yīng)器。
3.如權(quán)利要求1所述電絮凝超磁分離廢水處理工藝，其特征在于，步驟1中，所述磁種為磁粉，磁粉粒徑范圍0.1-100μm。
4.如權(quán)利要求1所述電絮凝超磁分離廢水處理工藝，其特征在于，磁種的用量為10-200mg/L。
5.如權(quán)利要求1所述電絮凝超磁分離廢水處理工藝，其特征在于，步驟2中，磁分離裝置中，磁分離裝置包括磁盤(pán)，磁盤(pán)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，在磁盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，含有磁性絮團(tuán)的污水流經(jīng)磁盤(pán)表面，其中磁性絮團(tuán)被磁盤(pán)吸附并收集至磁回收裝置，而水質(zhì)得到凈化。
6.如權(quán)利要求1所述電絮凝超磁分離廢水處理工藝，其特征在于，步驟2中，磁分離裝置是超磁分離裝置。
7.如權(quán)利要求1所述電絮凝超磁分離廢水處理工藝，其特征在于，步驟3中，磁種回收裝置將絮團(tuán)中的磁種回收，然后將磁種返回到磁種配置投加裝置中，配置到一定濃度后重新投加至待處理的廢水中。
8.如權(quán)利要求1所述電絮凝超磁分離廢水處理工藝，其特征在于，電極的間距為1-10cm。
9.如權(quán)利要求1所述電絮凝超磁分離廢水處理工藝，其特征在于，步驟2中，電極采用鋁板或鐵板。
10.如權(quán)利要求1所述電絮凝超磁分離廢水處理工藝，其特征在于，步驟2中，脈沖電流的電流密度為1-10A/cm3。
說(shuō)明書(shū)
一種電絮凝超磁分離廢水處理工藝
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種廢水絮凝凈化技術(shù)，特別涉及電絮凝超磁分離廢水處理工藝，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
目前廢水處理技術(shù)包括過(guò)濾法、絮凝法、離心分離法，其中絮凝法以其處理能力強(qiáng)，能耗低，凈化效果穩(wěn)定等特點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。常規(guī)的化學(xué)絮凝法是向廢水中加入各種絮凝劑，絮凝劑溶解于廢水中以后生成含有大量具有強(qiáng)吸附作用的氫氧根離子，氫氧根離子和膠態(tài)雜質(zhì)、懸浮雜質(zhì)發(fā)生絮凝反應(yīng)產(chǎn)生絮凝物，同時(shí)絮凝物可以吸附不反應(yīng)的懸浮雜質(zhì)，最終將廢水中的膠態(tài)雜質(zhì)和懸浮雜質(zhì)一起沉淀除去。
超磁分離是基于絮凝法發(fā)展起來(lái)的一種快速處理工藝，主要是利用超磁粉料引導(dǎo)絮凝沉淀物從廢水中快速分離除去。超磁分離一般是指磁性粉末或強(qiáng)磁性粉末材料作為引導(dǎo)絮凝無(wú)分離的核心實(shí)施的一種磁分離技術(shù)。超磁分離工藝以占地小、處理速度快的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各種污水處理設(shè)備，可快速分離水中懸浮物、膠體，同時(shí)對(duì)溶解性COD、總磷等具有良好的去除作用。
目前超磁分離裝置系統(tǒng)運(yùn)行的主要成本在于廢水提升費(fèi)用和投加混凝劑、絮凝劑的費(fèi)用。常用混凝劑包括聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等，常用絮凝劑為聚丙烯酰胺，可分為陰離子、陽(yáng)離子、非離子型等。由于廢水處理總量很多，所以混凝劑和絮凝劑用量通常比較大，這使得廢水處理過(guò)程中投加混凝劑和絮凝劑成了廢水凈化成本的主要部分。
廢水品質(zhì)千差萬(wàn)別，廢水中需要絮凝除去的膠體、懸浮物等含量各不相同，投加藥劑的用量也需要對(duì)應(yīng)調(diào)整。但是廢水凈化處理過(guò)程中往往難以兼顧不同情況的調(diào)整需要，大部分情況下會(huì)采用混凝劑和絮凝劑略微過(guò)量的投加方式，以保證最終凈化效果達(dá)到理想水平。這使得投加藥劑應(yīng)用效率不高，造成部分藥劑浪費(fèi)損失。
據(jù)分析，目前投加藥劑的費(fèi)用占到了廢水處理總處理費(fèi)用的40-70%，如果能降低藥劑費(fèi)用可以大幅度提升超磁分離技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性，提升其競(jìng)爭(zhēng)力。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的廢水處理過(guò)程中、磁分離技術(shù)投加藥劑用量控制不精確、投加藥劑成本高的不足，提供一種電絮凝超磁分離廢水處理工藝。本發(fā)明優(yōu)化超磁分離廢水處理工藝中對(duì)于絮凝藥劑的用量，通過(guò)電絮凝控制絮凝反應(yīng)的實(shí)施，確保絮凝效果的同時(shí)，克服絮凝藥劑投加劑量難以精確掌握控制的不足。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：
一種電絮凝超磁分離廢水處理工藝，包括以下步驟：
(1)將待處理的廢水輸送到賦磁反應(yīng)器中，加入磁種，攪拌混合均勻。
(2)步驟1處理的廢水輸送到電絮凝裝置中，用脈沖電流進(jìn)行電絮凝反應(yīng)，電絮凝反應(yīng)時(shí)間10-120min。電絮凝反應(yīng)過(guò)程中使用的電極是能夠分解產(chǎn)生鋁離子和/或鐵離子的電極。
(3)將經(jīng)過(guò)步驟2處理后的廢水輸送到磁分離裝置中，進(jìn)行磁分離處理，磁分離過(guò)程中污泥絮團(tuán)和廢水分離開(kāi)來(lái)，除去污物的廢水由出水口排出。所述污泥絮團(tuán)含有污泥絮凝物和磁種。
(4)將步驟3磁分離裝置分離的污物絮團(tuán)輸送到磁回收裝置中，回收磁種，分離污泥，污泥轉(zhuǎn)移至儲(chǔ)泥池中。
本發(fā)明電絮凝超磁分離廢水處理工藝在超磁分離前段混凝階段不再投加混凝劑(如聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵等)，而采用通過(guò)高頻脈沖電流對(duì)污水進(jìn)行電絮凝，形成的絮團(tuán)。電絮凝反應(yīng)過(guò)程中鋁、鐵等金屬為陽(yáng)極，在電流的作用下被溶蝕，產(chǎn)生鋁離子、鐵離子，在經(jīng)一系列水解、聚合及亞鐵的氧化過(guò)程，發(fā)展成為各種羥基絡(luò)合物、多核羥基絡(luò)合物以至氫氧化物，使廢水中的膠態(tài)雜質(zhì)、懸浮雜質(zhì)凝聚，凝聚物和磁種相互結(jié)合沉淀。高頻脈沖電流分解電極產(chǎn)生鋁離子、鐵離子，反應(yīng)生成以磁種為“核心”發(fā)生絮凝反應(yīng)，生成絮團(tuán)。絮團(tuán)的生成量根據(jù)高頻脈沖電流參數(shù)進(jìn)行控制，絮團(tuán)生成量可控可調(diào)，精確反應(yīng)，減少資源浪費(fèi)，節(jié)約成本。絮團(tuán)因包括有磁種具有磁性，可以被超磁分離機(jī)迅速?gòu)乃蟹蛛x出來(lái)，污水經(jīng)過(guò)上述流程得到凈化。根據(jù)污泥絮團(tuán)具有磁性的特點(diǎn)，亦可稱為磁性絮團(tuán)。
同時(shí)，由于脈沖電流分解電極產(chǎn)生的絮凝離子同樣具有脈沖間隔的特性，并伴隨電離產(chǎn)生相互之前的排斥驅(qū)動(dòng)，使得磁種相互之間能夠較為分散。電解產(chǎn)生的絮凝離子也相對(duì)間隔絮凝反應(yīng)，最終凈化的絮凝物表現(xiàn)為大量分散的絮凝物，可以更加充分凈化廢水中的膠態(tài)、懸浮態(tài)雜質(zhì)。同時(shí)，帶電污染物顆�；蛐鯃F(tuán)在電場(chǎng)中會(huì)發(fā)生泳動(dòng)，其部分電荷被電極中和而促使其脫穩(wěn)聚沉。經(jīng)過(guò)本發(fā)明電絮凝超磁分離廢水處理工藝凈化的廢水膠態(tài)和懸浮物雜質(zhì)含量極低，廢水凈化后的品質(zhì)極其優(yōu)秀。
此外，廢水進(jìn)行電解絮凝處理時(shí)，不僅對(duì)膠態(tài)雜質(zhì)及懸浮雜質(zhì)有凝聚沉淀作用，還包括由陽(yáng)極氧化作用和陰極還原作用的凈化處理，能去除水中多種污染物。
進(jìn)一步，步驟1中，待處理的廢水經(jīng)過(guò)收集，先過(guò)濾除去雜物，然后進(jìn)入賦磁反應(yīng)器。通過(guò)過(guò)濾可以快速除去廢水中可以直接簡(jiǎn)單機(jī)械分離的大塊雜物，避免大塊對(duì)于電絮凝反應(yīng)的不良影響，減少電絮凝的成本消耗。
進(jìn)一步，步驟1中，所述磁種為磁粉，磁粉粒徑范圍0.1-100μm。微小磁粉能夠更好的和絮凝污物結(jié)合，增強(qiáng)后續(xù)磁分離/超磁分離的效果。
優(yōu)選地，磁種用量為10-200mg/L，根據(jù)待處理廢水流量設(shè)定好磁種的投加速度，確保磁種的用量和后工序電絮凝產(chǎn)生的絮團(tuán)總量相適配，方便污垢磁分離，同時(shí)確保磁種回收效率高。更優(yōu)選地，磁種用量50-150mg/L。
優(yōu)選地，加入磁種以后，對(duì)廢水進(jìn)行攪拌。經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢璐欧N預(yù)先均勻分散開(kāi)來(lái)，可以和電絮凝產(chǎn)生的絮團(tuán)更好的結(jié)合，特別是作為絮團(tuán)的核心使得絮團(tuán)更好的團(tuán)聚在一起。
進(jìn)一步，步驟2中，磁分離裝置中，磁分離裝置包括磁盤(pán)，磁盤(pán)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，在磁盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，含有磁性絮團(tuán)(污泥絮團(tuán))的污水流經(jīng)磁盤(pán)表面，其中磁性絮團(tuán)(污泥絮團(tuán))被磁盤(pán)吸附并收集至磁回收裝置，而水質(zhì)得到凈化。
優(yōu)選地，步驟2中，磁分離裝置是超磁分離裝置。超磁分離技術(shù)可認(rèn)為是一種強(qiáng)化的混絮凝沉淀技術(shù)。磁種作為絮體/絮團(tuán)形成的“核心”，然后在混凝劑的作用下，水中懸浮物、膠體等通過(guò)雙電層壓縮、化學(xué)架橋等作用以“核心”為基礎(chǔ)形成混凝絮體，然后通過(guò)絮凝劑或者叫助凝劑的作用使得絮團(tuán)變得更大、更密實(shí)，用于脈沖電流泳動(dòng)作用，絮凝體同樣可以更加密實(shí)，并且絮團(tuán)因?yàn)榘欧N而具有磁性，可以被磁體吸引而從水中打撈出來(lái)。
進(jìn)一步，步驟3中，磁種回收裝置將絮團(tuán)(污泥絮團(tuán))中的磁種回收，然后將磁種返回到磁種配置投加裝置中，配置到一定濃度后重新投加至待處理的廢水中。配備了磁種回收工藝，使得絮團(tuán)中磁種重新被分離出來(lái)再次使用，確保磁種得到充分利用，避免投加磁種藥劑的浪費(fèi)。
進(jìn)一步，電極的間距為1-10cm，電極之間的距離不宜太遠(yuǎn)，以確保電解產(chǎn)生的絮凝離子能夠快速的和廢水中待沉淀的污物相互作用，充分反應(yīng)實(shí)現(xiàn)凈化作用。優(yōu)選電極間距為2-9cm。例如可以是3cm、4 cm、5 cm、6 cm、7 cm等。
進(jìn)一步，步驟2中，電極采用鋁板或鐵板。板狀電極具有更大的表面積，在脈沖電流作用下分解產(chǎn)生的絮凝離子更加分散，可以更好完成對(duì)于雜質(zhì)成分的絮凝處理反應(yīng)。
進(jìn)一步，步驟2中，脈沖電流的電流密度為1-10A/cm3，較高的電流密度以確保電解產(chǎn)生的離子能夠充分的發(fā)生絮凝反應(yīng)，吸附沉淀雜質(zhì)。
優(yōu)選地，脈沖電流的占空比為0.1-0.9，適當(dāng)?shù)恼伎毡缺ＷC電解產(chǎn)生的離子充分作用，相互間隔分離，使得磁種作為絮團(tuán)核心的效果更加明顯，提升后續(xù)磁分離的效果以及磁種回收率。同時(shí)，脈沖電流有利于降低電解能耗，節(jié)約廢水處理成本。
進(jìn)一步，如果廢水的電導(dǎo)率較低，則加入一定量的鹽。通過(guò)加入鹽提高廢水的電導(dǎo)率，使得廢水在電絮凝反應(yīng)過(guò)程中具有更高的效率。例如可以是硫酸鈉、氯化鈉、硫酸鉀等鹽。
優(yōu)選地，加入鹽的用量為廢水電導(dǎo)率≥500μs/cm3。
進(jìn)一步，步驟2，電絮凝裝置電絮凝反應(yīng)完成后，加入PAM促進(jìn)絮團(tuán)的沉淀。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：
1、本發(fā)明電絮凝超磁分離工藝無(wú)需投加混凝劑，電化學(xué)生成混凝劑反應(yīng)效率高于外加藥劑數(shù)倍，有效成分利用更充分;同時(shí)可以減少助凝劑的投加量，工藝更加環(huán)保。
2、本發(fā)明電絮凝超磁分離工藝后續(xù)沉淀采用磁分離或超磁分離來(lái)實(shí)現(xiàn)，整個(gè)系統(tǒng)占地面積大幅減小，且分離效果好。
3、本發(fā)明電絮凝超磁分離工藝電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中同步實(shí)現(xiàn)廢水中高分子有機(jī)物的氧化分解，提高可生化性，同時(shí)對(duì)污水脫色等效果顯著。
4、本發(fā)明電絮凝超磁分離工藝電化學(xué)過(guò)程中可以將水中高價(jià)金屬離子還原并沉淀分離，特別適合處理含重金屬?gòu)U水。
