申请日2019.11.26
公开(公告)日2020.02.25
IPC分类号C02F1/463; C02F101/20
摘要
一种管柱式电絮凝重金属沉降去除方法和装置。本发明公开了一种从涉重金属废水中通过活性阳极电腐蚀去除重金属离子的方法及装置，本方案将含一类重金属污染的待处置溶液，经pH微调后以恒流缓慢注入的方式进行电絮凝重金属沉降;经强电场作用，使得废水内重金属离子向阴极移动的同时被溶液中被阳极氧化产生的氢氧化亚铁正电胶体捕获，并呈胶团状进入后续的曝气沉降池;最后，以物化污泥滤饼的形式从溶液中被去除。本发明提供的技术方案，充分利用了铁或者铝阳离子的还原性以及絮凝沉降能力，能够比化学沉降工艺消耗更低的药剂，且产出尽可能少的污泥，系统性降低涉重金属废水处置成本。
权利要求书
1.一种管柱式电絮凝重金属沉降去除方法，其特征在于，包括：
含一类重金属污染的待处置溶液，经pH微调后以恒流缓慢注入的方式进行电絮凝重金属沉降;
经强电场作用，使得废水内重金属离子向阴极移动的同时被溶液中被阳极氧化产生的氢氧化亚铁正电胶体捕获，并呈胶团状进入后续的曝气沉降池;
最后，以物化污泥滤饼的形式从溶液中被去除。
2.根据权利要求1所述的管柱式电絮凝重金属沉降去除方法，其特征在于，所述待处置溶液进行电絮凝重金属沉降时的上升线速度控制在1.5～3cm/s。
3.根据权利要求1所述的管柱式电絮凝重金属沉降去除方法，其特征在于，所述方法进行pH微调时，调节待处置溶液的pH至6.5～8。
4.根据权利要求1所述的管柱式电絮凝重金属沉降去除方法，其特征在于，所述强电场中的极电压≥3.5V，极电流不低于50A;在电流无法满足时通过向待处置溶液中适当投入芒硝增强待处置溶液导电能力。
5.管柱式电絮凝重金属沉降去除装置，其特征在于，包括进液管、出液管、框篮式阳极、阴极筒体、第一密封组件、第二密封组件;第一密封组件和第二密封组件分别密封安置在阴极筒体两端，在其内形成密封反应腔体;所述框篮式阳极安置在阴极筒体内，其阳极连接段从第二密封组件中伸出;所述进液管穿设在第二密封组件中，并与密封反应腔体连通;所述出液管穿设在第一密封组件中，并与密封反应腔体连通。
6.根据权利要求5所述的管柱式电絮凝重金属沉降去除装置，其特征在于，所述第一密封组件包括封闭式上盖和上连接座，所述封闭式上盖与上连接座的一端密封连接，所述上连接座的另一端与阴极筒体的上端密封连接。
7.根据权利要求6所述的管柱式电絮凝重金属沉降去除装置，其特征在于，所述封闭式上盖与上连接座之间设置有快开式反扣装置。
8.根据权利要求5所述的管柱式电絮凝重金属沉降去除装置，其特征在于，所述阴极筒体为双头法兰型的钛管结构，所述钛管部分厚度不低于3mm。
9.根据权利要求5所述的管柱式电絮凝重金属沉降去除装置，其特征在于，所述框篮式阳极为焊接式钛网贵金属涂层阳极，包括钛网状圆柱段以及阳极连接段。
10.根据权利要求5所述的管柱式电絮凝重金属沉降去除装置，其特征在于，所述第二密封组件包括阴极屏蔽环、下连接座以及通孔式下盖，所述下连接座的一端通过阴极屏蔽环与阴极筒体的下端密封连接，所述通孔式下盖与下连接座的另一端密封连接，所述通孔式下盖可容框篮式阳极的阳极连接段穿过。
11.根据权利要求5所述的管柱式电絮凝重金属沉降去除装置，其特征在于，多个管柱式电絮凝重金属沉降去除装置之间可进行串联和/或并联设置。
说明书
一种管柱式电絮凝重金属沉降去除方法和装置
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种废水中去除重金属离子的方法和装置。
背景技术
随着环保形势的日益严峻，根据国家水污染物排放标准要求，为防止一类污染因子排放企业以稀释的方法满足国家排放标准，要求产污企业在车间排口和单位总排口同时实现一类污染因子达标排放。国家规定的一类污染因子以涉重金属为主，(如：铬、六价铬、镉、铅、汞、砷、镍等)这些污染因子在水溶液中基本都会在pH≈7的情况下转为氢氧化物沉淀;或者其在水溶液中的氧化还原电位都排在H之后，通过电化学反应可以促进其转化为阴极析出物并沉降。
现阶段产废企业的污水排放车间一般都预先配置了中和、沉淀、压滤固液分离系统，通过简单的物化反应将需排放的废水中一类污染因子总量降低至1000ppm以内，但是相比排水标准要求的Ni≤0.1ppm，TCr≤0.5ppm，TCr6+≤0.1ppm仍相距甚远。主要原因在于通过以压滤为主的固液分离方式不能回避滤布跑浑，且微量一类污染因子受制于水溶液中化学平衡反应的限制不能直接实现达标去除。
在有废水处理站的产废企业，通常通过pH调节+亚铁还原絮凝+重补剂的多种组合手段并以静置沉降的方式获得上清液，使其满足总排达标排放的要求。根据更新的一类污染因子车间排口达标要求，需要企业在车间内部增加残留一类污染因子去除工艺系统。将废水站的污水处置系统照搬至排污车间就显得在占地和工程难度方面不合适，并且以添加亚铁絮凝剂为主的处置方式会产出大量物化污泥。
因此，需要有一种占地面积省，处置普适性强，处置结果有保障的一类污染因子去除方法和配套装置。
发明内容
针对现有含一类重金属污染排放废水的处理方案所存在的问题，需要一种高效且易于实现的含一类重金属污染物的废水处理方案。
为此，本发明的目的在于提供一种管柱式电絮凝重金属沉降去除方法，以及一种管柱式电絮凝重金属沉降去除装置，由此实现对涉重金属废水的高效处理。
为了达到上述目的，本发明提供一种管柱式电絮凝重金属沉降去除方法，包括：
含一类重金属污染的待处置溶液，经pH微调后以恒流缓慢注入的方式进行电絮凝重金属沉降;
经强电场作用，使得废水内重金属离子向阴极移动的同时被溶液中被阳极氧化产生的氢氧化亚铁正电胶体捕获，并呈胶团状进入后续的曝气沉降池;
最后，以物化污泥滤饼的形式从溶液中被去除。
进一步的，所述待处置溶液进行电絮凝重金属沉降时的上升线速度控制在1.5～3cm/s。
进一步的，所述方法进行pH微调时，调节待处置溶液的pH至6.5～8。
进一步的，所述强电场中的极电压≥3.5V，极电流不低于50A;在电流无法满足时通过向待处置溶液中适当投入芒硝增强待处置溶液导电能力。
为了达到上述目的，本发明提供的管柱式电絮凝重金属沉降去除装置，包括进液管、出液管、框篮式阳极、阴极筒体、第一密封组件、第二密封组件;第一密封组件和第二密封组件分别密封安置在阴极筒体两端，在其内形成密封反应腔体;所述框篮式阳极安置在阴极筒体内，其阳极连接段从第二密封组件中伸出;所述进液管穿设在第二密封组件中，并与密封反应腔体连通;所述出液管穿设在第一密封组件中，并与密封反应腔体连通。
进一步的，所述第一密封组件包括封闭式上盖和上连接座，所述封闭式上盖与上连接座的一端密封连接，所述上连接座的另一端与阴极筒体的上端密封连接。
进一步的，所述封闭式上盖与上连接座之间设置有快开式反扣装置。
进一步的，所述阴极筒体为双头法兰型的钛管结构，所述钛管部分厚度不低于3mm。
进一步的，所述框篮式阳极为焊接式钛网贵金属涂层阳极，包括钛网状圆柱段以及阳极连接段。
进一步的，所述第二密封组件包括阴极屏蔽环、下连接座以及通孔式下盖，所述下连接座的一端通过阴极屏蔽环与阴极筒体的下端密封连接，所述通孔式下盖与下连接座的另一端密封连接，所述通孔式下盖可容框篮式阳极的阳极连接段穿过。
进一步的，多个管柱式电絮凝重金属沉降去除装置之间可进行串联和/或并联设置。
本发明提供的方案，将经过初步去除重金属的废水通过pH预调整、电絮凝、曝气、沉降，在沉降设备清水出口即可获得各重金属排放指标满足规定的生产废水。
本发明提供的管柱式电絮凝重金属沉降去除装置，整体组成结构紧凑，性能稳定可靠性，实用性强，可有效克服现有方案占地面积大，普适性差等问题。
本发明提供的方案与投药化学絮凝沉降相比，所需控制的生产操作指标少，工艺成本低，处置效果稳定，并且以废铁块为消耗试剂的方式产出自由羟基和亚铁胶体活性强，比表面积大吸附能力好，因此后端产出处置污泥泥饼量也能大幅下降。（发明人卢正杰;蒋清;程龙）