[发明专利]多级斜板式电滤床及其在净化重金属废水中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种多级斜板式电滤床及其在净化重金属废水中的应用，属于水处理技术领域。

背景技术

铁碳床处理法是金属铁处理废水技术的一种应用形式，对有毒有害、高浓度COD废水具有很好的效果。但是，铁碳法也有其缺点，主要是(1)铁屑在酸性介质中长期浸泡后易于板结成块，造成堵塞，形成沟流，使操作困难，处理效果降低；(2)铁在酸性条件下溶出的铁量较大，加碱中和后产生的泥渣量多。

重金属废水主要是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排出的含重金属的废水。目前重金属废水处理的方法大致可分为三大类，                                                化学沉淀法，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体沉淀法、化学还原法、电化学法和高分子法；物理处理法，包括吸附法、萃取法、离子交换法、膜分离法、蒸发和凝固法等；生物处理法，包括生物絮凝法、生物化学法和植物修复法。

传统的方法处理重金属废成本高、反应慢、易造成二次污染、对于低浓度的重金属难处理等缺点。

发明内容

本发明目的在于提供一种多级斜板式电滤床，该装置包括溢流堰1、电滤床主体2、进水口3、反冲洗管道4、出水口5、布水装置6、重金属浓液收集槽7，溢流堰1设置在电滤床主体2顶端，重金属浓液收集槽7设置在电滤床主体2底部，布水装置6设置在电滤床主体2和重金属浓液收集槽7之间，进水口3通过管道和布水装置6连接，出水口5设置在电滤床主体2上，反冲洗管道4的入口设置在出水口5部位（即以出水口作为反冲洗管道的入水口，冲洗时，从出水口注入反冲洗液，另一端设置在电滤床主体（2）的上方用于冲洗电滤床主体（2），整体位于系统上部，进水口、出水口和反冲洗管道由阀门控制。

本发明中电滤床主体2为圆柱体或长方体形状。

本发明中布水装置6为环状管网布水器。

本发明中电滤床主体2中设置有斜板式填料床体8，斜板式填料床体8在电滤床主体的分布方式为交错式或顺序式分布，其中顺序式分布的斜板式填料床体以倾斜角度为0～45°的平行方式分布在电滤床主体中，交错式分布的斜板式填料床体以倾斜角度为1～30°的“Z”字型分布在电滤床中，每层斜板式填料床体均与电极相连。

本发明中斜板式填料床体8与电极连接采用阴极/阴极、阴极/阳极、阳极/阳极三种形式中一种。

本发明中斜板式填料床体是按如下方法制备的：

（1）铁屑的预处理：将铁屑用市售工业碱清洗后用水冲洗干净，烘干，过筛得到粒度为10～20目的铁屑备用，使用前用稀酸清洗表面的氧化物，然后用水冲洗干净，其中工业碱为质量百分比浓度为4%～8%的氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种，稀酸为质量百分比浓度为2%～6%的稀盐酸或稀硫酸；

（2）将粒度为4～18mm的焦炭用水清洗，防止杂质的干扰，烘干后备用；

（3）将铁屑和焦炭按质量比7～12:2～5的比例混合均匀，制成铁碳填料，然后将市售石

墨球与铁碳填料按体积比为0.1～1:1的比例混合，混合物填充在多孔薄板中密封，制得斜板

式填料床体；其中多孔薄板是带孔的塑料、金属或木质等材料的板材。

电滤床内部填料斜板式填料床体分布分为交错式和顺序式两种，组成多级斜板式电滤床，每个斜板式填料床体中的填料能够更换，不易出现阴阳极分离现象。

本发明另一目的是将多级斜板式电滤床应用在净化重金属废水中，具体按如下步骤进行：

（1）在多级斜板式电滤床中放置好斜板式填料床体后，对多级斜板式电滤床施加外电压，打开进水口阀门，使重金属废水通过布水装置流入电滤床主体，电滤床内pH为3～7，常温下废水在电滤床主体内停留处理10～30min，出水通过溢流堰从出水口流出并按需要进行后续深度处理；

（2）多级斜板式电滤床运行20～60天以后，关闭进水口阀门和出水口阀门，打开反冲洗管道阀门，采用质量百分比浓度为1%～8%的酸溶液对电滤床主体进行反冲洗处理，此时，电滤床内所加电压方式为阳极/阳极，处理时间为40～70min，出水为浓缩重金属酸液，进入重金属浓液收集槽进行后续重金属浓缩富集处理。

本发明中所述的电滤床外加电压为0.1～10V的交流电。

本发明中所述反冲洗酸溶液为硫酸、硝酸或盐酸，质量百分比为1%～8%。

本发明的有点和技术效果如下：