[发明专利]水净化装置和水净化方法

说明书

技术领域

本发明涉及除去从例如河川、湖泊、池塘等水引入的水中杂质的水净化装置和水净化方法。

背景技术

作为从河川、湖泊、池塘等污水中除去杂质的一种方法，已知有向污水中加入作为絮凝剂的药物，通过对污水中所含杂质的反离子效应来凝集沉淀的化学方法。污水中悬浮的10^-9至10^-6米大小范围内的颗粒称为胶体，它难以通过自然沉降和过滤来简单地分离。因此，上述化学方法能使这些微粒凝集成达到一定程度大小，然后使其分离。

胶体粒子带电荷，带负电的粒子表面特异性地吸附正离子，在其外侧形成了离子扩散层，通过粒子的移动，在与该扩散层的滑动面上产生了-20至-30mV的ζ电位。由于该ζ电位在粒子间产生了大部分的排斥能量，形成了能垒，因此絮凝剂中和了该ζ电位，减少了势垒电位，使颗粒相互吸附。

絮凝剂大致分为无机盐、有机高分子化合物和絮凝助剂。在通常采用的无机盐类中，代表性的是硫酸铝、碱性氯化铝、硫酸铁和氯化铁。当将无机盐类絮凝剂加入污水中搅拌时，絮凝剂中带正电荷的金属离子与污水中的胶体粒子负ζ电位中和并吸附。

这样，在混合絮凝剂来中和胶体粒子的ζ电位的情况下，带正电的金属离子的量需要与负的ζ电位相适应。因此，污水中的负ζ电位越大，与其对应的反应的金属粒子的量就需要越大，为了除去污水中的杂质，需要加入大量絮凝剂。

如果为了絮凝而加入许多絮凝剂，则絮凝沉淀量也因絮凝剂的添加而变多，从而使絮凝沉淀物的回收增加麻烦。而且，某些絮凝剂对自然界有影响，其用量宜尽可能地少。

因此，本发明的目的是提供能用少量絮凝剂来有效除去污水中杂质的水净化装置和水净化方法。

发明揭示

本发明的水净化装置是通过絮凝剂的抗衡粒子效应来絮凝分离污水中的杂质，在污水和絮凝剂接触的絮凝槽之前或之后装有使污水电解的电解槽。另外，本发明的水净化方法是通过絮凝剂的反离子效应来絮凝分离杂质的水净化方法，其特征是在电解污水后加入絮凝剂，或在污水加入絮凝剂后使污水电解。

根据本发明，由于污水中的胶体粒子的ζ电位通过电解而接近零，因此能降低胶体粒子的ζ电位。因而，一旦ζ电位降低，为中和胶体粒子添加的带正电絮凝剂的量就能减少，就能有效地使污水中的杂质絮凝。

用来电解污水的电解槽宜根据污水水质即污水中的杂质种类，配制在絮凝槽之前或之后。基本上，是将电解槽置于絮凝槽之前，将絮凝剂加入电解后的污水中进行絮凝。然而，将电解槽置于絮凝槽之后，在将絮凝剂加入污水中之后电解污水，这也可如上所述降低污水中的胶体粒子的ζ电位，利用少量絮凝剂就可使污水中的杂质有效地絮凝。

在这里，作为絮凝剂，可以根据污水中溶解的杂质成分，适当地使用铁、铝、铜、锌等金属板通过电解而溶解产生的金属离子，较佳的是用铁离子(Fe³⁺)。

Fe³⁺比Fe²⁺稳定。不象Fe²⁺容易氧化变成棕红色的FeO那样，Fe³⁺很少使被处理的水带色。另外，由于铁对人体没有不良影响，即使利用Fe³⁺没有絮凝而是排出也没有害。

另外，本发明的水净化装置宜有将二氧化碳混入污水中的气体混合槽。通过将二氧化碳混入污水中，将污水中氢离子浓度指数调节至最容易絮凝的数值，就能非常有效地絮凝污水中的胶体离子，除去胶体。

另外，还希望本发明的水净化装置在絮凝槽上游有检测氢离子浓度指数的装置以及根据该检测装置检测出的氢离子浓度指数调节二氧化碳向气体混合槽的供给量的装置。这样，就能自动调节与污水混合的二氧化碳的供给量，保持氢离子浓度指数一定，从而能非常有效地稳定地除去污水中的胶体粒子。

附图简述

图1是显示本发明实施方案中水净化装置的构成的方框图。图2是图1所示絮凝剂制备装置的示意图。图3显示了图2的铁离子反应槽结构，其中(a)是内部平面图，(b)是内部侧面图。图4显示了本发明其它实施方案中水净化装置结构的方框图。

实施发明的最佳方式

图1是显示本发明实施方案的水净化装置的结构的方框图。在该图中，本实施方案中的净化装置主要由以下构成，从污水引入侧依次是，电解污水的电解槽1、将二氧化碳混入电解的污水中的气体混合槽2、在污水中混入絮凝剂使污水中杂质絮凝的絮凝槽3以及使絮凝的杂质浮选分离的浮选分离槽4。