申請日2015.09.15

　　公開(公告)日2015.12.16

　　IPC分類號C02F101/20; C02F9/06

　　摘要

　　本發(fā)明涉及重金屬廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電化學(xué)-微絮凝-氣浮工藝處理重金屬廢水的系統(tǒng)。其包括沿廢水流向依次連接的搭載有輕質(zhì)塑料粒子的第一過濾器、pH調(diào)節(jié)槽、電化學(xué)-微絮凝-氣浮裝置以及氧化曝氣池。本發(fā)明所提供的電化學(xué)-微絮凝-氣浮工藝處理重金屬廢水的系統(tǒng)，可以用來對重金屬污水等各類重金屬廢水進(jìn)行處理，實現(xiàn)重金屬的絮凝沉淀，達(dá)到達(dá)標(biāo)排放，各類重金屬(如砷，鋅，鋁，鉻，鎘等)都能由于國家污水綜合排放一級標(biāo)準(zhǔn)，甚至可以達(dá)到一類地表水標(biāo)準(zhǔn)。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種電化學(xué)-微絮凝-氣浮工藝處理重金屬廢水的系統(tǒng)，其特征在于， 包括：

　　搭載有輕質(zhì)塑料粒子的第一過濾器，用于除去廢水中的懸浮物;

　　連接所述第一過濾器的pH調(diào)節(jié)槽，用于將除去懸浮物的廢水的pH值 調(diào)整到弱堿性;

　　連接所述pH調(diào)節(jié)槽的電化學(xué)-微絮凝-氣浮裝置，通過高頻脈沖電流在 弱堿性的廢水中發(fā)生電解絮凝、電解氣浮以及電解氧化還原反應(yīng)，將弱堿性 廢水中重金屬離子轉(zhuǎn)化為多核羥基絡(luò)合物或氫氧化物;

　　連接所述電化學(xué)-微絮凝-氣浮裝置的氧化曝氣池，用于將除重金屬離子 的廢水中的Fe2+氧化為Fe3+，進(jìn)行絮凝沉降;

　　并且：

　　當(dāng)所述氧化曝氣池出水經(jīng)沉降后清水重金屬含量達(dá)標(biāo)時，所述曝氣池再 依次連接搭載有輕質(zhì)塑料粒子的第二過濾器、壓濾過濾裝置，所述壓濾過濾 裝置再連接所述第一過濾器，用于在除去重金屬離子的多核羥基絡(luò)合物、氫 氧化物或絮狀物后將廢水進(jìn)入系統(tǒng)再循環(huán)處理;

　　當(dāng)所述氧化曝氣池出水經(jīng)沉降后清水重金屬含量未達(dá)標(biāo)時，所述曝氣池 再連接氣浮裝置，通過微孔氣泡將剩余Fe2+氧化為Fe3+，借由Fe3+水解得到 的Fe(OH)3的強(qiáng)吸附性能除去重金屬離子的多核羥基絡(luò)合物或氫氧化物，濾 除絮狀物后，得到可回用清水。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)-微絮凝-氣浮工藝處理重金屬廢水的系 統(tǒng)，其特征在于：所述電化學(xué)-微絮凝-氣浮裝置以及氧化曝氣池至少包括一 個電化學(xué)處理單元。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)-微絮凝-氣浮工 藝處理重金屬廢水的系統(tǒng)，其特征在于：所述電化學(xué)處理單元包括極板槽和 整流器，所述整流器正負(fù)極可切換，所述整流器連接所述極板槽內(nèi)的導(dǎo)電極 板。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)-微絮凝-氣浮工 藝處理重金屬廢水的系統(tǒng)，其特征在于：當(dāng)電化學(xué)處理單元的數(shù)量為多個時， 各電化學(xué)處理單元之間為并聯(lián)或串聯(lián)。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的電化學(xué)-微絮凝-氣浮工藝處理重金屬 廢水的系統(tǒng)，其特征在于：所述pH調(diào)節(jié)槽內(nèi)pH值為8～9。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的電化學(xué)-微絮凝-氣浮工藝處理重金屬 廢水的系統(tǒng)，其特征在于：所述電化學(xué)-微絮凝-氣浮裝置出水的化學(xué)需氧量 小于等于50mg/L。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的電化學(xué)-微絮凝-氣浮工藝處理重金屬 廢水的系統(tǒng)，其特征在于：所述氧化曝氣池以空氣作為氣源。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的電化學(xué)-微絮凝-氣浮工藝處理重金屬 廢水的系統(tǒng)，其特征在于：所述第二過濾器和/或所述氣浮裝置連接清水回用 管路。

　　說明書

　　一種電化學(xué)-微絮凝-氣浮工藝處理重金屬廢水的系統(tǒng)

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及重金屬廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電化學(xué)-微絮凝-氣 浮工藝處理重金屬廢水的系統(tǒng)。

　　背景技術(shù)

　　含重金屬廢水是指礦冶、機(jī)械制造、化工、電子、儀表等工業(yè)生產(chǎn)過程 中排出的含重金屬離子的廢水。重金屬(如含銅、鎘、鎳、汞、鋅等)廢水 是對環(huán)境污染最嚴(yán)重和對人類危害最大的工業(yè)廢水。

　　由于含重金屬廢水中金屬以離子狀態(tài)溶解于廢水中，不能通過自然環(huán)境 分解破壞，因此如果隨意將含重金屬廢水排放到自然環(huán)境中將對自然環(huán)境和 人類的健康造成巨大的威脅。由于此類廢水中的重金屬離子是溶解于廢水中， 無法通過簡單的沉淀、過濾等方式去除，因此傳統(tǒng)的廢水處理工藝無法用于 處理含重金屬廢水。要對含重金屬廢水進(jìn)行有效地處理，必須去除其中的重 金屬離子。

　　目前，主要的處理方法如化學(xué)沉淀法、生物法、離子交換等方法都存在 一定的局限性。并且，隨著排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)，目前已開發(fā)應(yīng)用的重金屬污 染廢水處理方法中，電化學(xué)方法作為一種處理重金屬廢水的有效方法受到關(guān) 注，其具有效果好、運(yùn)作費(fèi)用低、建設(shè)周期短、易于管理和操作、應(yīng)用范圍 廣等優(yōu)點，日益受到人們的關(guān)注。它的原理是：在外電壓的作用下通過電化 學(xué)反應(yīng)，利用可溶性陽極(通常為鐵陽極或鋁陽極)產(chǎn)生的陽離子在溶液中 水解、聚合生成一系列多核羥基絡(luò)合物和氫氧化物，作為絮凝劑而起絮凝作 用，產(chǎn)生的絡(luò)合離子與氫氧化物有很高的吸附活性，其吸附能力高于一般藥 劑法水解得到的氫氧化物。它能有效地吸附水中的有機(jī)污染物及其它膠體物 質(zhì)。同時，由于水的離解和其它物質(zhì)被電解氧化，在陽極和陰極上將產(chǎn)生氧 氣和氫氣的微小氣泡，這些氣泡具有良好的黏附性能，可以將電解過程中產(chǎn) 生的凝聚膠團(tuán)及懸浮物帶到水面。在電解過程中，還會發(fā)生電解氧化還原反 應(yīng)，分為直接氧化還原和間接氧化還原。直接氧化還原是指污染物在電極上 直接被氧化或還原而從廢水中去除;間接氧化還原是指電解時產(chǎn)生的氧化還 原物質(zhì)作為反應(yīng)劑或催化劑，使污染物轉(zhuǎn)化為毒性更小的物質(zhì)，如水離解時 產(chǎn)生的新生態(tài)氫和活性氧，其它一些強(qiáng)氧化劑或自由基。通過氧化作用，溶 液中的某些大分子有機(jī)物被分解為小分子有機(jī)物，還有可能直接被氧化成和 而不產(chǎn)生污泥，而這些小分子有機(jī)物能在隨后的絮凝、氣浮作用下得到有效 分離;通過陰極上產(chǎn)生的新生態(tài)氫的還原作用，還可以回收重金屬，并且還 原鹵代烴及帶苯環(huán)的物質(zhì)等。因此，電絮凝在處理廢水的過程中，多種過程 同時發(fā)生作用，污染物在這些作用下容易被去除。

　　由于在電解反應(yīng)的產(chǎn)物只是離子，不需要投加任何氧化劑或還原劑，對 環(huán)境不產(chǎn)生或很少產(chǎn)生污染，被稱為是一種環(huán)境友好水處理技術(shù)。它具有很 多的優(yōu)點，如：

　　1.設(shè)備簡單，占地面積少，操作和維護(hù)簡單靈活，建設(shè)周期短;

　　2.電絮凝過程中不需要添加任何化學(xué)藥劑，產(chǎn)生的污泥量少，且污泥的 含水率低，易于處理，減少了化學(xué)藥劑和污泥處置成本;

　　3.操作簡單，只需要改變電場的外加電壓就能控制運(yùn)行條件的改變，很 容易實現(xiàn)自動化控制;

　　但目前這類電化學(xué)技術(shù)還處于發(fā)展階段，并未很好的融合到其他的工藝 中來形成完整的且具有針對性的重金屬廢水的處理方法。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種電化學(xué)-微絮凝-氣浮工藝處 理重金屬廢水的系統(tǒng)。

　　一種電化學(xué)-微絮凝-氣浮工藝處理重金屬廢水的系統(tǒng)，包括：

　　搭載有輕質(zhì)塑料粒子的第一過濾器，用于除去廢水中的懸浮物;

　　連接所述第一過濾器的pH調(diào)節(jié)槽，用于將除去懸浮物的廢水的pH值 調(diào)整到弱堿性;

　　連接所述pH調(diào)節(jié)槽的電化學(xué)-微絮凝-氣浮裝置，通過高頻脈沖電流在 弱堿性的廢水中發(fā)生電解絮凝、電解氣浮以及電解氧化還原反應(yīng)，將弱堿性 廢水中重金屬離子轉(zhuǎn)化為多核羥基絡(luò)合物或氫氧化物;

　　連接所述電化學(xué)-微絮凝-氣浮裝置的氧化曝氣池，用于將除重金屬離子 的廢水中的Fe2+氧化為Fe3+，進(jìn)行絮凝沉降。

　　當(dāng)所述氧化曝氣池出水經(jīng)沉降后清水重金屬含量達(dá)標(biāo)時，所述曝氣池再 依次連接搭載有輕質(zhì)塑料粒子的第二過濾器、壓濾過濾裝置，所述壓濾過濾 裝置再連接所述第一過濾器，用于在除去重金屬離子的多核羥基絡(luò)合物、氫 氧化物或絮狀物后將廢水進(jìn)入系統(tǒng)再循環(huán)處理，第二過濾器清液可回用于生 產(chǎn)。

　　當(dāng)所述曝氣池出水經(jīng)沉降后清水重金屬含量未達(dá)標(biāo)時，所述曝氣池再連 接氣浮裝置，通過微孔氣泡將剩余Fe2+氧化為Fe3+，借由Fe3+水解得到的 Fe(OH)3的強(qiáng)吸附性能除去重金屬離子的多核羥基絡(luò)合物或氫氧化物，濾除 絮狀物后，得到可回用清水。

　　其中，所述輕質(zhì)塑料粒子可為FBL-1型輕質(zhì)塑料粒子。

　　具體的，所述電化學(xué)-微絮凝-氣浮裝置以及氧化曝氣池至少包括一個電 化學(xué)處理單元。

　　具體的，所述電化學(xué)處理單元包括極板槽和整流器，所述整流器可正負(fù) 極換向，所述整流器連接所述極板槽內(nèi)的導(dǎo)電極板。

　　優(yōu)選的，當(dāng)電化學(xué)處理單元的數(shù)量為多個時，各電化學(xué)處理單元之間為 并聯(lián)或串聯(lián)。

　　優(yōu)選的，所述pH調(diào)節(jié)槽內(nèi)pH值為8～9。

　　優(yōu)選的，所述電化學(xué)-微絮凝-氣浮裝置出水的化學(xué)需氧量小于等于 50mg/L。

　　優(yōu)選的，所述氧化曝氣池以空氣作為氣源。

　　優(yōu)選的，所述第二過濾器及所述氣浮裝置分別或同時連接清水回用管路。

　　本發(fā)明所提供的電化學(xué)-微絮凝-氣浮工藝處理重金屬廢水的系統(tǒng)，可以 用來對重金屬污水等各類重金屬廢水進(jìn)行處理，實現(xiàn)重金屬的絮凝沉淀，達(dá) 到達(dá)標(biāo)排放，各類重金屬(如砷，鋅，鋁，鉻，鎘等)都能由于國家污水綜 合排放一級標(biāo)準(zhǔn)，甚至可以達(dá)到一類地表水標(biāo)準(zhǔn)。