涉及電解-氧化法的廢水處理方法
2023-05-09 23:08:16 1
專利名稱：涉及電解-氧化法的廢水處理方法
技術領域：
本發明涉及一種使廢水得到淨化、並使處理後的水循環的廢水處理方法，該方法尤其用於有效地去除各種工業產生的廢水中的溶解的/不溶解的雜質，例如紡織/化學工藝生產中產生的廢水。
上述工業單元中產生的廢水，尤其是紡織/化工廢水含有下列雜質，需要通過適當的處理來有效地除去這些雜質總懸浮固體(T.S.S)、總溶解固體(T.D.S)、生化需氧量(B.O.D)、化學需氧量(C.O.D)、油和油脂、顏料、洗滌劑、氨氮、鈉百分含量、重金屬和有毒化合物，其中包括酚類，還需要使PH值達到可接受水平。
通常採用混凝-絮凝-沉澱過程去除這些雜質，在控制PH值後，後面接著合適的次級和第三級處理。除了PH值之外，這些處理的組合併不是總能將上述雜質去除到可接受的容許範圍，此外，它們會產生含有極大濃度的雜質的過量汙泥，並且費用過高。
此外，對於高流量的紡織廢水來說，這些方法或系統由於滯留周期長，需要大的空間。這些方法或系統，對水中的原子團特性是敏感的。
在傳統的混凝-絮凝-沉澱工藝中，使用硫酸鋁，氯化鐵和硫酸亞鐵。除去雜質的化學方式如下
鋁、三價鐵和二價鐵的氫氧化物的絮凝體，在沉澱時在一定的PH值範圍內是不溶的，它們可以去除廢水中的雜質，鋁離子、二價鐵離子和三價鐵離子還可以和帶顏料的雜質以及最終的反應產物的沉澱物發生化學反應。這種方法就重複費用來說，費用很高。
對這個問題人們企圖通過採用傳統的溶解的空氣浮選設備(DAF系統)加以解決。在已知DAF系統中，混凝的廢水與壓縮空氣一起通過一個壓力泵泵入一個空氣溶解管道中，通常壓力為55～85Psig，然後迅速釋放流出物中的壓力，使過量空氣變成細小的亞微觀氣泡。這種傳統的DAF設備需要很高的基本投資，因為它需要專門的設備，如高壓泵、管道、容器以及類似物。在相同的技術領域，還發現下面的專利，但是沒有教導任何本發明新的技術特徵法國 2488870A俄羅斯 1161477A俄羅斯 966025A日本 79164761(791220)德國 3830344A美國 4540052歐洲專利 82810484(821111)歐洲專利 82107779(820825)本申請人曾發明了一種處理紡織廢水的電解方法，該方法與上述相同的傳統處理方法相比實施起來要便宜。上述電解方法包括將廢水(電解液)存放在一個槽子中，通過一個設置在該槽子中的犧牲鋼電極傳送直流電，在預定的時間內就地產生高活性的Fe+2和Fe+3離子，以作為絮凝劑/離子，它們與氫氧根離子(OH)以及最終懸浮的/膠態的/溶解的雜質發生反應，以形成絮凝物，捕集這些雜質並除去顏色。
在上述電解過程中，直流電流過電極，根據法拉第定律(Faraday's Law)產生了Fe+2、Fe+3和OH-，作為陰極的犧牲電極消耗掉。Fe+2、Fe+3與OH-離子及其它細小的懸浮的/膠態的/溶解的雜質反應形成了絮凝物。這些絮凝物在向底部沉澱或向頂部漂浮的過程中，通過吸收和/或吸附作用捕集懸浮的和/或膠態的雜質，由此除去了絕大多數外觀顏色。在這個過程中的化學反應式如下
本發明的目的是提供一種改進的廢水處理方法，該方法藉助於電解的電化學反應淨化這種廢水，以便有效地從這種廢水中除去所有溶解的/不溶解的雜質，並且使這種廢水基本上可以循環使用。
本申請人在實驗中還發現，在通過下文所要描述的改進的電解過程處理廢水之後，當淨化後的水經過過濾，任選的，如果需要的話還可以在電解過程中向廢水中噴射微小的空氣氣泡，就可以達到與傳統的技術至今所獲得的效果相比更加有效的效果。
因此本發明提供了一種廢水處理、淨化的方法，該方法包括使待處理的廢水向上流動穿過一個塑料製成的柱，該柱中有浸沒在其中的複合電極，上述電極的陽極由鐵和鋁的混合物構成，而陰極由鐵單獨構成，該柱在其頂部有一底部是漏鬥形的用塑料製成的貯槽，在給上述電極通電的情況下，向上流動的廢水經歷電化學反應，由此使廢水中的雜質分離出來，並從柱的頂部排走，接下來對水進行過濾，使經過這步淨化後的水通過一個過濾介質，任選地，如果需要這樣的話，在廢水電解過程中，穿過柱向上噴射亞微觀空氣氣泡，用以攜帶待處理廢水中的懸浮的和漂浮的固體向上運動，以便通過設置在柱頂部的出口將其排出。
本申請人發現通過基本上包括電化學反應、改進的電解、氧化和溶解空氣的浮選的協同作用的處理，可以並且能夠達到有效的效果。
因此，本發明提供了一種廢水處理使其淨化並循環使用的方法，該方法包括使廢水穿過一個用塑料製成的柱向上流動，該柱帶有浸沉在水中的複合電極，所述電極的陽極由鐵和鋁的混合物構成，陰極單獨由鐵構成，在上述柱的頂部設有一個底都為漏鬥形的塑料貯槽，在預定的壓力下從柱的底部通入氣態的氧氣，使氧氣氣泡穿過廢水向上流動，使廢水在給電極通電的情況下經歷電化學反應，由此廢水經歷電化學、氧化和溶解空氣浮選處理的協同作用，由於這種協同處理使雜質從廢水中分離出來，沉澱在設置在塔頂部的底部為漏鬥形的貯槽中，之後，從柱的頂部排走，淨化後的水從上述貯槽的頂部排出。
本申請人早期曾經研究出了一種將廢水中的雜質去除到允許濃度範圍的方法，這些雜質如酚類、COD、顏料和有毒物質(如氰類)，這些廢水是染料和染料中間體的生產和紡織工業生產過程中產生的，該方法包括使預先確定量的臭氧以細小氣泡的形式從柱的底部穿過該柱，柱中含有被高度汙染的廢水和顆粒狀的活性炭，以便使活性炭粉末流態化，並形成流化床，這樣為臭氧增加了在活性炭與廢水之間界面上的面積，由此使廢水中的雜質被氧化成低分子極性的可生物降解的化合物，這些化合物可以吸附在上述活性炭的表面，所述可生物降解的化合物在流化床中在預定的時間內保持與廢水相接觸，形成了一層生物膜，以滯留住不能吸附在上述活性炭上的氧化產物。
還發現將臭氧(O3)通入包括高度汙染的廢水(如來自染料和染料中間體生產廠和紡織化工生產廠等的廢水)和顆粒狀活性炭(GAC)的柱時，具有顯著的協同綜合效果，當採用一個分布器使臭氧流入漏鬥形的底部時，它向上流動，保持活性炭顆粒床呈流化狀態。本發明涉及的化學過程將結合下面不同的途徑作出解釋，它包括ⅰ)a)當臭氧通過柱子時，大量微小的氣泡增加了臭氧氣泡與含有雜質的廢水之間的界面面積，由此提高了臭氧在廢水中的吸附性。這種吸附性的提高增加了可溶性雜質的氧化作用。
b)由氣態氣泡提供的活性炭的流化床增加了活性炭與廢水之間臭氧O3的界面面積。這種作用增加了雜質在活性炭表面上的吸附性。
c)氣泡也導致了雜質在活性炭上的化學吸附。
d)通過臭氧氧化或者活性炭，難以去除或降解的難處理的化合物也可以在這種協同作用下被處理掉。
ⅱ)溶質(即廢水溶解的雜質)與臭氧的直接反應;這種類型的反應可以用一個概括公式表示M + O3M』oxid + M」oxid其中M是溶質，M'oxid和M″oxid是僅僅很慢或者根本不能被臭氧進一步氧化的準最終氧化產物。
ⅲ)溶質和淨化劑物質如HCO3腐植酸、Cl-、NH4等等，由臭氧自動分解產生的OH官能團氧化。
現在申請人已在實驗中發現，用電解法(如本文所提議的)和臭氧法組合處理同一廢水，可以達到相當好的效果。
本發明進一步還提供了一種處理廢水、使廢水得到淨化的廢水處理方法，該方法包括使廢水穿過由塑料製成的柱向上流動，該柱有浸沒在水中的複合電極，上述電極的陽極由鐵和鋁的混合物構成，上述電極的陰極單獨由鐵構成，在上述柱的頂部有一個底部為漏鬥形的貯槽，它由塑料製成。該方法還包括在一預定的壓力下從柱子的下部通入臭氧，使臭氧氣泡向上流動穿過廢水，使它在給電極通電的情況下經歷電化學反應，由此使廢水經歷了電化學、氧化和溶解空氣浮選處理的協同作用，由於這種組合處理使雜質從廢水中分離出來，當雜質沉澱到設置在柱的頂部底部為漏鬥形的貯槽中以後，從柱頂部將其排出，淨化後的水從貯槽的頂部排出。
本申請人在實驗中還進一步發現，在採用本文描述的改進的電解過程的同時，當待處理的廢水還經過流化作用時，這種處理的協同作用提高了系統的性能，如以淨化效率、某些難處理的化合物如酚、染料、染料中間體從廢水中的去除率、非常低濃度的因此難以除去的化合物的去除率表示的性能，可以通過刮削使電極的表面始終保持更新而沒有任何附著物來提高電解本身的性能，還可以提高廢水流過柱的湍流度，以便提高彌散性和質量傳遞，使得系統更緊湊。
因此，本發明還提供了一種處理廢水使其得到淨化的廢水處理方法，該方法包括使廢水穿過一個由塑料製成的柱向上流動，該柱有浸沒在水中的複合電極，上述電極的陽極由鐵和鋁的混合物構成，陰極單獨由鐵構成，上述柱的頂部有一個底部為漏鬥形的由塑料製成的貯槽，以便在給上述電極通電狀態下，向上流動的廢水經歷電化學反應，在上述柱內在待處理的廢水中還有以顆粒形式存在的活性炭，在給電極通電情況下廢水經歷電化學處理以及由活性炭顆粒形成的流化床處理，廢水中的雜質分離出來並沉積到貯槽的底部漏鬥中，通過出口排走。
在另一個實施例中，本發明提供了一種使廢水得到淨化的廢水處理方法，該方法包括使廢水穿過一由塑料製成的柱向上流動，該柱有浸沒在水中的複合電極，上述電極的陽極由鐵和鋁的混合物構成，陰極單獨由鐵構成，上述柱的頂部有一個底部為漏鬥形的由塑料製成的貯槽，以便在給上述電極通電的情況下向上流動的廢水經歷電化學反應，上述柱另外還包括與待處理廢水混合在一起的陶瓷/玻璃顆粒，在電極通電情況下，廢水經歷電化學處理以及由陶瓷/玻璃顆粒構成的流化床處理，廢水中的雜質分離出來並沉積在貯槽的底部漏鬥中，通過出口排走。如果需要的話，如本文所描述的，本方法任選的可替換的/進一步的實施例還可以包括噴射亞微觀空氣氣泡的步驟，沿向上的方向噴射亞微觀空氣氣泡，使其穿過柱，以便攜帶待處理廢水中的懸浮固體向上浮動，然後通過設置在柱頂部的出口將其排出。
在本發明的前述方法中，當由活性炭顆粒構成流化床時，由於溶解的雜質通過物理-化學吸附作用吸附在活性炭的表面，達到了有效的效果，此外，由於使待處理廢水產生流化作用，並且待處理的廢水又同時經歷改進的電解處理，提高了這種廢水的湍流度，結果增加了彌散性和質量傳遞以及界面間面積。
當流化床是使用特殊形式的陶瓷/玻璃小球構成時，它們用作流化作用的惰性介質。
如上所述，本申請人發現，在採用改進的電解過程的同時，當待處理廢水還經歷流化作用時，這種處理的協同作用提高了系統的性能，如以淨化效率、某些難處理的化合物如酚類的去除率，以及那些很低濃度的因此難以去除的化合物的去除率來表示的性能，可以通過刮削使電極表面始終保持更新而沒有任何附著物來提高電解法本身的性能，提高廢水流過柱子的湍流度以便增加彌散性和質量傳遞，使得系統更加緊湊。
本申請人還進一步發現，通過向經歷上述聯合處理的廢水中噴射氣態的氧氣/臭氧氣泡，可以超過這種聯合處理的某些局限。
因此，本申請提供了一種使廢水得到淨化的廢水處理方法，該方法包括使廢水穿過一由塑料製成的柱向上流動，該柱有浸沒在水中的複合電極，上述電極的陽極由鐵和鋁的混合物構成，陰極單獨由鐵構成，上述柱的頂部有一個底部為漏鬥形的由塑料製成了貯槽，在給上述電極通電情況下，向上流動的廢水經歷電化學反應，上述柱進一步還包括存在於待處理廢水中的顆粒形式的活性炭，在給電極通電狀態下，廢水便經歷電化學處理以及由活性炭顆粒組成的流化作用，在一預定的壓力下，從柱的底部引入氣態的氧氣/臭氧，由此使廢水經歷電化學、氧化、流化和溶解空氣浮選處理的協同作用，雜質從廢水分離出來，並沉積在底部為漏鬥形的貯槽中，通過其出口排走。
在另一個實施例中，本發明提供了另一種使廢水淨化的廢水處理方法，該方法包括使廢水穿過一由塑料製成的柱向上流動，該柱沒有浸沒在水中的複合電極，上述電極的陽極由鐵和鋁的混合物構成，上述陰極單獨由鐵構成，上述柱的頂部有一個底部為漏鬥形的由塑料製成的貯槽，在給上述電極通電的情況下，向上流動的廢水經歷電化學反應，上述柱進一步還包括存在於待處理廢水中的玻璃/陶瓷顆粒，當給電極通電時，廢水經歷電化學處理以及由玻璃/陶瓷顆粒構成的流化床處理，在預定壓力下，從柱的底部引入氣態的氧氣/臭氧，由此使廢水經歷電化學、氧化、流化以及溶解空氣浮選處理的協同作用，雜質從廢水中分離出來，並沉積在底部為漏鬥形的貯槽中，從其出口將其排走。
本申請人觀察到如本文所提出的廢水的電化學處理，通過下列物理-化學現象實現廢水的淨化(a)複合物電極發生鐵和鋁的電化學混凝和絮凝，複合陽極的鐵和鋁形成鐵和鋁的氫氧化物，這些氫氧化物能夠捕集不溶解的雜質，由於它們的體積較大，所以它們會和某些溶解的雜質如染料發生反應，生成以「絮凝體」形式存在的螯合的不溶性化合物，當大約12-16伏的直流電通過廢水時，藉助於電極的作用，根據法拉第定律，複合陽極進入溶液中，結果生成如上所述的氫氧化物。這些氫氧化物比傳統的做法將鋁和鐵的硫酸鹽直接加到水中溶解後生成的氫氧化物更具活性。因此『電-絮凝』的淨化效率比一般的絮凝方法要高得多。因此，在從廢水中去除多種雜質方面，它顯示出更大的通用性;
(b)藉助於範德華(Vanderwal)力，某些雜質吸附在氫氧化物物質上;
(c)水離解成游離的官能團，游離官能團與雜質反應由此將它們轉化為無害的化合物;
(d)由電解產生的氧氣對雜質的氧化作用;
(e)一些穩定的化合物被該方法中引入的臭氧所分解;
(f)雜質被產生的氫氣還原。
(g)在電極發出的氣體，幾乎以DAF現象，攜帶絮凝的雜質與它們一起向上浮動到柱的頂部。
作為電解結果，加到廢水中的鐵和鋁的電化學劑量可以在大約50mg/l-700mg/l的範圍內，這取決於雜質的種類以及要降低到的濃度水平，相似地，按照需要，流過的電流在每公升廢水大約50-650安培的範圍內。電流密度可選擇在每平方米的電極總面積有3-40安培。為有效地最終除去幾乎所有的雜質如懸浮固體、COD、BOD、顏色、有毒物質、洗滌劑、油和脂、氨氮、重金屬等，廢水在電解柱中的水力停留時間最好大約在1分鐘-10分鐘的範圍內。從能量消耗以及廢水處理的角度來看，電極間的間距是關鍵的，它應該在5mm-10cm的範圍內。
當電解過的液體從柱的頂部流入更寬橫截面的底部為漏鬥形的貯槽中時，以重絮凝體形式的雜質在重力作用下沉積在貯槽的底部，並被出流液帶入過濾柱。另一方面，輕的雜質與上升的氣泡一起升到頂部，並在貯槽的敝形表面形成一層「浮渣」。浮渣狀的流體與某些「絮凝體」一起被排走，人們發現當將收集在柱頂部以及貯槽底部的蘭綠色的「浮渣」和「絮凝體」與原汙水混合在一起時，顯示出顯著的淨化性能，這大概是由於吸附特性以及其中還存在有未反應的金屬氫氧化物的緣故。
最好使貯槽底部的電解過的、絮凝過的廢水流入另一個含有聚丙烯過濾袋的塑料柱內。廢水穿過過濾袋流過除去了所有絮凝的雜質，雜質以濾餅的形式沉積在袋子的內表面上。隨後，清徹透明的、淨化了的、水狀的出流液從過濾柱的底部流出。
如上所述，可以由顆粒狀的活性炭構成流化床，結果由於物理-化學吸附作用，溶解的雜質可以吸附在活性炭表面，可以達到有效地處理效果。另外由於廢水除了經歷流化床處理，同時還要經歷改進的電解處理，廢水的湍流度提高，結果增加了彌散性、質量傳遞以及界面上的面積。然而，如果僅使用以「固定床」形式的活性炭來淨化廢水，它將受到下列的限制ⅰ)由於是固定床界面面積小;
ⅱ)在飽和狀態下，單位重量的活性炭吸附的雜質量要少;
ⅲ)床層阻塞/堵塞引起的高壓力降以及活性炭床的利用不足;
ⅳ)飽和後活性炭表面未被再生，因此用過的活性炭不能重新使用;它不得不被廢棄，這使得該方法非常昂貴。
發現將流化床與改進的電解法和「DAF」結合起來，可以彌補這些局限性，因為由於流化作用增加了湍流度和界面上的面積，其中向上流動的氣體和液體使活性炭顆粒保持連續渦流運動;
分別由氧氣/臭氧和電解產生的被吸附雜質的氧化作用和還原作用;由於活性炭顆粒持續地渦流運動，床層不會出現阻塞/堵塞。
其結果，使用活性炭可以得到更高的造價效益、更強的通用性及更高的效率。
根據下列以實施例方式提出的參照附圖的描述，能夠更好地理解本發明的特徵，其中
圖1表示的是實現本發明方法的一個實施例的示意圖，該方法在電解法後接著過濾過程;
圖2表示的是實現本發明方法的另一個實施例的示意圖，該方法包括改進的電解法，以及氧化過程(通過氧氣或者通過臭氧)和溶解空氣浮選過程;
圖3表示的是實現本發明方法的再一個實施例的示意圖，該方法包括改進電解法以及流化床過程(或者採用活性炭顆粒，或者採用陶瓷/玻璃顆粒);
圖4表示的是本發明方法的又一個實施例的示意圖，該方法包括與流化床(或者採用活性炭顆粒，或者採用陶瓷/玻璃顆粒)相結合的改進的電解法，以及向待處理水中噴入氣態的氧氣/臭氧。
在所有這些附圖中，數字1-9表示的是上述圖中普遍採用的相同部件。
如圖1所示，廢水通過入口1引入，該入口1設置在電解柱2的底部，電解柱由塑料製成，如聚乙烯，該柱2在頂部有一個底部為漏鬥形的貯槽3，它也是由塑料例如聚乙烯製成，貯槽3上有一個淨化後水的出口4，一個排放收集在貯槽3中浮渣的出口5，以及一個用於處理後水溢流的出口6。該柱2中還有兩個浸沒在其中的複合電極，其中陽極7由鐵和鋁的混合物構成，而陰極8單獨由鐵構成。由直流電源由9表示，在給電極通電的情況下，通過柱2的底部通入的廢水向上流動，同時經歷由電解過程引起的電化學反應。如上所述，雜質通過電化學反應分離出來，沉積在貯槽3的底部，通過出口5隨時排走，而經過這步淨化的水通過出口4進入另一個由塑料例如聚乙烯製成的柱10，該柱中有如聚丙烯製成的塑料濾袋11，以便在水穿過上述過濾介質以後，清澈的淨化後的水能夠通過設置在上述過濾柱10底部的出口12排出。
如圖2所示，廢水通過設置在電解柱2底部的入口1引入電解柱2中，該電解柱2由塑料例如聚乙烯製成，它在頂部有一個底部為漏鬥形的由塑料例如聚乙烯製成的貯槽3，貯槽3上有一個淨化後水的出口4，一個排放收集在貯槽3中浮渣的出口5，以及一個處理後的水溢流的出口6。該柱2中浸沒有兩個複合的電極，其中陽極7由鐵和鋁的混合物構成，而陰極8單獨由鐵構成，直流電源由9表示，在給電極通電的情況下，通過柱2的底部通入的廢水向上流動同時經歷由電解過程引起的電化學反應。包括液態氧，氧氣在一定壓力下從貯罐10A(或者是臭氧在35-45Psig的壓力下從臭氧發生器10A等)通過柱2漏鬥形的底部11A通入柱中。這樣，如上所述廢水便經歷了電化學反應、氧化和溶解空氣浮選相結合的協同作用。
如前所述，通過這種聯合處理分離出來的雜質沉積在貯槽3的底部，並通過出口5隨時排走，而經過這步淨化後的水穿過出口4進入另一個由塑料例如聚乙烯(如在如圖所示的特殊實施例中)製成的柱12A，在該柱12A的內部設置有例如聚丙烯製成的塑料濾袋13A，以便在水穿過上述過濾介質後，可以通過設置在上述過濾柱12A底部的出口14A將清澈的淨化後的水排出。
如圖3所示，廢水通過設置在電解柱2底部的入口1引入電解柱2中，該柱2是由塑料例如聚乙烯製成的，它在頂部有一個底部為漏鬥形的由塑料如聚乙烯製成的貯槽3，該貯槽3上有一個淨化後水的出口4，一個排放收集在貯槽3中浮渣的出口5，以及一個處理後水溢流的出口6。該柱2中有兩個浸沒在其中的複合電極，其中陽極7由鐵和鋁的混合物構成，而陰極8則單獨由鐵構成，直流電源由9表示，在給電極通電的情況下，穿過柱2底部引入的廢水向上流動，同時經歷由電解過程引起的電化學反應。柱2中還有與待處理廢水混合在一起的活性炭的顆粒(或者顆粒形式的陶瓷/玻璃珠)(由10B表示)。如上所述，這將產生電化學反應和流化床相結合的協同作用，並使雜質能有效地從廢水中分離出來。通過電化學反應與流化作用聯合作用分離出的雜質沉積在貯槽3的底部，並通過出口5隨時排出，而經過如此淨化後的水最好通過出口4(如所給出的實施例所示)進入另一個由塑料如聚乙烯製成的柱11B，在該柱11B中，設有如聚丙烯製成的塑料濾袋12B，在水穿過上述過濾介質後，通過設置在上述過濾柱11B底部的出口13B將清澈的淨化後的水排出。
如圖4所示，廢水通過設置在電解柱2底部的入口1引入電解柱2中，該柱2是由塑料例如聚乙烯製成的，它在頂部有一個底部為漏鬥形的由塑料如聚乙烯製成的貯槽3，該貯槽3上有一個淨化後水的出口4，一個排放收集在貯槽3中浮渣的出口5，以及一個允許處理後水溢流的出口6。該柱2中還浸沒有兩個複合電極，其中陽極7由鐵和鋁的混合物組成，而陰極8則單獨由鐵組成，直流電源由9表示，在給電極通電的情況下，穿過柱2底部引入的廢水向上流動，同時經歷由電解過程引起的電化學反應，在柱2中有與待處理廢水混合在一起的活性炭顆粒(或顆粒形式的陶瓷/玻璃小珠)(由10C表示)。同時在一定壓力下，從氣源11C穿過柱2的底部12C通入氣態的氧氣/臭氧，以便使與待處理廢水混合在一起的活性炭顆粒(或顆粒形式的陶瓷/玻璃小球)不再保持固定床。如上所述，這將產生電化學反應、流化作用、氧化和溶解空氣浮選相結合的協同作用，且雜質能有效地從廢水中分離出來。如上所述通過聯合處理分離出來的雜質沉積在貯槽3的底部，並通過出口5隨時排出，而經過如此淨化後的水最好通過出口4(如所示實施例中15所示)進入另一個由塑料如聚乙烯製成的柱12C中，在柱12C中沒有如聚丙烯製成的塑料濾袋13C，在水穿過上述過濾介質後，通過設置在上述過濾柱12C底部的出口14C將清澈的淨化後的水排出。
在本發明方法的這些實施例中，無論改進的電解法與或者不與氧化/溶解空氣浮選法相結合，這些實施例中系統的優選尺寸以及所採用的優選條件如下電解柱的高度(圓柱形) 21/2′～6′-0″柱的直徑 6′～4-1/2′犧牲陽級劑量 50～700mg/l水的平均面積流速 0.2～1M/S柱中廢水停留時間 3～15分此外，在本發明方法的這些實施例中，與流化床方法相結合的改進的電解法無論與或者不與氧化法(由氣態的氧氣或臭氧)相結合，這些實施例中該系統優選的尺寸以及所採用的優選條件如下a)電壓 12～24伏;
b)電流 20～300A/千升/小時取決於雜質;
c)電極間隔 1″～3″d)基於電極總表面積的電流密度 0.5～65MA/cm2;
e)犧牲陽極劑量 20～250mg/l廢水
f)柱直徑 6″～5′-0″;
g)柱高 21/2′～5′;
h)活性炭顆粒的粒徑 3～8mm;
i)流化床的深度 50～70%的柱高;
j)柱中廢水的平均面積流速 0.15～0.5M/S;
k)柱中水力停留時間 0.25～420S;
l)每單位重量的廢水中固體顆粒(活性炭顆粒)的數量 20～85gms/100gm廢水本發明不同實施例的性能比較列於下表中。
應當清楚在如上所述的範圍內，對本發明方法的實施作出各種各樣的變更是可能的，它們都在後面所附的權利要求的範圍內。
權利要求
1.一種淨化廢水並使其循環的廢水處理方法，該方法包括使待處理廢水穿過一個由塑料製成的柱向上流動，該柱中設有浸沒在水中複合電極，上述電極的陽極由鐵和鋁的混合物構成，而陰極則單獨由鐵構成，該柱在其頂部有一個底部為漏鬥形的用塑料製成的貯槽，在給上述電極通電的情況下，向上流動的廢水經歷電化學反應，由此使廢水中的雜質分離出來，並從柱的頂部排走，接著對經過這步淨化的水進行過濾，使它通過一個過濾介質，可選擇地，如果需要這樣的話，在廢水電解過程中，穿過柱向上噴射亞微觀空氣氣泡，用以在處理的過程中向上攜帶待處理廢水中的懸浮固體，以便通過設置在柱頂部的出口將其排出。
2.一種淨化廢水的廢水處理方法，該方法包括使待處理的廢水穿過一個由塑料製成的柱向上流動，該柱中設有浸沒在水中的複合電極，上述電極的陽極由鐵和鋁的混合物構成，而陰極則單獨由鐵構成，該柱在其頂部有一個底部為漏鬥形的用塑料製成的貯槽，在預定壓力下，從柱的底部向水中通入氣態的氧氣，氧氣氣泡穿過廢水向上流動，在給電極通電的情況下，廢水經受電化學反應，由此，使廢水經受電化學、氧化和溶解空氣浮選處理相結合的協同作用，由這種聯合處理從廢水中分離出來的雜質，在沉積於設置在柱的頂部的底部為漏鬥形的貯槽中之後，從柱的頂部排出，並且使淨化後的水從上述貯槽的頂部排出。
3.一種淨化廢水的廢水處理方法，該方法包括使待處理的廢水穿過一個由塑料製成的柱向上流動，該柱中設有浸沒在水中的複合電極，上述電極的陽極由鐵和鋁的混合物構成，而陰極則單獨由鐵構成，該柱的頂部有一個底部為漏鬥形的用塑料製成的貯槽，在預定的壓力下，從柱的底部向水中通入氣態的臭氧，使臭氧氣泡穿過廢水向上流動，在給電極通電的情況下，廢水經受電化學反應，由此，廢水經受電化學、氧化和溶解空氣浮選處理相結合的協同作用，由於這種聯合處理，從廢水中分離出來的雜質沉積在設置在柱頂部的底部為漏鬥形的貯槽中，之後從柱的頂部排去，並且使淨化後的水從上述貯槽的頂部排出。
4.一種淨化廢水的廢水處理方法，該方法包括使待處理的廢水穿過一個由塑料製成的柱向上流動，該柱中設有浸沒在水中的複合電極，該電極的陽極由鐵和鋁的混合物構成，而陰極則單獨由鐵構成，該柱的頂部有一個底部為漏鬥形的用塑料製成的貯槽，以便在給上述電極通電的情況下，向上流動的廢水經受電化學反應，在上述柱中在待處理廢水內還有以顆粒形式存在的活性炭，由此在給上述電極通電的情況下，廢水便經受電化學處理，以及由活性炭顆形成的流化床處理，廢水中的雜質分離出來並沉積到底部為漏鬥形的貯槽中，通過出口被排出。
5.一種淨化廢水的廢水處理方法，該方法包括使待處理的廢水穿過一個由塑料製成的柱向上流動，該柱中設有浸沒在水中的複合電極，上述電極的陽極由鐵和鋁的混合物構成，而陰極則單獨由鐵構成，該柱的頂部有一個底部為漏鬥形的用塑料製成的貯槽，在給上述電極通電的情況下，向上流動的廢水經受電化學反應，在上述柱中進一步還包括與待處理廢水混合在一起的陶瓷/玻璃顆粒，在給上述電極通電的情況下，廢水便經受電化學處理以及由陶瓷/玻璃顆粒形成的流化床處理，廢水中的雜質分離出來並沉積到底部為漏鬥形的貯槽中，通過出口排出。
6.一種淨化廢水的廢水處理方法，該方法包括使待處理的廢水穿過一個由塑料製成的柱向上流動，該柱中設有浸沒在水中的複合電極，該電極的陽極由鐵和鋁的混合物構成，而陰極則單獨由鐵構成，該柱的頂部有一個底部為漏鬥形的用塑料製成的貯槽，以便在給上述電極通電的情況下，向上流動的廢水經受電化學反應，上述柱還進一步包括存在於待處理廢水內的顆粒形式的活性炭，由此，在給上述電極通電的情況下，廢水便經歷電化學處理以及由活性顆粒組成的流化床處理，在預定壓力下，從柱的底部通入氣態的氧氣/臭氧，由此廢水經歷由電化學、氧化、流化床和溶解空氣浮選相結合的協同作用，雜質從廢水中分離出來，並沉積在底部為漏鬥形的貯槽中，通過出口排出。
7.一種淨化廢水的廢水處理方法，該方法包括使待處理的廢水穿過一個由塑料製成的柱向上流動，該柱中設有浸沒在水中的複合電極，該電極的陽極由鐵和鋁的混合物構成，而陰極則單獨由鐵構成，該柱的頂部有一個底部為漏鬥形的用塑料製成的貯槽，以便在給上述電極通電的情況下，向上流動的廢水經受電化學反應，上述柱還進一步包括待處理廢水混合在一起的玻璃/陶瓷顆粒，在給電極通電的情況下，廢水經歷電化學處理以及由玻璃/陶瓷顆粒構成的流化床處理，在預定壓力下，從柱子的底部引入氣態的氧氣/臭氧，由此廢水經歷電化學、氧化、流化以及溶解空氣浮選相結合的協同作用，使雜質從廢水中分離出來，並沉積在底部為漏鬥形的貯槽中，通過其出口排出。
8.如權利要求2-7中任一權利要求所述的方法，其特徵在於使經過如此淨化後的水流過一個過濾介質，該過濾介質由包含聚丙烯過濾袋的、並由塑料如聚乙烯製成的柱構成。
9.如權利要求4或5所述的方法，其特徵在於向上噴入的亞微觀空氣氣泡穿過柱，攜帶待處理廢水中的懸浮固體向上浮動，以便從設置在柱頂部的出口將其排出。
10.如權利要求3所述的方法，其特徵在於在35～45Psig的壓力下通入臭氧，它通過對某些雜質的氧化以及通過所產生的「DAF」現象增加淨化過程的效果。
11.如權利要求1-3中任一權利要求所述的方法，其特徵在於實現這些方法所採用的條件如下電解柱的高度(園柱形) 21/2′～6′-0″柱的直徑 6′～4-1/2′犧牲陽級劑量 50～700mg/l水平均面積流速 0.2～1M/sec柱中廢水停留時間 3～15分
12.如權利要求11所述的方法，其特徵在於電極間的電流在50～650A/千升廢水的範圍內，電流密度選在3～40安/平方米的電極總表面面積，電極間的距離在5mm～10cm的範圍內，上述參數可根據需要選擇。
13.如權利要求4～7中任一權利要求所述的方法，其特徵在於實施該方法所採用的條件如下a)電壓 12～24伏;b)電流 20～300A/千升/小時取決於雜質;c)電極間隔 1″～3″d)基於電極總表面積的電流密度 0.5～65MA/cm2;e)犧牲陽極劑量 20～250mg/l廢水;f)柱直徑 6″～5′-0″;g)柱高 21/2′～5′，h)活性炭顆粒的粒徑 3～8mm;i)流化床的深度 50～70%的柱高;j)柱中廢水的平均面積流速 0.15～0.5M/S;k)柱中水力停留時間 0.25～420S;l)每單位重量的廢水中固體顆粒(活性炭顆粒)的數量 20～85gms/100gm廢水
14.一種淨化廢水的廢水處理設備，該設備包括一個由塑料或其它任何不導電材料製成的柱，該柱中有一浸沒在水中的複合電極，該電極的陽極由鐵和鋁的混合物構成，而陰極則單獨由鐵構成，而陰極則單獨由鐵構成，上述柱的頂部設有一個底部為漏鬥形的貯槽，該貯槽是用塑料或其他任何不導電的材料製成的，在給電極通電的情況下，穿過設置柱底部的進口通入的向上流動的廢水便經歷電化學反應，該底部為漏鬥形的貯槽有用以排走雜質以及集聚在貯槽中的浮渣的出口、所處理水溢流的出口、以及一個經過如此處理後的淨化水的出口，該淨化水出口與一過濾介質相連接，上述柱的底部可選擇地設有一個用以噴入亞微觀空氣氣泡的裝置，在廢水電解過程中，使空氣氣泡穿過柱向上流動。
15.一種淨化廢水的廢水處理設備，該設備包括一個由塑料或其它任何不導電材料製成的柱，該柱中有浸沒在水中的複合電極，該電極的陽極由鐵和鋁的混合物構成，而陰極則單獨由鐵構成，上述柱的頂部設有一個底部為漏鬥形的用塑料或其它任何不導電材料製成的貯槽，在給上述電極通電的情況下，使穿過設在柱底部的進口通入的向上流動的廢水經歷電化學反應，該底部為漏鬥形的貯槽帶有排走雜質以及收聚在貯槽中浮渣的出口、所處理水的溢流的出口、及一個用於經過如此處理後淨化水的出口，以及包括一個氧氣源，在廢水電解過程中在預定的壓力下，該氧氣源從柱的底部向廢水中通入氣態的氧氣，使氧氣氣泡穿過廢水向上流動。
16.一種淨化廢水的廢水處理設備，該設備包括一個由塑料或其它任何不導電材料製成的柱，該柱中有浸沒在水中的複合電極，該電極的陽極由鐵和鋁的混合物構成，而陰極則單獨由鐵構成，上述柱的頂部設有一底部為漏鬥形的用塑料或其它任何不導電材料製成的貯槽，在給上述電極通電的情況下，穿過設在柱底部的進口通入的向上流動的廢水經歷電化學反應，該底部為漏鬥形的貯槽帶有排走雜質以及收聚在貯槽中浮渣的出口、所處理水的溢流的出口、和一個用於經過如此處理後淨化水的出口，以及包括一臭氧源，在廢水電解過程中，在預定壓力下，該臭氧源從柱的底部向廢水中通入氣態的臭氧，使臭氧充泡穿過廢水向上流動。
17.一種淨化廢水的廢水處理設備，該設備包括一個由塑料或其它任何不導電材料製成的柱，該柱中有浸沒在水中的複合電極，該電的陽極由鐵和鋁的混合物構成，而陰極則單獨由鐵構成，上述柱的頂部設有一個底部為漏鬥形的用塑料或其它任何不導電材料製成的貯槽，在給上述電極通電的情況下，穿過設在柱底部的進口通入的向上流動的廢水經歷電化學反應，該底部為漏鬥形的貯槽帶有排走雜質以及收聚在貯槽中的浮渣的出口、所處理水的溢流的出口、以及一個用於經過如此處理後淨化水的出口，在上述柱中在待處理廢水內還有以顆粒形式存在的活性炭，由此在給上述電極通電的情況下，廢水便經受電化學處理以及由活性炭顆粒形成的流化床處理，使廢水中的雜質分離出來並沉積到底部為漏鬥形的貯槽中，通過出口排出。
18.一種淨化廢水的廢水處理設備，該設備包括一個由塑料或其它任何不導電材料製成的柱，該柱中有浸沒在水中的複合電極，該電極的陽極由鐵和鋁的混合物構成，而陰極則單獨由鐵構成，上述柱的頂部設有一個底部為漏鬥形的用塑料或其它任何不導電材料製成的貯槽，在給上述電極通電的情況下，穿過設在柱底部的進口通入的向上流動的廢水經歷電化學反應，該底部為漏鬥形的貯槽帶有排走雜質以及收聚在貯槽中的浮渣的出口、所處理水的溢流出口、以及一個用於經過如此處理後淨化水的出口，在上述柱中在待處理廢水內還有陶瓷/玻璃顆粒，由此在給上述電極通電的情況下，廢水便經受電化學處理以及由陶瓷/玻璃顆粒形成的流化床處理，使廢水中的雜質分離出來，並沉積在底部為漏鬥形的貯槽中，通過出口排出。
19.一種淨化廢水的廢水處理設備，該設備包括一個由塑料或其它任何不導電材料製成的柱，該柱中有浸沒在水中的複合電極，該電極的陽極由鐵和鋁的混合物構成，而陰極則單獨由鐵構成，上述柱的頂部設有一個底部為漏鬥形的用塑料或其它任何不導電材料製成的貯槽，在給上述電極通電的情況下，穿過設在柱底部的進口通入的向上流動的廢水經歷電化學反應，該底部為漏鬥形的貯槽帶有排走雜質以及收聚在貯槽中浮渣的出口、所處理水的溢出流口、以及一個用於經過如此處理後淨化水的出口，在上述柱中在待處理廢水內還有以顆粒形式存在的活性炭，該設備還包括一個氣態氧氣/臭氧源，在預定的壓力下，該氣態氧氣/臭氧源從柱的底部向廢水中通入氣態的氧氣/臭氧，由此使廢水經歷電化學、氧化、流化以及溶解空氣浮選處理相結合的協同作用，使雜質從廢水中分離出來，並沉積在底部為漏鬥形的貯槽中，通過其出口排走。
20.一種淨化廢水的廢水處理設備，該設備包括一個由塑料或其它任何不導電材料製成的柱，該柱中有浸沒在水中的複合雨極，該電極的陽極由鐵和鋁的混合物構成，而陰極則單獨由鐵構成，上述柱的頂部設有一個底部為漏鬥形的用塑料或其它任何不導電材料製成的貯槽，在給上述電極通電的情況下，穿過設在柱底部的進口通入的向上流動廢水廢水經歷電化學反應，該底部為漏鬥形的貯槽帶有排走雜質以及收聚在貯槽中浮渣的出口、所處理水的溢流出口、以及一個用於經過如此處理後淨化水的出口，在上述柱中在待處理廢水內還有以顆粒形式存在的陶瓷/玻璃顆粒，該設備還包括一個氣態氧氣/臭氧源，在預定的壓力下，該氣態氧氣/臭氧源從柱的底部向廢水中通入氣態的氧氣/臭氧，由此使廢水經歷電化學、氧化、流化以及溶解空氣浮選處理相結合的協同作用，使雜質從廢水中分離出來，並沉積在底部為漏鬥形的貯槽中，通過其出口排走。
21.如權利要求15～20中任一權利要求所述的設備，其特徵在於柱的淨化後水的出口連接在過濾介質上。
22.如權利要求21所述的設備，其特徵在於該過濾介質由含有聚丙烯過濾袋並用塑料如聚乙烯製成的柱構成。
23.如權利要求14～16中任一權利要求所述的設備，其特徵在於採用下列參數電解柱高(圓柱形) 21/2′～6′-0″柱直徑 6″～4-1/2′
24.如權利要求17～20中任一權利要求所述的設備，其特徵在於採用下列參數a)電極間距 1″～3″;b)柱直徑 6″～5′-0″;c)柱高 21/2′～5′，
25.一種淨化廢水的廢水處理方法，大體上如參照附圖所描述的那樣。
26.一種淨化廢水的廢水處理設備，大體上如參照附圖所描述和所說明的那樣。
全文摘要
淨化廢水的處理方法，包括使廢水穿過由塑料製成的柱向上流動，柱中設有浸沒在水中的複合電極，陽極由鐵和鋁構成，陰極單獨由鐵構成，柱的頂部有一底部為漏鬥形的塑料製成的貯槽，在電極通電時，向上流動的廢水經受電化學反應，使廢水中的雜質分離，並從柱的頂部排出，接著過濾，水穿過過濾介質，也可在廢水電解中，穿過柱向廢水中沿向上的方向噴射亞微觀空氣氣泡，以便攜帶待處理廢水中的懸浮固體向上浮動，然後通過設置在柱頂部的出口排出。
文檔編號C02F1/461GK1107443SQ9410328
公開日1995年8月30日 申請日期1994年2月26日 優先權日1994年2月26日
發明者S·R·巴特, B·S·帕裡克 申請人:印度國家研究發展公司