本发明属于生活用水和工业废水净化处理装置。 中国清华大学许保玖教授等所著《给水处理理论与设计》一书把我国当今在水处理上所应用的技术与方法汇总成表,其中,表3-1为水的净化全过程;表3-2为单元处理方法,从表3-2得知共有41个处理单元。从专业范畴讲大致可划分为机械的,物理的,物理化学的和生物法等五大类。前两种方法局限性很大,只能去除水中的机械杂质或某些离子。生物法需要充气溶气装置,即利用需氧细菌来氧化污水中的有机物,故应用面也是有条件的。同时此法占地面积大,投资亦大,更主要的是细菌需要在一定的温度条件下繁殖或工作,如气温过低也就停止了。
应用化学方法或物理化学的方法进行水处理效果较好些,但客观条件要求也同生物法一样,如温度、时间等因素均影响其处理效果。同时需要投药、溶解搅拌等一整套加药装置,当药物混合不均匀时,同样影响水处理效果,而且处理水费用大,成本高,尽管这样也是不可能解决水中的全部问题。
电化学或电解技术应用在水处理上,目前在我国尚处于探索、发展阶段,截止目前已获得专利权或实用新型专利权或已授理的共有9顶,其中绝大部分为圆形封闭式结构。如ZL92227625。“有机废水电凝聚┄电气浮净化装置”,CN1039570A“污染净化电解槽。从电解反应机理看,其结构的弊端是在电解过程中产生的大量气体如絮凝物均得不到及时排放,故必然影响净化水的效率与效果。
另外“二元凝聚电解法处理工业污水工艺及设备”,其结构虽属箱型敝开式,但在水处理过程中尚须投加混凝剂、药物如何投入?如何达到混合均匀?渣水分离不彻底等缺陷较多。
综上所述,各种方法具有一定特点,但为了达到要求的水质指标,一般均由几个处理单元组合成一个系统工程来进行水处理,这样净化水工艺复杂,设备投资大,占在面积大,成本高。
鉴于上述技术的缺点或不足,本发明的目的是要提供一种结构简单,能耗低,效果好,效率高的电化净水装置。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的;电化净水装置是由予处理部分、电化反应部分、消毒过滤部分电动自控部分所组成,予处理部份地结构由转子流量计(9)、水管线,三通、电磁阀(19)、水管线、真空喷射器(8)、水管线、三通、磁化器(10)、电磁阀(21)、水管线的顺序连通电化反应部分的输入待处理的水的进水管口(23)所构成的对要处理的水进行予处理在这条工艺路线上,在真空喷射器(8)上面接通装药的投药罐(7),备以水进行改性处理。在该系统中,如上述的二个三通管之间的水管线中设有电磁阀(20),这就又构成了由转子流量计(9)、三通管、水管线,电磁阀(20)水管线、三通管、水管线磁化器(10)、水管线、电磁阀、水管线、电化反应的进水管口(23)的线路,这种工艺路线是被处理的水在不需要予处理的情况下,将电磁阀(19)关闭,水才走这条路线进入电化反应部分,反之水如果需要进行予处理时,应关闭电磁阀(20)开启电磁阀(19),经水管线,通过真空喷射器(8),这时由投药罐经真空吸入药剂或气,再经磁化器(10),电磁阀(21)、水管线(22),通过电化反应的入水管口(23)进入电化反应部分中去;
电化反应部分是由一具有上开口的槽箱(1)其下底设有输入予处理水的进水管口(23),其上端设有使水能分散开的布水锥体,使进水管成为布水器,在其上方设有固定在槽箱体内壁与隔板上竖直的,多片并列的电极板组,槽箱内隔板上方具有流水口,槽箱体上方固定装有带刮板可旋转的排污机,其侧傍设有动力电机,在槽箱的上方外侧设有集渣排污槽(11),构成电化反应部分的前室,其邻近的两隔板(44)、(43)之前设有与前室电极板相垂直方位的多片并列电极板组(35)构成电化反应后室,在箱体内后室上方外侧设有旋流分离器(2)。待处理的水经布水管口(23)进入前室,经电极板(34)进行絮凝反应上浮的絮凝物,由旋转刮板机(41),将渣排入集渣排污槽(11)排放出去。
由前室流入后室的水由电极板继续电解,使未尽污物气浮,呈现游离悬浮物状态流入分离器,在旋流分离器中,根据渣与水比重的不同作离心分离,而后由下端排污口(24)和出水口(25)分别排出。
根据处理要求,如达到排放要求时可经出水口(25)排出,如水需净化处理后回收利用时,则将阀(25A)关闭,开启阀(25B)水通过滤器(3)进行过滤处理,过滤后的水不需要消毒灭菌时则关闭电磁阀(27),开启电磁阀(28)反之则关闭电磁阀(28),开启阀(27)经紫外线消毒器(4)进行消毒处理后的水由管(26)出去供使用。
电动自控装置由显示屏幕(17)、仪表盘、操作台(18)、工作电缆(13)控制电缆所组成,工作电缆输入前室电报极板组(36)的接线柱和后室电极板组(37)接线柱连接、控制电缆(6)与本装置系统的全部电磁阀接通。
本发明的工作原理
应用电化学技术进行水处理是基于水溶液通电后,在极板上产生组成电解质组分,同时伴随氧化与还原过程。参入反应的粒子在得到或失去电子而形成离子状态或化合物。利用这一特性,结合电极反应生成的混凝物进行絮凝反应,从水中分离出去,以达到净化水的目的。
本发明装置电化反应过程可分为三个阶段:
前室用作凝聚反应,其反应机理如下:水电解:H2O=H++OH-;2H++2e-H2;4OH--4e→2H2O+〔O〕♂对于金属极板,在阳极上,金属极板溶解成金属离子(M)M+3OH→M(OH)3;在阴极上也可能与水相互作用:ZM+6H2O→+3H2↑.上述M(OH)3或2M(OH)3与水中之杂质进行絮凝反应,其比重〈1者上浮;〉1者下沉,从而达到与水分离的目的。
后室用作气浮反应:
H2,〔O〕的作用,将水中的悬浮物气浮于水面流入旋流分离器利用其比重的不同作离心分离,以达到净化水的目的。
本发明与现有技术相比该装置结构合理紧凑,占地面积小,投资小、费用低,操作简便,能耗低,该技术应用范围广该装置设有予处理设备装置,它能调整待处理的水质的理化性能与参数,为电化反应创造了必要的条件,以利于净化处理,布水管和前,后室电极布局结构合理,前室与后室电极板组互为垂直摆放,二次电化反应水可全部均匀地流经极板,故作到无死角,因采用刮板、旋流分离和滤料过滤三道去污工序,使除污彻底,由于本装置为敞开式的结构故更换电极板方便,与封闭式结构相比水中有害杂质絮凝上浮效率高,根据水质处理要求可选取不同村质做成的电极板和进行予处理并同时进行,旋转刮板除污,旋流分离除污、滤料过滤三级排污,故净化水效率高,效果好。
图1是本发明外形结构示意图
图2是图1本发明电化反应部分的AA剖视图
排污槽,12--封闭罩,13--工作电缆,14--过滤器滤水帽,15--石英砂,16---无烟煤,17--显示屏幕,18--操作台,19、20、21、25A 25B 27、28--电磁阀,22、29、30--进水管线,23--进水管口,24--污水排放口,25--净化后水出口,26--灭菌消毒后水出口,31高度调节短管,32--食用密封胶圈,33--旋转刮板排污机轴承套,34--前室电极板组,35--后室电极极组,36--电极板接线柱,37--后室电极板接线柱,38--无级调速电机,40--导流板,41--旋转刮板排污机,42--积水排放口,43--后室隔板,44--前室,45--支腿,46--吊环。
予处理部分的转子流量计(9)采用LZB--25的定型产品,投药罐(7)采用1cr18Ni9Ti找质∮400、H500自制,罐中装有烧碱,投药罐通过水管线连通真空喷射器(8),真空喷射器采用A村质制做磁化器选择磁场强度0.4T(特斯拉)的定型产品。
本装置的全部水管线采用Dg20镀锌管,全部的阀门为DF-20え电磁阀,电化反应装置是一个方形上口的槽箱(1)槽箱的下面设有支架(45)槽下的下底具有积水排放口(42),箱体的外侧面具有加强筋,槽箱外壳采用1cr18Ni9Ti原制做,箱的前室极板为铝制品,后室极板采用1cr18Ni9Ti制做,槽箱的下底面具有待处理的水由水管线相通的进水管口(23)在管口箱内部份上面支起的锥形体、使输进来的水被散发开,因此叫着布水器,槽箱内中间隔板(44),隔板的上部具有长方形开口使被电化反应的水由前室流进后室,在隔板与箱体内侧具有角铁,使直立的多片的铝合金制电极板固定在角铁上,槽箱的上面,设有带刮板的旋转刮板排污面机(41),具有纵向支承轴,在其二侧的箱体上设有旋转刮板排污机轴承座(33)、由傍边的无级调速电机(38)带动。在两隔板之间设有的白钢板制成电极板组为竖立多片结构,其方向与前室电极板组垂直方向,后室隔板(43)为悬空二端固定在箱内二侧壁上,在其电极板组上方箱体上设有吊挂电极板组的吊环(46)用来固定电极板组,在槽箱上外侧伸出带锥体方型管连接旋流分离器(2)用白钢制做,从后室电化反应的水通方形管进旋流分离器,分离器内设导流板(40)将水导入分离,根据渣与水的比重不同进行离心分离,渣由排污管(24)排出,排污管上端设有液面调解短管(31)在锥体下方设有出水口(25),水经水管线、电磁阀(25B)进入过滤器(3),过滤(3)采用A板制做的罐体内部装有下面石类砂(15),上面无烟煤(16)用于过滤,过滤后经管线通过电磁阀(27)入紫外线消毒器(4)、消毒后由出水口(26)放出使用。
如果不需消毒时,过滤后的净化水,经出水管线,关电磁阀(27)开电磁阀(28)放出。
如果不需要过滤、消毒时、从旋流分离器出水口出来的水,关闭电磁阀25B开启电磁阀25A放出。
电动自动控制部分,是用于整个装置运行过程中程序的自动控制,其屏幕显示用于大型电化反应净水装置,如750T/n以上的装置、显示特殊要求的参数PH值、温度、流量及元素的含量,一般不需要屏幕显示,只用仪表盘控制运行,仪表显示电压、电流计时器控制程序。
上述电化净水装置用来净化处理任何水质均可,现就处理一种降铁降锰的地下水为例,经过该装置处理后经市卫生防疫站检测:如下表明细。
项目处理前处理后PH6~6.36.5~6.9色度15<15浑浊度32<3铁3.4Mg/L0.3Mg/L锺0.3Mg/L<0.1Mg/L细菌总数>3240个/Me<100个/Me大肠菌群<2300个/L<3个/L
再用本装置处理大连九洲饭店生活污水的情况
处理前的污水检测其SS=348mg/L
BOD=430mg/L COD=308mg/L
被净化处理后检测结果:SS=16mg/L
BOD=27~36mg/L COD=52~65mg/L
再用本装置处理大连甘井子区池塘水外观清彻透明,无任何悬浮物,只做细菌检测附合饮用水标准。
另一侧,大连瓦房店轴承厂含油工业污水净化处理,在处理前的含油量为7.8~18.2mg/L,经处理后为0.47~0.7mg/L。
国家规定排放标准“GBJ--73”中规定为石油类为10mg/L,辽宁省地方标准“辽Q1647--83”规定的5mg/L,也远远超过,说本发明除油效率高,应用技术可靠。