[發明專利]電凝裝置和方法

在審

• 申請號: 201780062382.2
• 申請日: 2017-09-08
• 公開（公告）號: CN109803930A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: K·昂格爾;M·坦圖卡爾;P·恩德勒
• 申請（專利權）人: 霍加納斯股份有限公司
• 主分類號: C02F1/463
• 分類號: C02F1/463;C02F1/467;C02F101/10;C02F101/14;C02F101/22
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 彭立兵;林柏楠

一種用于處理工藝料流，如水、廢水或工業廢物的電凝裝置。以及利用所述裝置處理工藝料流，如水或廢水或工業廢物的方法。一種配置成處理工藝料流的電凝裝置，所述裝置包括陰極；陽極，其中所述陽極是多孔并透水的；和壓力系統，其中配置所述壓力系統以使至少95％的工藝料流流過所述陽極。

技術領域

本發明的實施方案涉及電凝(electrocoagulation)裝置。該裝置可用于處理工藝料流，如污染水、廢水和工業廢物。本發明的實施方案進一步涉及使用所述裝置從工藝料流中除去污染物的電凝方法。

概述

本發明的一個方面是一種用于處理工藝料流，如污染水、廢水和工業廢物的新型電凝裝置。該裝置含有包含在加壓系統，如加壓管道系統中的多孔和可透犧牲陽極。

該陽極可含有壓實鐵粉。在一些實施方案中，該陽極可以是壓實和燒結鐵粉，而在另一些實施方案中，該陽極是壓實但未燒結的。代替燒結步驟或除燒結步驟外，陽極可以例如在200-400℃的溫度下熱處理以燒除潤滑劑。

本發明的另一方面是通過使用所述裝置的電凝除去工藝料流，如水、廢水或工業廢物中的污染物的方法。典型的工業廢物包括采礦、紡織、金屬電鍍、制革、微電子學、紙漿和紙以及釀酒(distillery)。該工藝料流可以是含水流體，如地下水、河水、工業廢水、民用廢水和/或地表水，以降低流體中的選自含氯化合物、硝酸鹽、亞硝酸鹽、重金屬、有毒無機物質、有毒有機化合物、微生物和/或其組合的污染物的含量。

本發明的某些方面和實施方案尤其適用于促進多種污染物的減少。目標污染物可由鉻、砷、鉛、氟化物、硒、放射性核素、氮類、重金屬、磷和有機化合物構成但不限于此。

本發明的某些方面和實施方案適合在使用比常規系統少的動力的同時促進至少同等的污染物減少。特別地，本發明的某些方面和實施方案另外提供陽極的高完整性和因此改進的易操作性。

背景

電凝是通過金屬，如鐵和鋁的電解氧化在水/廢水內生成金屬氫氧化物混凝劑的簡單和有效的方法。電凝的示意性和基本概念顯示在圖19中。當電流經過該系統時，從犧牲陽極釋放金屬離子，而在陰極處產生氫氧根離子和氫氣。金屬離子和氫氧根離子容易組合形成聚合金屬氫氧化物，其是優異的混凝劑。

下面以鐵和/或鋁作為陽極材料顯示在陽極、陰極和bulk液體處發生的反應。

在陽極處：

金屬的氧化：

Fe(s)→Fe²⁺+2e^-

Fe2+→Fe³⁺+e^-

水的氧化：

2H₂O→O₂+4e^-+4H⁺

在陰極處：

氫氣和氫氧根離子的產生：

2H₂O→H₂+2OH^-

4e-+4H⁺→2H₂

在bulk液體中：

金屬氫氧化物的形成：

Fe²⁺+2OH^-→Fe(OH)₂

Fe³⁺+3OH^-→Fe(OH)₃