一种电絮凝废水处理系统及其应用的制作方法

1.本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种电絮凝废水处理系统及其应用。


背景技术：

2.近年来，随着我国城市化进程的加快和人民生活水平的逐渐提高，城市生活垃圾的产量不断增加，由生活垃圾填埋而产生的垃圾渗滤液问题已经成为垃圾无害化处理的“瓶颈”，垃圾渗滤液中含有大量的有机物、盐分和重金属等，是一种难降解有机废水。其危害大，若处置不当，必将严重污染周边环境，危及周边动植物乃至广大人民群众的身体健康。
3.电絮凝法是将络合吸附与氧化还原、酸碱中和、气浮分离结合起来的废水处理工艺，能有效去除渗滤液中的各种有害污染物，例如化学需氧量(cod)、色素和悬浮固体等，在外加电场作用下，铁、铝等可溶性金属作为牺牲性阳极同电解产生的羟基反应生成羟基络合物以及氢氧化物等，对污水中的污染物进行吸附、卷集、网捕、电性中和等一系列反应；同时阴极上产生粘附性极强的初生态氢，粘附污水中小分子污染物颗粒上浮，从而共同实现了对废水中污染物的去除。然而，目前的电絮凝废水处理技术，都存在浮选效果差、处理效率低下的问题。
4.因此，亟需提供一种浮选效果好、处理效率高的电絮凝废水处理系统。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种电絮凝废水处理系统，能够有效处理含有机物、盐分和重金属的废水，且浮选效果好，处理效率高。
6.发明构思：在采用电絮凝工艺处理垃圾渗透液的过程中，电极释放出的大量气体，这些气体在电极表面积累，增加电极之间的电阻，同时电极上气泡的不均匀产生也导致浮选区域内气泡的浓度不平衡。以往研究人员只关注到浓差极化，以及电极钝化的而导致垃圾渗透液处理效率低下的问题。而本发明关注到气泡对电絮凝废水处理的影响，采用间隔设置的电极板和在电极板上设置振动器形成电絮凝废水处理系统，通过控制振动器的工作电压，使电极生产均匀的微气泡，气泡的直径维持在25
‑
40μm，使气浮泡沫分层更加均匀，浮选效果更佳；同时避免气泡在电极附着，有效提升渗透液处理效率。
7.本发明提供了一种电絮凝废水处理系统，包括：
8.第一电极板；
9.第二电极板，与所述第一电极板间隔设置；
10.第一振动器，设置于所述第一电极板上；
11.第二振动器，设置于所述第二电极板上；
12.所述第一振动器和所述第二振动器分别接直流电源。
13.优选的，所述第一电极板与所述第二电极板平行设置。当所述第一电极板与所述
第二电极板平行设置时，振动平行电极板对周围水流有搅拌效应，保证反应系统的水力流动，故无需额外搅拌设备，使气泡、絮体和废水充分接触反应，絮体和微气浮的协同作用加快絮凝处理过程。
14.所述电絮凝废水处理系统处理垃圾渗滤液，产生的气泡当量圆直径稳定维持在25
‑
40μm，属于微气泡的气泡粒径；产生的气浮泡沫分层更加均匀，泥水分离效果明显更好。
15.优选的，所述第一电极板与所述第二电极板的间距为20
‑
60mm；进一步优选的，所述第一电极板与所述第二电极板的间距为20
‑
50mm；更优选的，所述第一电极板与所述第二电极板的间距为30
‑
40mm。当所述第一电极板与所述第二电极板平行设置，间距保持为20
‑
60mm时，电化学处理下效果更加；更重要的是，此时所述振动器的运行更协调，利于微气泡的产生与迅速上升，实现泡沫分层，达到良好浮选效果。
16.优选的，所述第一电极板与所述第二电极板为铝合金。
17.进一步优选的，所述铝合金，包括以下组分：硅0.2
‑
0.3份、铁0.3
‑
0.4份、铜0.05
‑
0.2份、锰0.05
‑
0.2份、镁1.5
‑
3.5份、铬0.1
‑
0.5份、锌0.05
‑
0.2份和铝94
‑
98份。
18.更优选的，所述铝合金为5020铝合金，其成分为硅(0.25％)、铁(0.40％)、铜(0.1％)、锰(0.1％)、镁(2.2
‑
2.8％)、铬(0.15
‑
0.35％)、锌(0.1％)、其他(0.15％)，其余为铝。
19.本发明还提供了一种电絮凝废水处理系统的应用，将所述电絮凝废水处理系统应用于废水处理。
20.一种废水处理工艺，采用所述电絮凝废水处理系统进行处理。
21.具体的，一种废水处理工艺，包括以下步骤：
22.将废水引入所述电絮凝废水处理系统中，调节ph值至酸性；将所述第一电极板与所述第二电极板的分别接直流电源a，将所述所述第一振动器和所述第二振动器分别接直流电源b，运行。
23.优选的，所述直流电源a中电压为0
‑
60v，电流为0
‑
20a；进一步优选的，所述电压为5
‑
30v，所述电流为0
‑
15a；更优选的，所述电压为14
‑
19v，所述电流为0
‑
15a。
24.优选的，所述直流电源b的电压为0.5
‑
30v。
25.优选的，所述第一振动器和所述第二振动器的振动频率为800
‑
3000次/min，振动力为1
‑
10n；进一步优选的，所述第一振动器和所述第二振动器的振动频率为1000
‑
1400次/min，振动力为2
‑
6n；更优选的，所述第一振动器和所述第二振动器的振动频率为1200次/min，振动力为4n。
26.优选的，所述第一电极板和所述第二电极板的总板面积与处理水量的比值为0.005
‑
0.02m2/l；进一步优选的，所述第一电极板和所述第二电极板的总板面积与处理水量的比值为0.012
‑
0.015m2/l。
27.优选的，所述ph值为3
‑
6.5；进一步优选的，所述ph值为4
‑
6；更优选的，所述ph值为5
‑
5.5。
28.优选的，所述运行的时间为20
‑
120min；进一步优选的，所述运行的时间为20
‑
60min；更优选的，所述运行的时间为35
‑
45min。
29.相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
30.(1)本发明提供的电絮凝废水处理系统，由间隔设置的电极板和在电极板上设置
的振动器组成，通过控制振动器的工作电压，振动感应电极板可以减少电极周围气泡的积聚，提高溶液微气泡的均匀性，使气浮泡沫分层更加均匀，浮选效果更佳，更利于残渣分离；同时避免气泡在电极附着，有效提升渗透液处理效率。
31.(2)本发明提供的电絮凝废水处理系统能够有效去除渗滤液中色素和化学需氧量物质。
32.(3)本发明提供的电絮凝废水处理系统可以根据实际运行状态控制振动器的电流的大小，调整振动频率，完成实时控制，改善电絮凝过程的离子传递效率，提高絮凝速率，抑制电极钝化，减少电絮凝工艺的能量消耗。
附图说明
33.图1为实施例1提供的电絮凝废水处理系统；
34.附图标记：第一电极板1、第二电极板2、第一振动器3、第二振动器4。
具体实施方式
35.为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
36.以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
37.实施例1
38.一种电絮凝废水处理系统，如图1所示，包括：第一电极板1(20cm
×
8cm
×
1mm的5020铝合金板)；第二电极板2(20cm
×
8cm
×
1mm的5020铝合金板)，与第一电极板1平行设置，之间距离保持在30mm；第一振动器3，设置于第一电极板1上；第二振动器4，设置于第二电极板2上；第一振动器3和第二振动器4分别接直流电源，工作电压为0.5
‑
30v。该系统置于210mm(l)
×
156mm(w)
×
148mm(h)反应容器中。
39.一种电絮凝废水处理工艺，采用该电絮凝废水处理系统进行处理，步骤如下：
40.取样渗滤液平均水质参数如下：cod为1530mg/l、bod5＝98.28mg/l、ph＝7.44、ss为478mg/l、色度为31747倍、电导率为9.89ms/cm、nh3‑
n为226mg/l，可生化性为0.06。
41.在一个210mm(l)
×
156mm(w)
×
148mm(h)反应容器中注入渗滤液，采用98％的浓硫酸调节渗滤液ph值到5.5。将电极板浸没在渗滤液液面下的部分为80mm，当外加的直流电压为15v、外加电流为3a；振动器运行电压调至5v，振动频率为1200次/min、振动力约为0.4kg进行电絮凝反应。
42.反应原理如下：
43.铝合金阳极(酸性条件)：
44.al—3e
→
al
3
；
45.al
3
3h2o
→
al(oh)3 3h

；
46.阴极(酸性条件)：
47.2h

2e
→
h2。
48.系统运行15min后，絮凝现象非常明显，且泡沫有分层现象，液面泡沫上层为黑色污染物、下部呈现白色、测定为氢氧化铝残余物。在运行过程中，微气泡的当量圆直径平均
为34μm，且保持稳定，微气泡分形维数d稳定，维持在2.12
‑
2.54，更利于微气浮分离作用。
49.运行35min后取样，水质参数具体如下：cod为843mg/l、bod5＝219.18mg/l、ph＝7.14、ss为65mg/l、色度为10480倍、电导率为7.89ms/cm、nh3‑
n为196mg/l，可生化性为0.26。
50.在运行35min后，色素和cod物质的去除率分别达到67％和45％；bod5升高了1,23倍；色度降低了67％；电导率下降了20％；nh3‑
n含量下降了13％；可生化性提高了3.3倍。
51.经计算，该条件下电耗为8.58kw h/m3。
52.以上对本发明的实施方式进行了说明，不过，本公开并非限于上述实施方式，可以以属于本发明的技术范围内的各种方式进行实施。

技术特征：
1.一种电絮凝废水处理系统，其特征在于，包括：第一电极板；第二电极板，与所述第一电极板间隔设置；第一振动器，设置于所述第一电极板上；第二振动器，设置于所述第二电极板上；所述第一振动器和所述第二振动器分别接直流电源。2.根据权利要求1所述的电絮凝废水处理系统，其特征在于，所述第一电极板与所述第二电极板平行设置。3.根据权利要求1所述的电絮凝废水处理系统，其特征在于，所述第一电极板与所述第二电极板的间距为20
‑
60mm。4.根据权利要求1所述的电絮凝废水处理系统，其特征在于，所述第一电极板与所述第二电极板为铝合金。5.权利要求1
‑
4中任一项所述的电絮凝废水处理系统在废水处理中的应用。6.一种废水处理工艺，其特征在于，采用权利要求1
‑
4中任一项所述的电絮凝废水处理系统进行处理，包括以下步骤：将废水引入所述电絮凝废水处理系统中，调节ph值至酸性；将所述第一电极板与所述第二电极板的分别接直流电源a，将所述所述第一振动器和所述第二振动器分别接直流电源b，运行。7.根据权利要求6所述的废水处理工艺，其特征在于，所述直流电源a中电压为0
‑
60v，电流为0
‑
20a。8.根据权利要求6所述的废水处理工艺，其特征在于，所述第一振动器和所述第二振动器的振动频率为800
‑
3000次/min，振动力为1
‑
10n。9.根据权利要求6所述的废水处理工艺，其特征在于，所述第一电极板和所述第二电极板的总板面积与处理水量的比值为0.005
‑
0.02m2/l。10.根据权利要求6所述的废水处理工艺，其特征在于，所述ph值为3
‑
6.5；所述运行的时间为20
‑
120min。
技术总结
本发明属于水处理技术领域，公开了一种电絮凝废水处理系统及其应用。该电絮凝废水处理系统，包括：第一电极板；第二电极板，与第一电极板间隔设置；第一振动器，设置于第一电极板上；第二振动器，设置于第二电极板上；第一振动器和第二振动器分别接直流电源。将本发明提供的电絮凝废水处理系统应用于废水处理，能够提高溶液微气泡的均匀性，使气浮泡沫分层更加均匀，浮选效果更佳，更利于残渣分离；同时避免气泡在电极附着，有效提升渗透液处理效率。有效提升渗透液处理效率。有效提升渗透液处理效率。


技术研发人员：张日亮 刘晓永 陈铭聪 张勇群 陈琴
受保护的技术使用者：广州华浩能源环保集团股份有限公司
技术研发日：2021.03.01
技术公布日：2021/6/29