[发明专利]一种电絮凝-气浮一体化废水处理设备

说明书

技术领域：

本发明属于废水处理技术领域，主要涉及一种废水处理设备，特别是涉及一种电絮凝-气浮一体化废水处理设备。

背景技术：  

电絮凝是利用可溶性金属阳极在电解过程中产生的金属氢氧化物絮凝去除水中污染物质的水处理工艺。现实中，阳极材料通常采用铝、铁等易得而价廉的金属，以铁为例，其基本反应过程如下：

阳极反应：Fe＋2e→Fe²⁺

阴极反应：2H₂O＋2e→H₂↑＋2OH^-

水解反应：Fe²⁺＋2OH^-→Fe(OH)₂↓

电解生成的氢氧化亚铁沉淀具有良好的絮凝、吸附性能，能有效地从废水中去除污染物质。同时电解时阴极析出的氢气能形成大量微小的气泡，具有良好的气浮分离效果，因此电絮凝通常也称作电絮凝-气浮工艺。另外，电解过程中阳极表面会发生电氧化反应，而电解产生的亚铁离子和阴极析出的新生态氢具有较强还原性，因此电絮凝工艺还具有氧化还原功能。 

电絮凝工艺能有效去除水中胶体和悬浮类污染物质，并对乳化油、大分子有机物、微生物、重金属离子、氟离子、浊度和部分有色类物质具有良好的去除效果，因此能广泛地应用于各类废水治理和给水处理工程。和传统化学混凝相比，电絮凝工艺具有分离效果好、泥渣含水率低、占地面积小、易于实现自动控制等优点，具有广阔的应用前景。

早在上世纪初，国外就有报道采用专利电絮凝技术处理含油废水。经过百余年的发展，电絮凝工艺业已被广泛地用于各种废水处理和给水净化工程。在研究和应用过程中，电絮凝工艺获得了很大改进，并取得了大量发明专利。这些专利技术对电絮凝工艺处理效果和能量效率的提高、应用范围的拓展做出了改进，推动了电絮凝工艺的发展。到目前为止，电絮凝工艺已经初步完成了设备化，国际上已有部分公司专业生产电絮凝设备，这些设备具有良好的适应性和较高的处理效果和能量效率。

国内早在上世纪六七十年代就开始研究电絮凝工艺。近二十年以来，国内科研单位和工业企业对电絮凝工艺进行了大量研究。这些研究涵盖了电镀、含油、印染等大部分难处理的行业废水，但这些研究还仅限于实验室规模，应用于工程实际的还很少。电絮凝工艺在国内没有得到广泛应用，其主要原因是电絮凝反应器设计方案不成熟，导致电解过程能耗高、处理费用过高，同时电解反应器加工制造难以标准化，电极易发生钝化，电极连接及更换困难，运行管理及维护麻烦等。

综上所述，为了推动电絮凝工艺在废水处理行业中的应用，必须对传统电絮凝处理反应器做进一步改进，以降低处理能耗和简化运行维护操作。

发明内容： 

1、发明目的：

本发明针对电絮凝工艺存在的缺陷，提供了一种电絮凝-气浮一体化废水处理设备。

2、技术方案：

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种电絮凝-气浮一体化废水处理设备，其特征在于：

（1）通过结构设计使电解反应与絮凝气浮分离过程在同一个反应器中完成，形成电絮凝-气浮一体化设备，该设备由布水区、电解区、气浮分离区、沉淀分离区和出水区构成。

（2）布水区位于电解区下部，其目的是保证废水均匀地进入电解区，防止发生短流现象。本设备采用大阻力配水系统，该系统由一系列下部穿孔的配水管组成。经该系统配水，能保证废水均匀地分布在整个布水区的断面上，然后向上流入电解区。

（3）电解区由一系列平行放置的金属电极构成。当电极通过直流电时，阳极会溶解产生大量金属离子并进一步水解生成金属氢氧化物絮体；而阴极则会析出大量微小气泡，从而实现电解絮凝、气浮功能。电极间距和相对位置通过电极固定架确定，电极固定架上设有电极卡槽，金属极板插入上下两条电极固定架的电极卡槽位置就能固定。

电极固定架是由PVC、PPR或聚四氟乙烯等工程塑料加工而成的条状支架，上面铣有一系列间距一定的凹槽，即电极卡槽。电极固定架可以焊接或通过螺栓连接在反应器壁上，两面壁上下各两条，电极卡槽上下对齐。电极卡槽宽度可比电极厚度稍大，金属板电极可顺利实现插拔。

电极连接方式可根据现实情况和客户要求任意选择单极式连接或复极式连接，但本发明使用复极式连接，这种连接方式不但可以有效降低设备投资和运行能耗，而且还能实现电极的自由插拔，减少了运行维护的劳动强度。电极间距可简单的通过调整电极固定架上电极卡槽的距离进行调整。