CN207330596U - 一种应用膜技术的污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用膜技术的污水处理装置，包括铁碳微电解池、电渗析池及活性炭吸附池，铁碳微电解池内由第一滤板、第二滤板及滤网分隔成第一铁碳微电解层、第二铁碳微电解层及第三铁碳微电解层；电渗析池内沿水流方向依次设有阳极室、第一浓水室、淡水室、第二浓水室及阴极室，第一浓水室底端、淡水室底端、第二浓水室底端均设有进水管；第一浓水室顶端设有第二出水管，第二浓水室顶端设有第三出水管，淡水室顶端设有第四出水管，第二出水管及第三出水管的另一端均位于铁碳微电解池的上方；活性炭吸附池内填充有活性炭。本实用新型利用铁碳为电解池和电渗析池对电镀污水进行综合处理，处理效率高，且经过处理后的污水能够达标排放。

Description

一种应用膜技术的污水处理装置

技术领域

本实用新型属于污水处理装置技术领域，具体涉及一种应用膜技术的污水处理装置。

背景技术

电镀废水就其总量来说，相对造纸、印染、化工等行业的水量小，但由于电镀厂点分布广，废水中所含高毒物质的种类多，电镀废水中含有铬、锌、铜、镉，铅、镍等重金属离子以及酸、碱氰化物等具有很大毒性的杂物，其危害性是很大的。未经处理达标的电镀废水排入河道、池塘，渗入地下，不但会危害环境，而且会污染饮用水和工业用水，有的还属于致癌和致畸变的剧毒物质。重金属污染的毒性大，属于非降解的保守物质，也就是在自然环境中只会转移，难以消除。因为难以在自然环境中消除，人类通过饮用水、食物、皮肤接触、呼吸，都会将重金属带入到人体内，带来危害。

现在电镀废水的处理，主要采用化学沉淀法、吸附处理法、离子交换处理法、反渗透法。最常用的是化学沉淀法，但反应过程中会产生大量污泥，实质上是重金属由废水转移到污泥中，造成二次污染。吸附处理法，吸附剂价格较贵，同时吸附剂需要再生和二次污染大，制约了吸附技术的广泛应用。离子交换处理法，离子交换剂选择性强，制造复杂，成本高，再生剂耗量大，鳌合树脂价格昂贵，操作管理水平要求高，因此在应用上受到很大限制。现行电镀废水处理中，反渗透法能会回收电镀液，从而取得较好的经济效益。反渗透法用于含镍、含镉废水的浓缩处理已应用于生产。但反渗透法中采用的渗透膜娇嫩，对水中杂质、pH值、通过的离子种类要求严格。电镀废水中，溶质和悬浮物繁杂，而且绝大部分为酸性或碱性，很容易造成渗透膜的堵塞和破坏，需要很专业的运行维护水平。结果是，绝大部分电镀厂为满足清洁生产评分，在镀镍工艺设置了反渗透废水处理***，但环保验收项目投产后，都实际不用，造成社会财富的浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种应用膜技术的污水处理装置，解决了现有技术中电镀废水采用化学沉淀法处理会产生二次污染，采用吸附处理法处理吸附剂需要再生和产生二次污染大、采用离子交换处理法处理成本高、采用反渗透法处理渗透膜容易堵塞和破坏的问题。

本实用新型提供了一种应用膜技术的污水处理装置，包括铁碳微电解池、电渗析池以及活性炭吸附池，所述铁碳微电解池的底端设有第一进水管，所述铁碳微电解池一侧的上端设有第一出水管，所述铁碳微电解池内由下到上依次间隔设有第一滤板、第二滤板以及滤网，并且所述第一滤板以及所述第二滤板将所述铁碳微电解池分隔成位于所述第一滤板下端的第一铁碳微电解层、位于所述第一滤板与所述第二滤板之间的第二铁碳微电解层以及位于所述第二滤板4与所述滤网之间第三铁碳微电解层；

所述电渗析池通过所述第一出水管与所述铁碳微电解池连通，所述电渗析池内沿水流方向依次设有阳极室、第一浓水室、淡水室、第二浓水室以及阴极室，所述阳极室内设有阳极板，所述阴极室内设有阴极板，且所述阳极板与所述阴极板均连接有直流电源，所述阳极室与所述第一浓水室通过第一阳极膜隔开，所述第一浓水室与所述淡水室通过第一阴极膜隔开，所述淡水室与所述第二浓水室通过第二阳极膜隔开，所述第二浓水室与所述阴极室通过第二阴极膜隔开；

所述第一浓水室的底端设有第二进水管，所述淡水室的底端设有第三进水管，所述第二浓水室的底端设有第四进水管，且所述第二进水管、所述第三进水管以及所述第四进水管均与所述第一出水管连通；

所述第一浓水室的顶端设有第二出水管，所述第二浓水室的顶端设有第三出水管，所述淡水室的顶端设有第四出水管，且所述第二出水管以及所述第三出水管汇合进总出水管，所述总出水管远离所述电渗析池的一端均位于所述铁碳微电解池的上方；所述总出水管上设置有第一提升泵，所述第四出水管上设置有第二提升泵；

所述活性炭吸附池通过所述第四出水管与所述电渗析池连通，所述活性炭吸附池内填充有活性炭，且所述活性炭吸附池与所述第四出水管相对的一侧的上端设有第五出水管。

优选的，所述阳极板为不锈钢极板，所述阴极板为铜极板。

优选的，所述第一滤板、所述第二滤板以及所述滤网的滤孔孔径均为0.5cm。

优选的，所述第一铁碳微电解层、所述第二铁碳微电解层以及所述第三铁碳微电解层内均填充有铁碳混合物，且所述铁碳混合物的粒径为2cm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1)本实用新型设置铁碳微电解池，利用铁碳为电解池的氧化-还原作用以及絮凝、吸附作用将电镀废水中的重金属离子、无机物以及有机物基本去除，使水质得到很好的净化。

2)本实用新型中设置电渗析池对铁碳微电解池的出水进一步处理，并将废水分离为浓水和淡水，浓水重新进入铁碳微电解池进行处理，淡水则进入活性炭吸附池进行深度处理，最终出水能够达标排放。

附图说明

图1是本实用新型提供的应用膜技术的污水处理装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-第一进水管，2-第一出水管，3-第一滤板，4-第二滤板，5滤网，6-第一阳极膜，7-第一阴极膜，8-第二阳极膜，9-第二阴极膜，10-阳极板，11-阴极板，12-第二进水管，13-第三进水管，14-第四进水管，15-第二出水管，16-第三出水管，17-第四出水管，18-总出水管，19-第一提升泵，20-第二提升泵，21-第五出水管。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

一种应用膜技术的污水处理装置，具体如图1所示，包括铁碳微电解池、电渗析池以及活性炭吸附池，铁碳微电解池的底端设有第一进水管1，铁碳微电解池一侧的上端设有第一出水管2，铁碳微电解池内由下到上依次间隔设有第一滤板3、第二滤板4以及滤网5，并且第一滤板3以及第二滤板4将铁碳微电解池分隔成位于第一滤板3下端的第一铁碳微电解层、位于第一滤板3与第二滤板4之间的第二铁碳微电解层以及位于第二滤板4与滤网5之间第三铁碳微电解层。

电镀废水中含有铬、锌、铜、镉，铅、镍等重金属离子以及酸、碱氰化物等具有很大毒性的杂物，可生化性较差，是比较难处理的废水，铁碳微电解能够对电镀废水进行很好的处理，其净化废水的机理如下：

(1)Fe-C微电解的氧化-还原作用。由于铁和碳的电势有明显差异，在电解质溶液中相互接触的铁屑和碳构成数目众多的微小原电池，铁作为阳极被腐蚀，碳作为阴极，Fe不断失去电子变成Fe²⁺进入溶液，失去的电子传递到碳的表面，当溶液中H⁺浓度较高时，H⁺在碳的表面获得电子变成H₂析出，形成析氢腐蚀；在氧气环境下，O₂在碳表面获得电子生成H₂O或者OH^-，形成吸氧腐蚀。

电极反应如下：

阳极(Fe)：Fe＝Fe²⁺+2e Eo＝-0.44V；

阴极(C)：2H⁺+2e＝H₂ Eo＝0.00V；

当有氧时：

阴极：O₂+4H⁺4e＝2H₂O Eo＝1.23V。

O₂+2H₂O+4e＝4OH^- Eo＝0.40V

阳极Fe失去电子而被氧化至较高价态(Fe²⁺)，阴极C附近的H⁺得到电子产生新生态氢，在有氧环境下，微原电池有较高的电极电位差，电化学反应速率较快。污水中的某些反应物，如H⁺、O₂等作为电子受体，在阴极表面发生还原作用而还原至较低的价态。阴极、阳极产生的新生态氢、亚铁离子以及金属铁具有强还原性，极易与电镀污水中的重金属离子以及有机物发生氧化还原反应，重金属离子以及有机物在电极表面、溶液中直接或间接参与了氧化还原反应，从而使大部分的金属离子还原成金属单质沉淀，使有机物分解成CO₂和H₂O等小分子的物质，从而使污染物得到去除。。

(2)铁盐絮凝、吸附和络和架桥作用

微电解产物铁离子絮凝生成的氢氧化铁、氢氧化亚铁多羟基聚合物以胶体形态存在，可以通过胶体颗粒表面的吸附作用去除电镀污水中的有机污染物和重金属离子。絮凝形成的胶体颗粒细小，比表面积大，具有很强的表面吸附作用，电镀污水中的一些非极性有机化合物具有憎水性，很容易与胶体颗粒表面接合，以各种形态结合在胶体颗粒表面上的有机物，随胶体颗粒迁移、沉淀、过滤，并且进行包括降解在内的各种界面反应，最终从水中分离出去。

需要说明的是，在实际工程使用中，铁碳填料非常容易板结，板结后填料配水不均匀，实际使用效果就下降，同时，采用滤池形式装填的填料在更换时，劳动工作量非常大，造成该工艺实际推广的困难。因此本施用新型采用第一滤板3以及第二滤板4将铁碳微电解池分隔成位于第一滤板3下端的第一铁碳微电解层、位于第一滤板3与第二滤板4之间的第二铁碳微电解层以及位于第二滤板4与滤网5之间第三铁碳微电解层，即将铁碳填料分散放置，减少了堆积在一起的压力，从而减少了板结的可能，同时还采用第一进水管1下部进水的方式，对铁碳层有冲击作用，进一步减少了板结的可能。

进一步需要说明的是，第一滤板3、第二滤板4以及滤网5的滤孔孔径均为0.5cm，而第一铁碳微电解层、第二铁碳微电解层以及第三铁碳微电解层内填充的铁碳混合物的粒径为2cm，这样能够防止第二铁碳微电解层以及第三铁碳微电解层内填充的铁碳混合物落入第一铁碳微电解层，从而容易板结。

电渗析池通过第一出水管2与铁碳微电解池连通，电渗析池内沿水流方向依次设有阳极室、第一浓水室、淡水室、第二浓水室以及阴极室，且阳极室与第一浓水室通过第一阳极膜6隔开，第一浓水室与淡水室通过第一阴极膜7隔开，淡水室与第二浓水室通过第二阳极膜8隔开，第二浓水室与阴极室通过第二阴极膜9隔开；阳极室内设有不锈钢阳极10，阴极室内设有铜阴极板11，且阳极板10与阴极板11均连接有直流电源；第一浓水室的底端设有第二进水管12，淡水室的底端设有第三进水管13，第二浓水室的底端设有第四进水管14，且第二进水管12、第三进水管13以及第四进水管14均与第一出水管2连通；第一浓水室的顶端设有第二出水管15，第二浓水室的顶端设有第三出水管16，淡水室的顶端设有第四出水管17，且第二出水管15以及第三出水管16汇合进总出水管18，总出水管18远离电渗析池的一端均位于铁碳微电解池的上方；总出水管18上设置有第一提升泵19，第四出水管17上设置有第二提升泵20。

铁碳微电解池的出水中大部分的重金属离子和有机污染物都得到了去除，为了进一步减少污水中污染物尤其是重金属离子的含量，铁碳微电解池的出水进入电渗析池，在电渗析池内电极与直流电源的作用下，金属离子向阴极聚集，阴离子向阳极聚集，从而在电渗析池内形成浓水区以及淡水区，浓水区内污染物得到富集，而淡水区水质基本达标，然后再将浓水区富集的污水通过总出水管18返回铁碳微电解池内进行循环氧化，而淡水则进入活性炭吸附池内进行进一步处理。

活性炭吸附池通过第四出水管17与电渗析池连通，活性炭吸附池内填充有活性炭，活性炭能够对淡水中微量的重金属离子以及无机物进行吸附，从而使出水达标排放，达标后的出水通过第五出水管21排出。

本实用新型中，以上公开的仅为本实用新型的具体实施例，但是，本实用新型实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种应用膜技术的污水处理装置，其特征在于，包括铁碳微电解池、电渗析池以及活性炭吸附池，所述铁碳微电解池的底端设有第一进水管(1)，所述铁碳微电解池一侧的上端设有第一出水管(2)，所述铁碳微电解池内由下到上依次间隔设有第一滤板(3)、第二滤板(4)以及滤网(5)，并且所述第一滤板(3)以及所述第二滤板(4)将所述铁碳微电解池分隔成位于所述第一滤板(3)下端的第一铁碳微电解层、位于所述第一滤板(3)与所述第二滤板(4)之间的第二铁碳微电解层以及位于所述第二滤板(4)与所述滤网(5)之间第三铁碳微电解层；

所述电渗析池通过所述第一出水管(2)与所述铁碳微电解池连通，所述电渗析池内沿水流方向依次设有阳极室、第一浓水室、淡水室、第二浓水室以及阴极室，所述阳极室内设有阳极板(10)，所述阴极室内设有阴极板(11)，且所述阳极板(10)与所述阴极板(11)均连接有直流电源，所述阳极室与所述第一浓水室通过第一阳极膜(6)隔开，所述第一浓水室与所述淡水室通过第一阴极膜(7)隔开，所述淡水室与所述第二浓水室通过第二阳极膜(8)隔开，所述第二浓水室与所述阴极室通过第二阴极膜(9)隔开；

所述第一浓水室的底端设有第二进水管(12)，所述淡水室的底端设有第三进水管(13)，所述第二浓水室的底端设有第四进水管(14)，且所述第二进水管(12)、所述第三进水管(13)以及所述第四进水管(14)均与所述第一出水管(2)连通；

所述第一浓水室的顶端设有第二出水管(15)，所述第二浓水室的顶端设有第三出水管(16)，所述淡水室的顶端设有第四出水管(17)，且所述第二出水管(15)以及所述第三出水管(16)汇合进总出水管(18)，所述总出水管(18)远离所述电渗析池的一端均位于所述铁碳微电解池的上方；所述总出水管(18)上设置有第一提升泵(19)，所述第四出水管(17)上设置有第二提升泵(20)；

所述活性炭吸附池通过所述第四出水管(17)与所述电渗析池连通，所述活性炭吸附池内填充有活性炭，且所述活性炭吸附池与所述第四出水管(17)相对的一侧的上端设有第五出水管(21)。

2.根据权利要求1所述的应用膜技术的污水处理装置，其特征在于，所述阳极板(10)为不锈钢极板，所述阴极板(11)为铜极板。

3.根据权利要求1所述的应用膜技术的污水处理装置，其特征在于，所述第一滤板(3)、所述第二滤板(4)以及所述滤网(5)的滤孔孔径均为0.5cm。

4.根据权利要求1所述的应用膜技术的污水处理装置，其特征在于，所述第一铁碳微电解层、所述第二铁碳微电解层以及所述第三铁碳微电解层内均填充有铁碳混合物，且所述铁碳混合物的粒径为2cm。