專利名稱：連續吸附－電解再生污水處理設備的制作方法
技術領域：
本發明屬于利用連續吸附—電解再生工藝過程開發的一種高效污水處理裝置。
在各類污水物化處理過程中，吸附工藝起著重要的作用，各類吸附材料具有不同的吸附性能，可以適應吸附各類不同的污染物，從而有效地脫除不同的污染物，凈化污水。但吸附過程是一個物理化學過程，污染物從水相轉移到固相(吸附材料)后，需要一個再生過程—即解吸，將吸附后的物質再脫附下來，進一步處理利用。所以吸附過程的效率不僅與吸附過程有關，也與再生過程有關，再生效率直接影響到再吸附的能力。就吸附與再生兩個過程而言，再生是耗能過程，吸附是自發過程，因此再生過程能耗的大小直接決定了該處理過程的可行性與經濟性。就最常見的活性炭吸咐為例，其再生過程可用化學試劑再生，水蒸汽再生，高溫分解熱再生等方法，其能耗及試劑消耗均較高。同時這些方法使活性炭的損失率也提高，更增加了吸附處理成本，致使我們在污水處理中不能經濟地有效地利用具有優良吸附性能的活性炭。
電化學過程是一個污水處理中的常見過程，它利用電極表面的化學反應過程可以氧化或還原各類污染物質，它可以在電場作用下直接裂解某些化合物，它也可以在電場作用下使某些化合物聚合成大分子化合物，它還可以使產生的氣態氧化劑，還原劑在液相進行氧化還原反應，它又可以利用產生的氣體作為氣浮載氣使污染物分離。因此，電解、電浮選等污水處理工藝應運而生，在污水處理中起到了重要的作用。
將吸附過程與電解過程相結合是本發明的基本思路。其目標是將常規的吸附設備通過改變吸附材料的組成和配比，增設電極及電源，使其具有通常意義上的吸附能力，然后，利用電源及引入的電極使吸附設備同時也是一種電解設備，在吸附過程的同時，電解過程也同時進行，使吸附表面不斷地更新，在宏觀上沒有再生“時間段”而實現連續的吸附過程。
本發明的目的是給出一種基于連續吸附—電解再生原理的可用于污水處理，給水凈化，中水回用等過程的設備，使其實現連續高效地脫除各類污染物，達到水質凈化的目的。
本發明的構成如下本發明依據吸附材料不同及電極引入方式不同，可以有各種結構形式，現將一種最基本的結構形式(同心圓電極)描繪如下該類型的吸附—電解再生污水處理設備的基本組成為設備支架(1)和(2)，進水口(3)，出水口(4)，反沖洗水入口(5)，反沖洗水出口(6)，下填料支撐板(7)，電極筒(8)，電極(9)，設備主體(10)，填料(11)，上法蘭(12)，下發蘭(13)，上支撐板(14)，上封頭(15)，下封頭(22)，電極密封機構(17)(18)(19)(20)組成。其它還包括電極引線固定螺栓(16)和加強板(22)。
此結構的陽極為中心柱形電極，當設備直徑較小時(直徑1米-2米)陰極為設備主體，當設備直徑較大時(直徑大于2米)，陽極與陰極均制成棒狀，交替地呈同心圓形式分布，分多層形式，以便于在低電壓(36伏)下工作，使電場強度在1～10伏/厘米(見附圖2)。電極材料可用惰性材料石墨、貴重金屬材料或普通碳鋼，視使用場合和電流密度大小而定，一般陰極材料可采用普通鋼材，陽極采用惰性電極，如石墨和惰性金屬。
其中填料(11)由吸附材料，導電材料，電絕緣材料混合而成，其中某些材料可具有雙重功能，常用材料包括沸石、石英砂、活性炭、石墨、泥炭、焦炭、硅膠，交換樹脂等，其裝填混合比例隨處理水質不同而異，也隨處理深度要求不同而變化。一般填料按導體材料/絕緣體材料＝1/1～1/10裝填，其粒徑在10目到100目之間。待處理污水從進水口(3)流入設備，穿過填料層(11)發生吸附—電解反應，凈化水從出水口(4)排出。當需要反沖洗設備時，將水從反沖洗進水口(5)引入，從反沖出水口(6)排出，反沖洗視處理對象而決定使用頻率，一般每1～3天反沖洗一次。
本發明所述的設備，主體(10)為圓柱形，其直徑大小可根據水量大小和水力停留時間來確定，其水力停留時間可在0.5～3.0小時內變化，主要取決于原水污染物濃度，高濃度時停留時間較長，低濃度時停留時間較短，同時也與所需要的處理水平有關，水平越高，停留時間越長。
本發明所述的設備，其電源配備可用穩壓直流電源，脈動直流電源或高頻脈沖直流電源，視處理對象和水質不同而異，電源電壓宜采用36伏以下的安全電壓。
本發明所能達到的效果是1.適用范圍廣，該工藝可用于脫除各類有機污染物，包括城市生活污水、飯店賓館生活及洗浴污水，油田采油污水，石油煉制污水、油品船運壓艙水，石油化工廠污水，基本合成有機污水，農副產品綜合利用加工(木糖醇生產等)廢水，染料生產廢水，印染污水，機械加工污水等等。給水處理中微量有機物的脫除也可采用。
2.適用處理污水濃度范圍廣，對于高濃度有機污水處理(化學需氧量COD大于1000mg/l時)，該工藝可作預處理工序，除了可脫除一部分COD外，還可以提高其可生化性，以利于后序處理過程。對于低濃度有機污水處理(COD小于500mg/l時)，特別是采用生化處理后殘留生物不可降解物的脫除，本工藝特別有效，可以使排水污染物濃度進一步降低，達到排放標準。該工藝的應用還可用于輕度污水的深度處理(COD小于200mg/l)、以達到回用水水質要求。
3.處理成本低，該工藝的處理成本主要取決于污染物的濃度和無機鹽的濃度，只要無機鹽濃度不高，電導率不大，漏電電流較低，以處理COD在1000mg/l以下的污水為例，電耗在0.2～0.8KWH/噸水。
4.處理過程簡單、可實現連續操作、自動控制，基本不需要人工維護與操作。
圖1為采用同心圓電極時的結構及外形圖。
圖2為采用多層交替同心圓分布電極時的A-A截面圖。
實施例1.油田采油污水的深度處理用該工藝進行。原始含油污水經除油罐去除浮油，再經砂濾工序處理后，油含量在100mg/l以下，采用同心圓電極式吸附—電解再生設備可深度除油，所用設備的陽極為石墨，陰極為碳鋼，電源為直流電源，填料為活性炭/浮石的混合物，混合比為活性炭/浮石＝1/3，粒度為10目，設備直徑1.5米。工作時污水由水泵連續向設備供水，經計量后的污水進入吸附—電解再生設備，水力停留時間1小時，將石油類分解、氧化，排水得到凈化，出水油含量在2～3mg/l，低于國家排放標準5mg/l以下，電耗為0.6KWH/噸水。該水可經脫鹽后回注于油田，二次利用，既減輕環境污染，又節約了淡水資源。
2.生活污水的深度處理達到中水回用的目的。綜合生活污水COD500mg/l經沉降，生化處理后，一般COD在100mg/l左右，采用吸附—電解再生設備(結構同上)處理時，污水由水泵連續向設備供水，經計量后的污水進入設備后，水力停留時間1小時，將殘余生物難降解物質吸附—電解從而脫除，出水COD小于50mg/l，達到國家中水回用水標準，電耗0.5KWH/噸水。
權利要求
1.一種連續吸附—電解再生污水處理設備，主要包括有封頭(15)、(22)，設備主體(10)，內裝填料(11)，進出水口(3)、(4)、(5)、(6)等組成，其特征在于電極(9)的形式為圓柱形，設備外殼可為陰極，或者陰陽極均制成棒狀電極，交替呈同心圓分布。
2.根據權利要求1所述的連續吸附—電解再生設備，其特征在于陰極材料可用普通碳鋼，陽極材料可用石墨或惰性金屬材料。
3.根據權利要求1所述的連續吸附—電解再生設備，其特征在于內裝填料(11)由石墨，活性炭，石英砂，沸石，泥炭，交換樹脂，硅膠，焦炭等吸附性材料組成，其配比按其中導體/絕緣體為1/1～1/10等不同比例裝填，填料粒度10-100目。
4.根據權利要求1所述的連續吸附—電解再生設備，其特征在于電源電壓采用36伏以下的安全電壓。
全文摘要
本發明將吸附材料與電極材料相結合,將吸附器與電解反應器相結合,組成了一個連續吸附—電解再生的污水處理裝置。可用于處理各類工業污水,生活污水及給水中微量有機物的脫除。具有設備體積小,占地面積小,處理效率高,電耗低,易于操作,便于維護等特點。在高濃度污水的預處理,提高可生化性;低濃度污水的深度處理,達到中水回用目標的場合,均可發揮其獨特的性能。
文檔編號C02F1/461GK1201759SQ9711280
公開日1998年12月16日 申請日期1997年6月5日 優先權日1997年6月5日
發明者周集體, 楊鳳林, 楊衛身, 項學敏, 張興文 申請人:大連理工大學