[发明专利]电化学处理工业废水和饮用水的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过电化学方法处理工业废水的方法和装置。根据国际专利分类(IPC)，装置被归类为：C02F 1/46-电化学方法；即C02F 1/463电凝聚；C02F 1/465电浮选；C02F 1/467电化学消毒；C02F 1/32紫外线；C02F 1/36超声波振动；C02F 1/48磁场或电场；C02F 1/52通过絮凝或悬浮污染物沉淀进行的化学或物理水处理；C02F 1/78臭氧氧化。

工业废水的电化学处理是各种方法和设备所解决的技术问题。本解决方案描述了利用电化学方法，即电凝聚、电浮选、电化学消毒、UV(紫外线)消毒、电磁和超声波处理以及絮凝和悬浮污染沉淀的工业废水处理装置。废水在反应器容器中进行电化学处理。反应器电极组和臭氧的作用产生了有机物的氧化条件，平行地开始了悬浮杂质和溶解杂质(具体指废水内重金属)的凝聚和絮凝。已处理水被排放到分离罐中，其中通过随后在底部沉淀，污染的絮状物被分离，同时不带杂质和重金属的已处理水处于沉淀物上方的上部部分并且可以排放到指定接收器中。

背景技术

各种工业生产过程的众多应用以及许多工业活动产生大量具有高浓度的重金属和其它有害无机和有机物质的工程废水。在被排放到指定接收器之前，需要借助重金属和其它污染物去除方法来处理废水，以便进入自然接收器或公共下水道系统的排出物达到法定要求的浓度。

实际上，消除废水中的重金属所使用的大多数装置在其操作期间使用危险且具有腐蚀性的化学物质。最常用的凝聚/絮凝方法在严格控制的pH条件下利用充足的液体絮凝剂(Al₂(SO₄)₃、FeCl₃、Fe₂(SO₄)₃、聚铝羟基氯化物(polyaluminum hydroxychloride))，以及另外的电解质(膨润土、硅石、聚丙烯酰胺)。最佳结果在pH＝7到pH＝8的范围内实现。凝聚剂导致晶种的生成，并且由于其高分子质量，另外的电解质导致颗粒聚集成较大的簇和它们的重力沉淀。由于水解，凝聚剂(铁盐和铝盐)的添加显著减小pH值，尤其在低碱度水的情况下。由于pH减小，大多数金属的溶解度增大，因此凝聚/絮凝效率也降低，由此，废水处理装置需要具有pH计和滴定仪，以用于调节和维持最适宜pH值的目的。为产生晶种，需要对水进行快速混合(每分钟200转)。在应用聚电解质之后，需要将混合速度减慢到最大每分钟30转，以便不损坏絮状物的结构和因此降低从废水中去除元素的效率。

利用凝聚/絮凝的其它组的工业废水处理装置不使用腐蚀性且危险的化学物质诸如酸或碱。一个实施例是Kukec Leander等人(发布于2003年4月30日的克罗地亚专利PK200l0753)发明的工业废水处理装置。该装置利用专门制备的pH值为中性的胶状絮凝剂。它们是不具有pH计和剂量装置的前面提到的相同类型和目的的装置组相关技术术语方面被显著简化的特征。凝胶状絮凝剂在废水处理过程期间以一定的剂量逐渐混合，并且在混合过程期间通过絮凝过程与其自身污染和重金属结合。通过在沉淀池中的后续沉淀，水的不纯部分在底部与清水分离。不带污染和重金属的已处理水位于罐的上部，沉淀物上方，并且可以排放到指定的接收器中。