涉及电解-氧化法的废水处理方法

专利名称：涉及电解-氧化法的废水处理方法
技术领域：
本发明涉及一种使废水得到净化、并使处理后的水循环的废水处理方法，该方法尤其用于有效地去除各种工业产生的废水中的溶解的/不溶解的杂质，例如纺织/化学工艺生产中产生的废水。
上述工业单元中产生的废水，尤其是纺织/化工废水含有下列杂质，需要通过适当的处理来有效地除去这些杂质总悬浮固体(T.S.S)、总溶解固体(T.D.S)、生化需氧量(B.O.D)、化学需氧量(C.O.D)、油和油脂、颜料、洗涤剂、氨氮、钠百分含量、重金属和有毒化合物，其中包括酚类，还需要使PH值达到可接受水平。
通常采用混凝-絮凝-沉淀过程去除这些杂质，在控制PH值后，后面接着合适的次级和第三级处理。除了PH值之外，这些处理的组合并不是总能将上述杂质去除到可接受的容许范围，此外，它们会产生含有极大浓度的杂质的过量污泥，并且费用过高。
此外，对于高流量的纺织废水来说，这些方法或系统由于滞留周期长，需要大的空间。这些方法或系统，对水中的原子团特性是敏感的。
在传统的混凝-絮凝-沉淀工艺中，使用硫酸铝，氯化铁和硫酸亚铁。除去杂质的化学方式如下
铝、三价铁和二价铁的氢氧化物的絮凝体，在沉淀时在一定的PH值范围内是不溶的，它们可以去除废水中的杂质，铝离子、二价铁离子和三价铁离子还可以和带颜料的杂质以及最终的反应产物的沉淀物发生化学反应。这种方法就重复费用来说，费用很高。
对这个问题人们企图通过采用传统的溶解的空气浮选设备(DAF系统)加以解决。在已知DAF系统中，混凝的废水与压缩空气一起通过一个压力泵泵入一个空气溶解管道中，通常压力为55～85Psig，然后迅速释放流出物中的压力，使过量空气变成细小的亚微观气泡。这种传统的DAF设备需要很高的基本投资，因为它需要专门的设备，如高压泵、管道、容器以及类似物。在相同的技术领域，还发现下面的专利，但是没有教导任何本发明新的技术特征法国 2488870A俄罗斯 1161477A俄罗斯 966025A日本 79164761(791220)德国 3830344A美国 4540052欧洲专利 82810484(821111)欧洲专利 82107779(820825)本申请人曾发明了一种处理纺织废水的电解方法，该方法与上述相同的传统处理方法相比实施起来要便宜。上述电解方法包括将废水(电解液)存放在一个槽子中，通过一个设置在该槽子中的牺牲钢电极传送直流电，在预定的时间内就地产生高活性的Fe+2和Fe+3离子，以作为絮凝剂/离子，它们与氢氧根离子(OH)以及最终悬浮的/胶态的/溶解的杂质发生反应，以形成絮凝物，捕集这些杂质并除去颜色。
在上述电解过程中，直流电流过电极，根据法拉第定律(Faraday's Law)产生了Fe+2、Fe+3和OH-，作为阴极的牺牲电极消耗掉。Fe+2、Fe+3与OH-离子及其它细小的悬浮的/胶态的/溶解的杂质反应形成了絮凝物。这些絮凝物在向底部沉淀或向顶部漂浮的过程中，通过吸收和/或吸附作用捕集悬浮的和/或胶态的杂质，由此除去了绝大多数外观颜色。在这个过程中的化学反应式如下
本发明的目的是提供一种改进的废水处理方法，该方法借助于电解的电化学反应净化这种废水，以便有效地从这种废水中除去所有溶解的/不溶解的杂质，并且使这种废水基本上可以循环使用。
本申请人在实验中还发现，在通过下文所要描述的改进的电解过程处理废水之后，当净化后的水经过过滤，任选的，如果需要的话还可以在电解过程中向废水中喷射微小的空气气泡，就可以达到与传统的技术至今所获得的效果相比更加有效的效果。
因此本发明提供了一种废水处理、净化的方法，该方法包括使待处理的废水向上流动穿过一个塑料制成的柱，该柱中有浸没在其中的复合电极，上述电极的阳极由铁和铝的混合物构成，而阴极由铁单独构成，该柱在其顶部有一底部是漏斗形的用塑料制成的贮槽，在给上述电极通电的情况下，向上流动的废水经历电化学反应，由此使废水中的杂质分离出来，并从柱的顶部排走，接下来对水进行过滤，使经过这步净化后的水通过一个过滤介质，任选地，如果需要这样的话，在废水电解过程中，穿过柱向上喷射亚微观空气气泡，用以携带待处理废水中的悬浮的和漂浮的固体向上运动，以便通过设置在柱顶部的出口将其排出。
本申请人发现通过基本上包括电化学反应、改进的电解、氧化和溶解空气的浮选的协同作用的处理，可以并且能够达到有效的效果。
因此，本发明提供了一种废水处理使其净化并循环使用的方法，该方法包括使废水穿过一个用塑料制成的柱向上流动，该柱带有浸沉在水中的复合电极，所述电极的阳极由铁和铝的混合物构成，阴极单独由铁构成，在上述柱的顶部设有一个底都为漏斗形的塑料贮槽，在预定的压力下从柱的底部通入气态的氧气，使氧气气泡穿过废水向上流动，使废水在给电极通电的情况下经历电化学反应，由此废水经历电化学、氧化和溶解空气浮选处理的协同作用，由于这种协同处理使杂质从废水中分离出来，沉淀在设置在塔顶部的底部为漏斗形的贮槽中，之后，从柱的顶部排走，净化后的水从上述贮槽的顶部排出。
本申请人早期曾经研究出了一种将废水中的杂质去除到允许浓度范围的方法，这些杂质如酚类、COD、颜料和有毒物质(如氰类)，这些废水是染料和染料中间体的生产和纺织工业生产过程中产生的，该方法包括使预先确定量的臭氧以细小气泡的形式从柱的底部穿过该柱，柱中含有被高度污染的废水和颗粒状的活性炭，以便使活性炭粉末流态化，并形成流化床，这样为臭氧增加了在活性炭与废水之间界面上的面积，由此使废水中的杂质被氧化成低分子极性的可生物降解的化合物，这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预定的时间内保持与废水相接触，形成了一层生物膜，以滞留住不能吸附在上述活性炭上的氧化产物。
还发现将臭氧(O3)通入包括高度污染的废水(如来自染料和染料中间体生产厂和纺织化工生产厂等的废水)和颗粒状活性炭(GAC)的柱时，具有显著的协同综合效果，当采用一个分布器使臭氧流入漏斗形的底部时，它向上流动，保持活性炭颗粒床呈流化状态。本发明涉及的化学过程将结合下面不同的途径作出解释，它包括ⅰ)a)当臭氧通过柱子时，大量微小的气泡增加了臭氧气泡与含有杂质的废水之间的界面面积，由此提高了臭氧在废水中的吸附性。这种吸附性的提高增加了可溶性杂质的氧化作用。
b)由气态气泡提供的活性炭的流化床增加了活性炭与废水之间臭氧O3的界面面积。这种作用增加了杂质在活性炭表面上的吸附性。
c)气泡也导致了杂质在活性炭上的化学吸附。
d)通过臭氧氧化或者活性炭，难以去除或降解的难处理的化合物也可以在这种协同作用下被处理掉。
ⅱ)溶质(即废水溶解的杂质)与臭氧的直接反应;这种类型的反应可以用一个概括公式表示M + O3M’oxid + M”oxid其中M是溶质，M'oxid和M″oxid是仅仅很慢或者根本不能被臭氧进一步氧化的准最终氧化产物。
ⅲ)溶质和净化剂物质如HCO3腐植酸、Cl-、NH4等等，由臭氧自动分解产生的OH官能团氧化。
现在申请人已在实验中发现，用电解法(如本文所提议的)和臭氧法组合处理同一废水，可以达到相当好的效果。
本发明进一步还提供了一种处理废水、使废水得到净化的废水处理方法，该方法包括使废水穿过由塑料制成的柱向上流动，该柱有浸没在水中的复合电极，上述电极的阳极由铁和铝的混合物构成，上述电极的阴极单独由铁构成，在上述柱的顶部有一个底部为漏斗形的贮槽，它由塑料制成。该方法还包括在一预定的压力下从柱子的下部通入臭氧，使臭氧气泡向上流动穿过废水，使它在给电极通电的情况下经历电化学反应，由此使废水经历了电化学、氧化和溶解空气浮选处理的协同作用，由于这种组合处理使杂质从废水中分离出来，当杂质沉淀到设置在柱的顶部底部为漏斗形的贮槽中以后，从柱顶部将其排出，净化后的水从贮槽的顶部排出。
本申请人在实验中还进一步发现，在采用本文描述的改进的电解过程的同时，当待处理的废水还经过流化作用时，这种处理的协同作用提高了系统的性能，如以净化效率、某些难处理的化合物如酚、染料、染料中间体从废水中的去除率、非常低浓度的因此难以除去的化合物的去除率表示的性能，可以通过刮削使电极的表面始终保持更新而没有任何附着物来提高电解本身的性能，还可以提高废水流过柱的湍流度，以便提高弥散性和质量传递，使得系统更紧凑。
因此，本发明还提供了一种处理废水使其得到净化的废水处理方法，该方法包括使废水穿过一个由塑料制成的柱向上流动，该柱有浸没在水中的复合电极，上述电极的阳极由铁和铝的混合物构成，阴极单独由铁构成，上述柱的顶部有一个底部为漏斗形的由塑料制成的贮槽，以便在给上述电极通电状态下，向上流动的废水经历电化学反应，在上述柱内在待处理的废水中还有以颗粒形式存在的活性炭，在给电极通电情况下废水经历电化学处理以及由活性炭颗粒形成的流化床处理，废水中的杂质分离出来并沉积到贮槽的底部漏斗中，通过出口排走。
在另一个实施例中，本发明提供了一种使废水得到净化的废水处理方法，该方法包括使废水穿过一由塑料制成的柱向上流动，该柱有浸没在水中的复合电极，上述电极的阳极由铁和铝的混合物构成，阴极单独由铁构成，上述柱的顶部有一个底部为漏斗形的由塑料制成的贮槽，以便在给上述电极通电的情况下向上流动的废水经历电化学反应，上述柱另外还包括与待处理废水混合在一起的陶瓷/玻璃颗粒，在电极通电情况下，废水经历电化学处理以及由陶瓷/玻璃颗粒构成的流化床处理，废水中的杂质分离出来并沉积在贮槽的底部漏斗中，通过出口排走。如果需要的话，如本文所描述的，本方法任选的可替换的/进一步的实施例还可以包括喷射亚微观空气气泡的步骤，沿向上的方向喷射亚微观空气气泡，使其穿过柱，以便携带待处理废水中的悬浮固体向上浮动，然后通过设置在柱顶部的出口将其排出。
在本发明的前述方法中，当由活性炭颗粒构成流化床时，由于溶解的杂质通过物理-化学吸附作用吸附在活性炭的表面，达到了有效的效果，此外，由于使待处理废水产生流化作用，并且待处理的废水又同时经历改进的电解处理，提高了这种废水的湍流度，结果增加了弥散性和质量传递以及界面间面积。
当流化床是使用特殊形式的陶瓷/玻璃小球构成时，它们用作流化作用的惰性介质。
如上所述，本申请人发现，在采用改进的电解过程的同时，当待处理废水还经历流化作用时，这种处理的协同作用提高了系统的性能，如以净化效率、某些难处理的化合物如酚类的去除率，以及那些很低浓度的因此难以去除的化合物的去除率来表示的性能，可以通过刮削使电极表面始终保持更新而没有任何附着物来提高电解法本身的性能，提高废水流过柱子的湍流度以便增加弥散性和质量传递，使得系统更加紧凑。
本申请人还进一步发现，通过向经历上述联合处理的废水中喷射气态的氧气/臭氧气泡，可以超过这种联合处理的某些局限。
因此，本申请提供了一种使废水得到净化的废水处理方法，该方法包括使废水穿过一由塑料制成的柱向上流动，该柱有浸没在水中的复合电极，上述电极的阳极由铁和铝的混合物构成，阴极单独由铁构成，上述柱的顶部有一个底部为漏斗形的由塑料制成了贮槽，在给上述电极通电情况下，向上流动的废水经历电化学反应，上述柱进一步还包括存在于待处理废水中的颗粒形式的活性炭，在给电极通电状态下，废水便经历电化学处理以及由活性炭颗粒组成的流化作用，在一预定的压力下，从柱的底部引入气态的氧气/臭氧，由此使废水经历电化学、氧化、流化和溶解空气浮选处理的协同作用，杂质从废水分离出来，并沉积在底部为漏斗形的贮槽中，通过其出口排走。
在另一个实施例中，本发明提供了另一种使废水净化的废水处理方法，该方法包括使废水穿过一由塑料制成的柱向上流动，该柱没有浸没在水中的复合电极，上述电极的阳极由铁和铝的混合物构成，上述阴极单独由铁构成，上述柱的顶部有一个底部为漏斗形的由塑料制成的贮槽，在给上述电极通电的情况下，向上流动的废水经历电化学反应，上述柱进一步还包括存在于待处理废水中的玻璃/陶瓷颗粒，当给电极通电时，废水经历电化学处理以及由玻璃/陶瓷颗粒构成的流化床处理，在预定压力下，从柱的底部引入气态的氧气/臭氧，由此使废水经历电化学、氧化、流化以及溶解空气浮选处理的协同作用，杂质从废水中分离出来，并沉积在底部为漏斗形的贮槽中，从其出口将其排走。
本申请人观察到如本文所提出的废水的电化学处理，通过下列物理-化学现象实现废水的净化(a)复合物电极发生铁和铝的电化学混凝和絮凝，复合阳极的铁和铝形成铁和铝的氢氧化物，这些氢氧化物能够捕集不溶解的杂质，由于它们的体积较大，所以它们会和某些溶解的杂质如染料发生反应，生成以“絮凝体”形式存在的螯合的不溶性化合物，当大约12-16伏的直流电通过废水时，借助于电极的作用，根据法拉第定律，复合阳极进入溶液中，结果生成如上所述的氢氧化物。这些氢氧化物比传统的做法将铝和铁的硫酸盐直接加到水中溶解后生成的氢氧化物更具活性。因此‘电-絮凝’的净化效率比一般的絮凝方法要高得多。因此，在从废水中去除多种杂质方面，它显示出更大的通用性;
(b)借助于范德华(Vanderwal)力，某些杂质吸附在氢氧化物物质上;
(c)水离解成游离的官能团，游离官能团与杂质反应由此将它们转化为无害的化合物;
(d)由电解产生的氧气对杂质的氧化作用;
(e)一些稳定的化合物被该方法中引入的臭氧所分解;
(f)杂质被产生的氢气还原。
(g)在电极发出的气体，几乎以DAF现象，携带絮凝的杂质与它们一起向上浮动到柱的顶部。
作为电解结果，加到废水中的铁和铝的电化学剂量可以在大约50mg/l-700mg/l的范围内，这取决于杂质的种类以及要降低到的浓度水平，相似地，按照需要，流过的电流在每公升废水大约50-650安培的范围内。电流密度可选择在每平方米的电极总面积有3-40安培。为有效地最终除去几乎所有的杂质如悬浮固体、COD、BOD、颜色、有毒物质、洗涤剂、油和脂、氨氮、重金属等，废水在电解柱中的水力停留时间最好大约在1分钟-10分钟的范围内。从能量消耗以及废水处理的角度来看，电极间的间距是关键的，它应该在5mm-10cm的范围内。
当电解过的液体从柱的顶部流入更宽横截面的底部为漏斗形的贮槽中时，以重絮凝体形式的杂质在重力作用下沉积在贮槽的底部，并被出流液带入过滤柱。另一方面，轻的杂质与上升的气泡一起升到顶部，并在贮槽的敝形表面形成一层“浮渣”。浮渣状的流体与某些“絮凝体”一起被排走，人们发现当将收集在柱顶部以及贮槽底部的兰绿色的“浮渣”和“絮凝体”与原污水混合在一起时，显示出显著的净化性能，这大概是由于吸附特性以及其中还存在有未反应的金属氢氧化物的缘故。
最好使贮槽底部的电解过的、絮凝过的废水流入另一个含有聚丙烯过滤袋的塑料柱内。废水穿过过滤袋流过除去了所有絮凝的杂质，杂质以滤饼的形式沉积在袋子的内表面上。随后，清彻透明的、净化了的、水状的出流液从过滤柱的底部流出。
如上所述，可以由颗粒状的活性炭构成流化床，结果由于物理-化学吸附作用，溶解的杂质可以吸附在活性炭表面，可以达到有效地处理效果。另外由于废水除了经历流化床处理，同时还要经历改进的电解处理，废水的湍流度提高，结果增加了弥散性、质量传递以及界面上的面积。然而，如果仅使用以“固定床”形式的活性炭来净化废水，它将受到下列的限制ⅰ)由于是固定床界面面积小;
ⅱ)在饱和状态下，单位重量的活性炭吸附的杂质量要少;
ⅲ)床层阻塞/堵塞引起的高压力降以及活性炭床的利用不足;
ⅳ)饱和后活性炭表面未被再生，因此用过的活性炭不能重新使用;它不得不被废弃，这使得该方法非常昂贵。
发现将流化床与改进的电解法和“DAF”结合起来，可以弥补这些局限性，因为由于流化作用增加了湍流度和界面上的面积，其中向上流动的气体和液体使活性炭颗粒保持连续涡流运动;
分别由氧气/臭氧和电解产生的被吸附杂质的氧化作用和还原作用;由于活性炭颗粒持续地涡流运动，床层不会出现阻塞/堵塞。
其结果，使用活性炭可以得到更高的造价效益、更强的通用性及更高的效率。
根据下列以实施例方式提出的参照附图的描述，能够更好地理解本发明的特征，其中

图1表示的是实现本发明方法的一个实施例的示意图，该方法在电解法后接着过滤过程;
图2表示的是实现本发明方法的另一个实施例的示意图，该方法包括改进的电解法，以及氧化过程(通过氧气或者通过臭氧)和溶解空气浮选过程;
图3表示的是实现本发明方法的再一个实施例的示意图，该方法包括改进电解法以及流化床过程(或者采用活性炭颗粒，或者采用陶瓷/玻璃颗粒);
图4表示的是本发明方法的又一个实施例的示意图，该方法包括与流化床(或者采用活性炭颗粒，或者采用陶瓷/玻璃颗粒)相结合的改进的电解法，以及向待处理水中喷入气态的氧气/臭氧。
在所有这些附图中，数字1-9表示的是上述图中普遍采用的相同部件。
如图1所示，废水通过入口1引入，该入口1设置在电解柱2的底部，电解柱由塑料制成，如聚乙烯，该柱2在顶部有一个底部为漏斗形的贮槽3，它也是由塑料例如聚乙烯制成，贮槽3上有一个净化后水的出口4，一个排放收集在贮槽3中浮渣的出口5，以及一个用于处理后水溢流的出口6。该柱2中还有两个浸没在其中的复合电极，其中阳极7由铁和铝的混合物构成，而阴极8单独由铁构成。由直流电源由9表示，在给电极通电的情况下，通过柱2的底部通入的废水向上流动，同时经历由电解过程引起的电化学反应。如上所述，杂质通过电化学反应分离出来，沉积在贮槽3的底部，通过出口5随时排走，而经过这步净化的水通过出口4进入另一个由塑料例如聚乙烯制成的柱10，该柱中有如聚丙烯制成的塑料滤袋11，以便在水穿过上述过滤介质以后，清澈的净化后的水能够通过设置在上述过滤柱10底部的出口12排出。
如图2所示，废水通过设置在电解柱2底部的入口1引入电解柱2中，该电解柱2由塑料例如聚乙烯制成，它在顶部有一个底部为漏斗形的由塑料例如聚乙烯制成的贮槽3，贮槽3上有一个净化后水的出口4，一个排放收集在贮槽3中浮渣的出口5，以及一个处理后的水溢流的出口6。该柱2中浸没有两个复合的电极，其中阳极7由铁和铝的混合物构成，而阴极8单独由铁构成，直流电源由9表示，在给电极通电的情况下，通过柱2的底部通入的废水向上流动同时经历由电解过程引起的电化学反应。包括液态氧，氧气在一定压力下从贮罐10A(或者是臭氧在35-45Psig的压力下从臭氧发生器10A等)通过柱2漏斗形的底部11A通入柱中。这样，如上所述废水便经历了电化学反应、氧化和溶解空气浮选相结合的协同作用。
如前所述，通过这种联合处理分离出来的杂质沉积在贮槽3的底部，并通过出口5随时排走，而经过这步净化后的水穿过出口4进入另一个由塑料例如聚乙烯(如在如图所示的特殊实施例中)制成的柱12A，在该柱12A的内部设置有例如聚丙烯制成的塑料滤袋13A，以便在水穿过上述过滤介质后，可以通过设置在上述过滤柱12A底部的出口14A将清澈的净化后的水排出。
如图3所示，废水通过设置在电解柱2底部的入口1引入电解柱2中，该柱2是由塑料例如聚乙烯制成的，它在顶部有一个底部为漏斗形的由塑料如聚乙烯制成的贮槽3，该贮槽3上有一个净化后水的出口4，一个排放收集在贮槽3中浮渣的出口5，以及一个处理后水溢流的出口6。该柱2中有两个浸没在其中的复合电极，其中阳极7由铁和铝的混合物构成，而阴极8则单独由铁构成，直流电源由9表示，在给电极通电的情况下，穿过柱2底部引入的废水向上流动，同时经历由电解过程引起的电化学反应。柱2中还有与待处理废水混合在一起的活性炭的颗粒(或者颗粒形式的陶瓷/玻璃珠)(由10B表示)。如上所述，这将产生电化学反应和流化床相结合的协同作用，并使杂质能有效地从废水中分离出来。通过电化学反应与流化作用联合作用分离出的杂质沉积在贮槽3的底部，并通过出口5随时排出，而经过如此净化后的水最好通过出口4(如所给出的实施例所示)进入另一个由塑料如聚乙烯制成的柱11B，在该柱11B中，设有如聚丙烯制成的塑料滤袋12B，在水穿过上述过滤介质后，通过设置在上述过滤柱11B底部的出口13B将清澈的净化后的水排出。
如图4所示，废水通过设置在电解柱2底部的入口1引入电解柱2中，该柱2是由塑料例如聚乙烯制成的，它在顶部有一个底部为漏斗形的由塑料如聚乙烯制成的贮槽3，该贮槽3上有一个净化后水的出口4，一个排放收集在贮槽3中浮渣的出口5，以及一个允许处理后水溢流的出口6。该柱2中还浸没有两个复合电极，其中阳极7由铁和铝的混合物组成，而阴极8则单独由铁组成，直流电源由9表示，在给电极通电的情况下，穿过柱2底部引入的废水向上流动，同时经历由电解过程引起的电化学反应，在柱2中有与待处理废水混合在一起的活性炭颗粒(或颗粒形式的陶瓷/玻璃小珠)(由10C表示)。同时在一定压力下，从气源11C穿过柱2的底部12C通入气态的氧气/臭氧，以便使与待处理废水混合在一起的活性炭颗粒(或颗粒形式的陶瓷/玻璃小球)不再保持固定床。如上所述，这将产生电化学反应、流化作用、氧化和溶解空气浮选相结合的协同作用，且杂质能有效地从废水中分离出来。如上所述通过联合处理分离出来的杂质沉积在贮槽3的底部，并通过出口5随时排出，而经过如此净化后的水最好通过出口4(如所示实施例中15所示)进入另一个由塑料如聚乙烯制成的柱12C中，在柱12C中没有如聚丙烯制成的塑料滤袋13C，在水穿过上述过滤介质后，通过设置在上述过滤柱12C底部的出口14C将清澈的净化后的水排出。
在本发明方法的这些实施例中，无论改进的电解法与或者不与氧化/溶解空气浮选法相结合，这些实施例中系统的优选尺寸以及所采用的优选条件如下电解柱的高度(圆柱形) 21/2′～6′-0″柱的直径 6′～4-1/2′牺牲阳级剂量 50～700mg/l水的平均面积流速 0.2～1M/S柱中废水停留时间 3～15分此外，在本发明方法的这些实施例中，与流化床方法相结合的改进的电解法无论与或者不与氧化法(由气态的氧气或臭氧)相结合，这些实施例中该系统优选的尺寸以及所采用的优选条件如下a)电压 12～24伏;
b)电流 20～300A/千升/小时取决于杂质;
c)电极间隔 1″～3″d)基于电极总表面积的电流密度 0.5～65MA/cm2;
e)牺牲阳极剂量 20～250mg/l废水
f)柱直径 6″～5′-0″;
g)柱高 21/2′～5′;
h)活性炭颗粒的粒径 3～8mm;
i)流化床的深度 50～70%的柱高;
j)柱中废水的平均面积流速 0.15～0.5M/S;
k)柱中水力停留时间 0.25～420S;
l)每单位重量的废水中固体颗粒(活性炭颗粒)的数量 20～85gms/100gm废水本发明不同实施例的性能比较列于下表中。
应当清楚在如上所述的范围内，对本发明方法的实施作出各种各样的变更是可能的，它们都在后面所附的权利要求的范围内。

权利要求
1.一种净化废水并使其循环的废水处理方法，该方法包括使待处理废水穿过一个由塑料制成的柱向上流动，该柱中设有浸没在水中复合电极，上述电极的阳极由铁和铝的混合物构成，而阴极则单独由铁构成，该柱在其顶部有一个底部为漏斗形的用塑料制成的贮槽，在给上述电极通电的情况下，向上流动的废水经历电化学反应，由此使废水中的杂质分离出来，并从柱的顶部排走，接着对经过这步净化的水进行过滤，使它通过一个过滤介质，可选择地，如果需要这样的话，在废水电解过程中，穿过柱向上喷射亚微观空气气泡，用以在处理的过程中向上携带待处理废水中的悬浮固体，以便通过设置在柱顶部的出口将其排出。
2.一种净化废水的废水处理方法，该方法包括使待处理的废水穿过一个由塑料制成的柱向上流动，该柱中设有浸没在水中的复合电极，上述电极的阳极由铁和铝的混合物构成，而阴极则单独由铁构成，该柱在其顶部有一个底部为漏斗形的用塑料制成的贮槽，在预定压力下，从柱的底部向水中通入气态的氧气，氧气气泡穿过废水向上流动，在给电极通电的情况下，废水经受电化学反应，由此，使废水经受电化学、氧化和溶解空气浮选处理相结合的协同作用，由这种联合处理从废水中分离出来的杂质，在沉积于设置在柱的顶部的底部为漏斗形的贮槽中之后，从柱的顶部排出，并且使净化后的水从上述贮槽的顶部排出。
3.一种净化废水的废水处理方法，该方法包括使待处理的废水穿过一个由塑料制成的柱向上流动，该柱中设有浸没在水中的复合电极，上述电极的阳极由铁和铝的混合物构成，而阴极则单独由铁构成，该柱的顶部有一个底部为漏斗形的用塑料制成的贮槽，在预定的压力下，从柱的底部向水中通入气态的臭氧，使臭氧气泡穿过废水向上流动，在给电极通电的情况下，废水经受电化学反应，由此，废水经受电化学、氧化和溶解空气浮选处理相结合的协同作用，由于这种联合处理，从废水中分离出来的杂质沉积在设置在柱顶部的底部为漏斗形的贮槽中，之后从柱的顶部排去，并且使净化后的水从上述贮槽的顶部排出。
4.一种净化废水的废水处理方法，该方法包括使待处理的废水穿过一个由塑料制成的柱向上流动，该柱中设有浸没在水中的复合电极，该电极的阳极由铁和铝的混合物构成，而阴极则单独由铁构成，该柱的顶部有一个底部为漏斗形的用塑料制成的贮槽，以便在给上述电极通电的情况下，向上流动的废水经受电化学反应，在上述柱中在待处理废水内还有以颗粒形式存在的活性炭，由此在给上述电极通电的情况下，废水便经受电化学处理，以及由活性炭颗形成的流化床处理，废水中的杂质分离出来并沉积到底部为漏斗形的贮槽中，通过出口被排出。
5.一种净化废水的废水处理方法，该方法包括使待处理的废水穿过一个由塑料制成的柱向上流动，该柱中设有浸没在水中的复合电极，上述电极的阳极由铁和铝的混合物构成，而阴极则单独由铁构成，该柱的顶部有一个底部为漏斗形的用塑料制成的贮槽，在给上述电极通电的情况下，向上流动的废水经受电化学反应，在上述柱中进一步还包括与待处理废水混合在一起的陶瓷/玻璃颗粒，在给上述电极通电的情况下，废水便经受电化学处理以及由陶瓷/玻璃颗粒形成的流化床处理，废水中的杂质分离出来并沉积到底部为漏斗形的贮槽中，通过出口排出。
6.一种净化废水的废水处理方法，该方法包括使待处理的废水穿过一个由塑料制成的柱向上流动，该柱中设有浸没在水中的复合电极，该电极的阳极由铁和铝的混合物构成，而阴极则单独由铁构成，该柱的顶部有一个底部为漏斗形的用塑料制成的贮槽，以便在给上述电极通电的情况下，向上流动的废水经受电化学反应，上述柱还进一步包括存在于待处理废水内的颗粒形式的活性炭，由此，在给上述电极通电的情况下，废水便经历电化学处理以及由活性颗粒组成的流化床处理，在预定压力下，从柱的底部通入气态的氧气/臭氧，由此废水经历由电化学、氧化、流化床和溶解空气浮选相结合的协同作用，杂质从废水中分离出来，并沉积在底部为漏斗形的贮槽中，通过出口排出。
7.一种净化废水的废水处理方法，该方法包括使待处理的废水穿过一个由塑料制成的柱向上流动，该柱中设有浸没在水中的复合电极，该电极的阳极由铁和铝的混合物构成，而阴极则单独由铁构成，该柱的顶部有一个底部为漏斗形的用塑料制成的贮槽，以便在给上述电极通电的情况下，向上流动的废水经受电化学反应，上述柱还进一步包括待处理废水混合在一起的玻璃/陶瓷颗粒，在给电极通电的情况下，废水经历电化学处理以及由玻璃/陶瓷颗粒构成的流化床处理，在预定压力下，从柱子的底部引入气态的氧气/臭氧，由此废水经历电化学、氧化、流化以及溶解空气浮选相结合的协同作用，使杂质从废水中分离出来，并沉积在底部为漏斗形的贮槽中，通过其出口排出。
8.如权利要求2-7中任一权利要求所述的方法，其特征在于使经过如此净化后的水流过一个过滤介质，该过滤介质由包含聚丙烯过滤袋的、并由塑料如聚乙烯制成的柱构成。
9.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于向上喷入的亚微观空气气泡穿过柱，携带待处理废水中的悬浮固体向上浮动，以便从设置在柱顶部的出口将其排出。
10.如权利要求3所述的方法，其特征在于在35～45Psig的压力下通入臭氧，它通过对某些杂质的氧化以及通过所产生的“DAF”现象增加净化过程的效果。
11.如权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其特征在于实现这些方法所采用的条件如下电解柱的高度(园柱形) 21/2′～6′-0″柱的直径 6′～4-1/2′牺牲阳级剂量 50～700mg/l水平均面积流速 0.2～1M/sec柱中废水停留时间 3～15分
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于电极间的电流在50～650A/千升废水的范围内，电流密度选在3～40安/平方米的电极总表面面积，电极间的距离在5mm～10cm的范围内，上述参数可根据需要选择。
13.如权利要求4～7中任一权利要求所述的方法，其特征在于实施该方法所采用的条件如下a)电压 12～24伏;b)电流 20～300A/千升/小时取决于杂质;c)电极间隔 1″～3″d)基于电极总表面积的电流密度 0.5～65MA/cm2;e)牺牲阳极剂量 20～250mg/l废水;f)柱直径 6″～5′-0″;g)柱高 21/2′～5′，h)活性炭颗粒的粒径 3～8mm;i)流化床的深度 50～70%的柱高;j)柱中废水的平均面积流速 0.15～0.5M/S;k)柱中水力停留时间 0.25～420S;l)每单位重量的废水中固体颗粒(活性炭颗粒)的数量 20～85gms/100gm废水
14.一种净化废水的废水处理设备，该设备包括一个由塑料或其它任何不导电材料制成的柱，该柱中有一浸没在水中的复合电极，该电极的阳极由铁和铝的混合物构成，而阴极则单独由铁构成，而阴极则单独由铁构成，上述柱的顶部设有一个底部为漏斗形的贮槽，该贮槽是用塑料或其他任何不导电的材料制成的，在给电极通电的情况下，穿过设置柱底部的进口通入的向上流动的废水便经历电化学反应，该底部为漏斗形的贮槽有用以排走杂质以及集聚在贮槽中的浮渣的出口、所处理水溢流的出口、以及一个经过如此处理后的净化水的出口，该净化水出口与一过滤介质相连接，上述柱的底部可选择地设有一个用以喷入亚微观空气气泡的装置，在废水电解过程中，使空气气泡穿过柱向上流动。
15.一种净化废水的废水处理设备，该设备包括一个由塑料或其它任何不导电材料制成的柱，该柱中有浸没在水中的复合电极，该电极的阳极由铁和铝的混合物构成，而阴极则单独由铁构成，上述柱的顶部设有一个底部为漏斗形的用塑料或其它任何不导电材料制成的贮槽，在给上述电极通电的情况下，使穿过设在柱底部的进口通入的向上流动的废水经历电化学反应，该底部为漏斗形的贮槽带有排走杂质以及收聚在贮槽中浮渣的出口、所处理水的溢流的出口、及一个用于经过如此处理后净化水的出口，以及包括一个氧气源，在废水电解过程中在预定的压力下，该氧气源从柱的底部向废水中通入气态的氧气，使氧气气泡穿过废水向上流动。
16.一种净化废水的废水处理设备，该设备包括一个由塑料或其它任何不导电材料制成的柱，该柱中有浸没在水中的复合电极，该电极的阳极由铁和铝的混合物构成，而阴极则单独由铁构成，上述柱的顶部设有一底部为漏斗形的用塑料或其它任何不导电材料制成的贮槽，在给上述电极通电的情况下，穿过设在柱底部的进口通入的向上流动的废水经历电化学反应，该底部为漏斗形的贮槽带有排走杂质以及收聚在贮槽中浮渣的出口、所处理水的溢流的出口、和一个用于经过如此处理后净化水的出口，以及包括一臭氧源，在废水电解过程中，在预定压力下，该臭氧源从柱的底部向废水中通入气态的臭氧，使臭氧充泡穿过废水向上流动。
17.一种净化废水的废水处理设备，该设备包括一个由塑料或其它任何不导电材料制成的柱，该柱中有浸没在水中的复合电极，该电的阳极由铁和铝的混合物构成，而阴极则单独由铁构成，上述柱的顶部设有一个底部为漏斗形的用塑料或其它任何不导电材料制成的贮槽，在给上述电极通电的情况下，穿过设在柱底部的进口通入的向上流动的废水经历电化学反应，该底部为漏斗形的贮槽带有排走杂质以及收聚在贮槽中的浮渣的出口、所处理水的溢流的出口、以及一个用于经过如此处理后净化水的出口，在上述柱中在待处理废水内还有以颗粒形式存在的活性炭，由此在给上述电极通电的情况下，废水便经受电化学处理以及由活性炭颗粒形成的流化床处理，使废水中的杂质分离出来并沉积到底部为漏斗形的贮槽中，通过出口排出。
18.一种净化废水的废水处理设备，该设备包括一个由塑料或其它任何不导电材料制成的柱，该柱中有浸没在水中的复合电极，该电极的阳极由铁和铝的混合物构成，而阴极则单独由铁构成，上述柱的顶部设有一个底部为漏斗形的用塑料或其它任何不导电材料制成的贮槽，在给上述电极通电的情况下，穿过设在柱底部的进口通入的向上流动的废水经历电化学反应，该底部为漏斗形的贮槽带有排走杂质以及收聚在贮槽中的浮渣的出口、所处理水的溢流出口、以及一个用于经过如此处理后净化水的出口，在上述柱中在待处理废水内还有陶瓷/玻璃颗粒，由此在给上述电极通电的情况下，废水便经受电化学处理以及由陶瓷/玻璃颗粒形成的流化床处理，使废水中的杂质分离出来，并沉积在底部为漏斗形的贮槽中，通过出口排出。
19.一种净化废水的废水处理设备，该设备包括一个由塑料或其它任何不导电材料制成的柱，该柱中有浸没在水中的复合电极，该电极的阳极由铁和铝的混合物构成，而阴极则单独由铁构成，上述柱的顶部设有一个底部为漏斗形的用塑料或其它任何不导电材料制成的贮槽，在给上述电极通电的情况下，穿过设在柱底部的进口通入的向上流动的废水经历电化学反应，该底部为漏斗形的贮槽带有排走杂质以及收聚在贮槽中浮渣的出口、所处理水的溢出流口、以及一个用于经过如此处理后净化水的出口，在上述柱中在待处理废水内还有以颗粒形式存在的活性炭，该设备还包括一个气态氧气/臭氧源，在预定的压力下，该气态氧气/臭氧源从柱的底部向废水中通入气态的氧气/臭氧，由此使废水经历电化学、氧化、流化以及溶解空气浮选处理相结合的协同作用，使杂质从废水中分离出来，并沉积在底部为漏斗形的贮槽中，通过其出口排走。
20.一种净化废水的废水处理设备，该设备包括一个由塑料或其它任何不导电材料制成的柱，该柱中有浸没在水中的复合雨极，该电极的阳极由铁和铝的混合物构成，而阴极则单独由铁构成，上述柱的顶部设有一个底部为漏斗形的用塑料或其它任何不导电材料制成的贮槽，在给上述电极通电的情况下，穿过设在柱底部的进口通入的向上流动废水废水经历电化学反应，该底部为漏斗形的贮槽带有排走杂质以及收聚在贮槽中浮渣的出口、所处理水的溢流出口、以及一个用于经过如此处理后净化水的出口，在上述柱中在待处理废水内还有以颗粒形式存在的陶瓷/玻璃颗粒，该设备还包括一个气态氧气/臭氧源，在预定的压力下，该气态氧气/臭氧源从柱的底部向废水中通入气态的氧气/臭氧，由此使废水经历电化学、氧化、流化以及溶解空气浮选处理相结合的协同作用，使杂质从废水中分离出来，并沉积在底部为漏斗形的贮槽中，通过其出口排走。
21.如权利要求15～20中任一权利要求所述的设备，其特征在于柱的净化后水的出口连接在过滤介质上。
22.如权利要求21所述的设备，其特征在于该过滤介质由含有聚丙烯过滤袋并用塑料如聚乙烯制成的柱构成。
23.如权利要求14～16中任一权利要求所述的设备，其特征在于采用下列参数电解柱高(圆柱形) 21/2′～6′-0″柱直径 6″～4-1/2′
24.如权利要求17～20中任一权利要求所述的设备，其特征在于采用下列参数a)电极间距 1″～3″;b)柱直径 6″～5′-0″;c)柱高 21/2′～5′，
25.一种净化废水的废水处理方法，大体上如参照附图所描述的那样。
26.一种净化废水的废水处理设备，大体上如参照附图所描述和所说明的那样。
全文摘要
净化废水的处理方法，包括使废水穿过由塑料制成的柱向上流动，柱中设有浸没在水中的复合电极，阳极由铁和铝构成，阴极单独由铁构成，柱的顶部有一底部为漏斗形的塑料制成的贮槽，在电极通电时，向上流动的废水经受电化学反应，使废水中的杂质分离，并从柱的顶部排出，接着过滤，水穿过过滤介质，也可在废水电解中，穿过柱向废水中沿向上的方向喷射亚微观空气气泡，以便携带待处理废水中的悬浮固体向上浮动，然后通过设置在柱顶部的出口排出。
文档编号C02F1/461GK1107443SQ9410328
公开日1995年8月30日 申请日期1994年2月26日 优先权日1994年2月26日
发明者S·R·巴特, B·S·帕里克 申请人:印度国家研究发展公司