專利名稱：一種電絮凝-硅藻土技術(shù)預(yù)處理高COD_Cr污水的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電絮凝-硅藻土技術(shù)處理高C0DCT污水 的方法及裝置。
背景技術(shù)：
印染、造紙、電鍍、油脂合成等工業(yè)所產(chǎn)生的廢水以及以餐櫥廢水、垃圾滲濾液 為主的生活污水等，污水中的C0D&非常高，一般在10000mg/L 20000mg/L，最高可達(dá)到 25000mg/L，并且污水中成份復(fù)雜、污染嚴(yán)重(有時(shí)色度可達(dá)15000倍)，必須進(jìn)行單獨(dú)處理， 才能排入污水管網(wǎng)進(jìn)行后期處理。由于高CODcr、高色度的污水常含有大量難降解、難生化 的有機(jī)物，現(xiàn)有的生化工藝和混凝沉淀、過濾工藝難以去除。 以垃圾滲濾液為例，由于垃圾滲液中不僅含有大量不可降解的有機(jī)物，并且在晚 期滲透液中C/N〈 l，不能滿足生物脫氮的要求，因此現(xiàn)在所采用的前期物理方法預(yù)處理 (CODtt去除僅為20% )、后期生物化學(xué)工藝，處理效果不理想。尤其當(dāng)NH4+-N、 TN、 TP較高 時(shí)；或含有大量重金屬離子及原始的色度過高(15000倍)、CODtt過高(24000mg/L)時(shí)，出 水水質(zhì)常達(dá)不到污水排放標(biāo)準(zhǔn)。而對于一些高色度、高COD^的印染、造紙污水，采用現(xiàn)有的 前期物理處理工藝，脫色效果差，對COD^的去除率較低(COD^去除為15% 20%、色度去 除率僅為5% 10% )，常常造成后期生物化學(xué)處理負(fù)荷過大，導(dǎo)致污水處理效果不好。而 電鍍工業(yè)污水中因含有大量的金屬離子，現(xiàn)有物理前期處理、后期生物化學(xué)處理工藝對金 屬離子無法去除(金屬離子去除率5% 10% )。 目前處理難生物降解的污水常采用萃取、化學(xué)氧化等方法；含有金屬離子污水常 采用吸附法；處理高COD^的油脂污水采用電氣浮法等。這些方法都需要消耗較多的化學(xué)藥 品，費(fèi)用較高，操作復(fù)雜，存在二次污染問題。并且由于處理工藝具有較強(qiáng)針對性、所用材料 功能單一，方法不具有廣普性。為此研究開發(fā)具有良好吸附脫色、并能去除金屬離子的功能 材料，配合有機(jī)物活化工藝，以便有效去除污水中難生化處理的有機(jī)物，從而提高污水前期 處理中COD^、色度、SS、金屬離子等去除率，意義重大。該方法可作為高CODer污水前期處理 的通用方法。 以硅藻土為代表的天然微孔結(jié)構(gòu)礦物材料，本身就具有很好的吸附凈化功能，尤 其是對金屬離子。當(dāng)對微孔礦物材料進(jìn)行改性處理，附加脫色、絮凝功能時(shí)，可制備成很好 的高COD^、高色度污水的處理劑。采用電絮凝活化工藝改善污水中有機(jī)物的生物活性，并 利用微孔材料中和、吸附、絮凝、生物承載、過濾等功能，可較好地解決目前高COD^污水前 期處理中CODcr、色度、SS、金屬離子等去除率較低的問題，并為后續(xù)的生化處理提供良好的 條件。 為此本發(fā)明提供了一種高CODcr、高色度、含有重金屬離子及難生物降解特點(diǎn)的污
水前期處理方法，電絮凝-硅藻土污水前期處理技術(shù)。該方法能有效提高污水可生化性，改
善污水水質(zhì)，減輕后續(xù)處理負(fù)荷以及提高預(yù)處理的COD^色度等去除率。 電絮凝是將待處理污水作為電解質(zhì)溶液，正電荷側(cè)進(jìn)行陽極反應(yīng)，負(fù)電荷側(cè)進(jìn)行陰極反應(yīng)。 陽極反應(yīng)Fe-2e — Fe2+ Fe2++20H— — Fe (OH) 2 4Fe (OH) 2+02+2H20 — 4Fe (OH) 3 I 金屬離子進(jìn)入水中成為絮凝中心，通過中和微粒的電荷、電化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)沉
淀、吸附等多種復(fù)合作用去除污染物。 陰極反應(yīng)2H++2e — H2個(gè) 逸出的氫氣形成極小的氣泡，將廢水中的凝聚物浮上電絮凝槽的電解液表面。
電絮凝可將污水中的有機(jī)物(尤其是不可降解的有機(jī)物)進(jìn)行活化，使之具有很 強(qiáng)的生物活性，但電絮凝后的凝聚產(chǎn)物存在可逆性，當(dāng)在微孔凈化劑作用下，可導(dǎo)致絮凝產(chǎn) 物不可逆，并有效去除水中的污染物與金屬離子。 改性硅藻土是一種復(fù)合功能性污水處理劑，其殼體具有大量的、有序排列的微孔， 因此具有孔隙度大、比表面積大、吸附性強(qiáng)等特點(diǎn)，作為污水處理劑，其作用主要如下1) 電中和作用，硅藻土表面具有負(fù)電性，在污水中能與帶正電荷的重金屬離子和其他污染物 中和，打破原來的平衡電場，減弱帶電污染物間的排斥力，促使水中帶正電的污染物聚集沉 降，并附著在硅藻土的微孔表面，實(shí)現(xiàn)與水體沉降分離。與聚合氯化鋁等絮凝劑復(fù)配使用 使得帶負(fù)電的膠體顆粒也能脫穩(wěn)并沉降分離。2)絮凝作用，硅藻土在污水水體中能夠迅速 地捕獲污染物，并以硅藻土為核心，形成牢固的絮凝團(tuán)，絮凝團(tuán)自沉降與水體分離。3)吸附 作用，表面多孔性及吸附性，使脫穩(wěn)膠體被吸附到硅藻土上，并快速形成鏈?zhǔn)交驁F(tuán)式密實(shí)礬 花，從而沉降分離。4)脫色作用，通過復(fù)合制備的污硅藻土污水處理劑，可有效絮凝、吸附污 水水體中的高色度有機(jī)物，并隨以硅藻土為核心的絮凝產(chǎn)物而得到分離去除。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有高C0D&污水處理技術(shù)的問題，本發(fā)明提供一種電絮凝_硅藻土處理高 CODcr污水的方法及裝置。 —種電絮凝-硅藻土技術(shù)預(yù)處理高C0Dtt污水的裝置，其特征在于，該裝置包括 穩(wěn)壓直流電源、電絮凝反應(yīng)器、電極板、硅藻土反應(yīng)器、硅藻土混合槽、沉淀池、排泥管、排水 管、閥門、計(jì)量泵、恒流泵； 其中電絮凝反應(yīng)器3設(shè)有進(jìn)水管2，電極板4通過導(dǎo)線連接到穩(wěn)壓直流電源1 ;電 極板4平行分布于電絮凝反應(yīng)器3中，電絮凝反應(yīng)器3出水管道通過計(jì)量泵I 16和閥門 I 17連接到硅藻土反應(yīng)器5 ;pH調(diào)節(jié)槽21通過恒流泵II 19連接到硅藻土反應(yīng)器5，硅藻 土混合槽8通過恒流泵I 14連接硅藻土反應(yīng)器5中；硅藻土反應(yīng)器5通過閥門II 15、計(jì)量 泵II 13連接到沉淀池10，沉淀池10設(shè)有排泥管11和排水管12。 應(yīng)用所述的一種電絮凝-硅藻土技術(shù)預(yù)處理高CODer污水的裝置的方法，其特征在 于 先通過硫酸調(diào)節(jié)高C0Dtt污水pH在3 5的范圍，再通過進(jìn)水管進(jìn)入電絮凝反 應(yīng)器，開啟穩(wěn)壓直流電源，通過調(diào)節(jié)電壓控制電流密度在5-30A/tf，通電反應(yīng)3-10min ;通 電反應(yīng)結(jié)束后開啟計(jì)量泵，打開閥門，電絮凝出水提升進(jìn)入硅藻土反應(yīng)器，通過恒流泵添 加氫氧化鈉調(diào)節(jié)電絮凝出水PH值到7 9之間；改性硅藻土在硅藻土混合器中與水以質(zhì)量比l : 20充分混勻，然后開啟恒流泵，調(diào)節(jié)改性硅藻土投加量為污水質(zhì)量體積比0.5g/ L-2g/L，電絮凝出水在硅藻土反應(yīng)器中反應(yīng)10-30min后，通過計(jì)量泵提升到沉淀池，沉淀 30min-2h后上清液通過排水管排出，污泥通過排泥管排出。
本發(fā)明的方法為 先通過硫酸調(diào)節(jié)高CODtt污水pH在3 5的范圍，再通過進(jìn)水管進(jìn)入電絮凝反應(yīng) 器，開啟穩(wěn)壓直流電源，通過調(diào)節(jié)電壓控制電力密度在5-30A/tf，通電反應(yīng)3-10min ;通電反 應(yīng)結(jié)束后開啟計(jì)量泵，打開閥門，電絮凝出水提升進(jìn)入硅藻土反應(yīng)器，通過恒流泵添加氫氧 化鈉調(diào)節(jié)電絮凝出水pH值到7 9之間；改性硅藻土在硅藻土混合器中與水以l : 20(質(zhì) 量比)充分混勻，然后開啟恒流泵，調(diào)節(jié)改性硅藻土投加量為0. 5g/L-2g/L(與污水質(zhì)量百 分比)，開啟硅藻土反應(yīng)器中的攪拌器，調(diào)節(jié)攪拌速度在120 300r/min之間，電絮凝出水 在硅藻土反應(yīng)器中反應(yīng)10-30min后，通過計(jì)量泵提升到沉淀池，沉淀30min_2h后上清液通 過排水管排出，污泥通過排泥管排出。改性硅藻土是由原土經(jīng)過水洗后并與其他絮凝劑復(fù) 配的污水處理劑，水洗提純工藝如下添加0. 5%六偏磷酸鈉作為分散劑，加水調(diào)節(jié)礦漿濃 度至40%，擦洗10min，礦漿濃度加水稀釋到20%并過100目篩，以除去雜草，樹枝，大顆粒 石英，長石等，篩下產(chǎn)物靜置5min，除去底層細(xì)沙，調(diào)節(jié)礦漿pH值到8，然后靜置沉降12h，倒 掉上層懸浮物質(zhì)，將底層硅藻土在80°C左右烘干。硅藻原土有效成分在77 % -82 % ，擦洗提 純后有效成分提升到88% -92%。
本發(fā)明的特點(diǎn) 本發(fā)明將電絮凝法與硅藻土處理兩種工藝有機(jī)的結(jié)合起來用于高CODtt污水的預(yù) 處理，有效地降低了污水COD^SS和色度，大大的降低了后續(xù)處理的難度。通過本方法處理 高CODCr(CODCr為10000mg/L 20000mg/L)污水，CODCr去除率為40 65% ;SS去除率為 80 95% ;色度去除率為80 90%。 電絮凝及氣浮作用電絮凝產(chǎn)生的氫氧化物具有強(qiáng)大的絮凝作用，產(chǎn)生的微小氣 泡可以吸附電絮凝過程產(chǎn)生的絮團(tuán)以及水中的懸浮顆粒，使其附著在氣泡上并上浮至水 面，從而達(dá)到去除的目的。 改性硅藻土經(jīng)過水洗后，堵塞表面微孔的雜質(zhì)被去除，使孔隙率和比表面積增大， 具有極強(qiáng)的吸附性能、電中和性能，且極易絮凝，并快速沉降，可完全徹底的分離污染物和 水。


附圖為本發(fā)明提供了整體工藝結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1、穩(wěn)壓直流電源 2、進(jìn)水管 3、電絮凝反應(yīng)器 4、電極板 5、硅藻土反 應(yīng)器 6、攪拌槳I 7、污水管 8、硅藻土混合槽 9、攪拌槳n 10、沉淀池 11、排泥管 12、排水管 13、計(jì)量泵n 14、恒流泵I 15、閥門11 16、計(jì)量泵I 17、閥門I 18、導(dǎo) 線19、恒流泵n 20、攪拌槳m 21、pH調(diào)節(jié)槽。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的電絮凝_硅藻土技術(shù)處理高CODtt污水方法及裝置包括穩(wěn)壓直流電源、進(jìn) 水管、電絮凝反應(yīng)器、電極板、硅藻土反應(yīng)器、攪拌器、污水管、硅藻土混合槽、沉淀池、排泥管、排水管、閥門、計(jì)量泵、恒流泵、導(dǎo)線，攪拌槳。 其中電絮凝反應(yīng)器3設(shè)有進(jìn)水管2，電極板4通過導(dǎo)線18連接到穩(wěn)壓直流電源1 ; 電極板4平行分布于電絮凝反應(yīng)器3中，電絮凝出水管道連接閥門I 17和計(jì)量泵I 16， 計(jì)量泵I 16和閥門I 17通過管道連接到硅藻土反應(yīng)器5 ;攪拌器的攪拌槳I 6插入硅 藻土反應(yīng)器5中；攪拌槳III 20插入pH調(diào)節(jié)槽21中，pH調(diào)節(jié)槽21通過管道連接恒流泵II 19，恒流泵n 19通過管道連接到硅藻土反應(yīng)器5，硅藻土反應(yīng)器5中污水pH通過pH調(diào)節(jié) 槽21添加硫酸或氫氧化鈉調(diào)節(jié)，攪拌槳II 9插入硅藻土混合槽8中，改性硅藻土在硅藻土 混合槽8中與水混合，并由恒流泵I 14控制投加到硅藻土反應(yīng)器5中；硅藻土反應(yīng)器5連
接閥門n 15、計(jì)量泵i 13，閥門n 15、計(jì)量泵n 13通過管道連接到沉淀池io，沉淀池io
設(shè)有排泥管11和排水管12。 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)例1油脂廢水 進(jìn)水pH通過硫酸調(diào)節(jié)到5. 0，在電絮凝反應(yīng)器中布置8塊電極板，極板間距為 10mm，電流密度為10A/tf，停留時(shí)間為7分鐘；通過氫氧化鈉調(diào)節(jié)硅藻土反應(yīng)器中污水pH到 8. O，改性硅藻土投加量為1. 2g/L，所用改性硅藻土為經(jīng)提純后的硅藻土并與聚合氯化鋁以 7 : l的質(zhì)量比復(fù)配的處理劑，調(diào)節(jié)硅藻土反應(yīng)器中攪拌槳速度為250r/min，污水在硅藻土 反應(yīng)器中停留20min，沉淀池中停留1. 5h。當(dāng)油脂廢水進(jìn)水COD^、SS、色度分別為11600mg/ L、684、800倍，改性硅藻土投加量為1. 2g/L時(shí)，出水水質(zhì)CODtt、 SS、色度分別為6600mg/L、 40mg/L、180倍，去除率分別達(dá)到43. 1%、94. 2%、77. 5%，大大降低了后續(xù)生化處理的難 度。 實(shí)例2垃圾滲濾液 進(jìn)水pH通過硫酸調(diào)節(jié)到5. 0，在電絮凝反應(yīng)器中布置8塊電極板，極板間距為 10mm，電流密度為10A/tf，停留時(shí)間為7分鐘；通過氫氧化鈉調(diào)節(jié)硅藻土反應(yīng)器中污水pH到 8.0，改性硅藻土投加量為2g/L，所用改性硅藻土為經(jīng)提純后的硅藻土并與聚合氯化鋁以 7 : 1的質(zhì)量比復(fù)配的處理劑，調(diào)節(jié)硅藻土反應(yīng)器中攪拌槳速度為200r/min污水在硅藻土 反應(yīng)器中停留30min，沉淀池中停留2h。當(dāng)垃圾滲濾液進(jìn)水COD^、SS、色度分別為17400mg/ L、1385mg/L、2000倍，出水水質(zhì)COD&、 SS、色度分別為9500mg/L、 133mg/L、 160倍，去除率分 別達(dá)到45. 4%、90. 4%、92%。
實(shí)例3DSD酸 對COD^、色度分別為18000mg/L、40000倍的DSD酸，先用自來水稀釋5倍，然后用 硫酸調(diào)節(jié)其PH到3. O，在電絮凝反應(yīng)器中布置8塊電極板，極板間距為10mm，電流密度為 20A/m、停留時(shí)間為5分鐘；通過氫氧化鈉調(diào)節(jié)硅藻土反應(yīng)器中污水pH到9. 0，改性硅藻土 投加量為化/1，改性硅藻土為采用硅藻土與聚合氯化鋁、雙氰胺-甲醛縮聚物的復(fù)配劑，復(fù) 配比為IOO : 10 : l(質(zhì)量比)，調(diào)節(jié)硅藻土反應(yīng)器中攪拌槳速度為120r/min，污水在硅藻 土反應(yīng)器中停留30min，沉淀池中停留30min。出水水質(zhì)COD『色度分別為2150mg/L、300 倍，去除率分別達(dá)到40. 2% 、96% 。
實(shí)例4餐飲廢水 進(jìn)水pH通過硫酸調(diào)節(jié)到4. 5，在電絮凝反應(yīng)器中布置8塊電極板，極板間距為 10mm，電流密度為30A/tf，停留時(shí)間為3分鐘；通過氫氧化鈉調(diào)節(jié)硅藻土反應(yīng)器中污水pH到8.0，改性硅藻土投加量為2g/L，所用改性硅藻土為經(jīng)提純后的硅藻土并與聚合氯化鋁以 7 : l的質(zhì)量比復(fù)配的處理劑，調(diào)節(jié)硅藻土反應(yīng)器中攪拌槳速度為200r/min，污水在硅藻土 反應(yīng)器中停留30min，沉淀池中停留2h。當(dāng)餐飲廢水COD&、SS分別為10000mg/L、 1500mg/L 時(shí)，出水水質(zhì)COD&、 SS分別為5140mg/L、120mg/L，去除率分別達(dá)到49. 6% 、92%。
實(shí)例5油田回注廢水 進(jìn)水pH通過硫酸調(diào)節(jié)到5. O，在電絮凝反應(yīng)器中布置8塊電極板，極板間距為 10mm，電流密度為15A/tf，停留時(shí)間為5分鐘；通過氫氧化鈉調(diào)節(jié)硅藻土反應(yīng)器中污水pH到
7. O，改性硅藻土投加量為0. 8g/L，所用改性硅藻土為經(jīng)提純后的硅藻土并與聚合氯化鋁以 7 : l的質(zhì)量比復(fù)配的處理劑，調(diào)節(jié)硅藻土反應(yīng)器中攪拌槳速度為200r/min污水在硅藻土 反應(yīng)器中停留10min，沉淀池中停留lh。當(dāng)油田回注進(jìn)水COD&、 SS分別為13000mg/L，，出 水CODCr、 SS分別為6100mg/L，40mg/L，去除率分別達(dá)到53. 1%、88%。 實(shí)例6重烷基苯磺酸鹽廢水 進(jìn)水pH通過硫酸調(diào)節(jié)到5. 0，在電絮凝反應(yīng)器中布置8塊電極板，極板間距為 lOmm，電流密度為15A/tf，停留時(shí)間為5分鐘；通過氫氧化鈉調(diào)節(jié)硅藻土反應(yīng)器中污水pH到
8. O，改性硅藻土投加量為1. 5g/L，所用改性硅藻土為經(jīng)提純后的硅藻土并與聚合氯化鋁以 7 : l的質(zhì)量比復(fù)配的處理劑，調(diào)節(jié)硅藻土反應(yīng)器中攪拌槳速度為300r/min，廢水在硅藻土 反應(yīng)器中停留30min，沉淀池中停留lh。當(dāng)進(jìn)水COD。r為10400mg/L時(shí)，出水C0Dcr為3680mg/ L，去除率為64.6%。
權(quán)利要求
一種電絮凝-硅藻土技術(shù)預(yù)處理高CODCr污水的裝置，其特征在于，該裝置包括穩(wěn)壓直流電源、電絮凝反應(yīng)器、電極板、硅藻土反應(yīng)器、硅藻土混合槽、沉淀池、排泥管、排水管、閥門、計(jì)量泵、恒流泵；其中電絮凝反應(yīng)器(3)設(shè)有進(jìn)水管(2)，電極板(4)通過導(dǎo)線連接到穩(wěn)壓直流電源(1)；電極板(4)平行分布于電絮凝反應(yīng)器(3)中，電絮凝反應(yīng)器(3)出水管道通過計(jì)量泵I(16)和閥門I(17)連接到硅藻土反應(yīng)器(5)；pH調(diào)節(jié)槽(21)通過恒流泵II(19)連接到硅藻土反應(yīng)器(5)，硅藻土混合槽(8)中通過恒流泵I(14)連接硅藻土反應(yīng)器(5)中；硅藻土反應(yīng)器(5)通過閥門II(15)、計(jì)量泵II(13)連接到沉淀池(10)，沉淀池(10)設(shè)有排泥管(11)和排水管(12)。
2. 應(yīng)用權(quán)利要求l所述的一種電絮凝-硅藻土技術(shù)預(yù)處理高CODer污水的裝置的方法， 其特征在于先通過硫酸調(diào)節(jié)高C0Dtt污水pH在3 5的范圍，再通過進(jìn)水管進(jìn)入電絮凝反應(yīng)器，開 啟穩(wěn)壓直流電源，通過調(diào)節(jié)電壓控制電流密度在5-30A/tf，通電反應(yīng)3-10min ;通電反應(yīng)結(jié) 束后開啟計(jì)量泵，打開閥門，電絮凝出水提升進(jìn)入硅藻土反應(yīng)器，通過恒流泵添加氫氧化鈉 調(diào)節(jié)電絮凝出水pH值到7 9之間；改性硅藻土在硅藻土混合器中與水以質(zhì)量比1 : 20 充分混勻，然后開啟恒流泵，調(diào)節(jié)改性硅藻土投加量為污水質(zhì)量體積比0. 5g/L-2g/L，電絮 凝出水在硅藻土反應(yīng)器中反應(yīng)10-30min后，通過計(jì)量泵提升到沉淀池，沉淀30min_2h后上 清液通過排水管排出，污泥通過排泥管排出。
全文摘要
一種電絮凝-硅藻土技術(shù)預(yù)處理高CODCr污水的方法及裝置屬于污水處理領(lǐng)域。電絮凝-硅藻土技術(shù)預(yù)處理高CODCr污水的裝置由穩(wěn)壓直流電源、進(jìn)水管、電絮凝反應(yīng)器、電極板、硅藻土反應(yīng)器、攪拌槳、污水管、硅藻土混合槽、沉淀池、排泥管、排水管、閥門、計(jì)量泵、閥門、導(dǎo)線、pH調(diào)節(jié)槽組成。該方法采用鐵極板為電極，電極板產(chǎn)生的Fe(OH)2、Fe(OH)3能有效結(jié)合水中污染物，產(chǎn)生的H2、O2起到氣浮的作用；改性硅藻土能有效吸附、絮凝污水中的污染物質(zhì)，形成大量絮體，使污染物質(zhì)沉降分離。該發(fā)明具有有效提高污水可生化性，改善污水水質(zhì)，減輕后續(xù)處理負(fù)荷，并提高污染物的處理能力和效果，且容易實(shí)現(xiàn)自動化控制，該方法適用于高CODCr污水的前期處理。
文檔編號C02F1/28GK101774714SQ20091024159
公開日2010年7月14日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者丁杰, 劉勇, 卜倉友, 史樹麗, 杜玉成, 郭振廣 申請人:北京工業(yè)大學(xué)