一種用于廢水處理的微電解-催化氧化-混凝一體化裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于廢水處理的微電解-催化氧化-混凝一體化裝置，包括一個(gè)罐體，罐體底部設(shè)有布水管道用于通入廢水，布水管道設(shè)有管道混合器，管道混合器連接H2SO4藥箱和H2O2藥箱，用于添加上述兩種溶液，布水管道的下方設(shè)有底部曝氣管；布水管道上方的罐體內(nèi)通過(guò)孔板設(shè)有Fe-C填料層，F(xiàn)e-C填料層底部設(shè)有濾帽；Fe-C填料層上方的罐體內(nèi)部通過(guò)堿液進(jìn)水管與NaOH藥箱連通，并在其內(nèi)設(shè)有上層曝氣管，罐體上層內(nèi)壁上設(shè)有集水槽，集水槽與出水管連通，罐體頂部設(shè)有排氣孔。本實(shí)用新型將采用一體化設(shè)備，減少設(shè)備投資及設(shè)備占地面積，具有凈化效率高、運(yùn)行費(fèi)用低、環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)，在廢水處理行業(yè)具備良好的工業(yè)化前景。
【專利說(shuō)明】—種用于廢水處理的微電解-催化氧化-混凝一體化裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于廢水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種廢水處理過(guò)程中的大分子長(zhǎng)鏈有機(jī)物、苯環(huán)及環(huán)狀結(jié)構(gòu)有機(jī)物的微電解-催化氧化-混凝一體化裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]化工、制藥、印染等行業(yè)排放的廢水中，常含有大分子長(zhǎng)鏈有機(jī)物、苯環(huán)及環(huán)狀結(jié)構(gòu)有機(jī)物，這些物質(zhì)很難被生物降解或者降解周期很長(zhǎng)，廢水中B/C比常低于0.3，不適合直接進(jìn)行生化處理，需要采用鐵-碳微電解、Fenton催化氧化、電催化氧化等預(yù)處理工藝將上述廢水中難降解有機(jī)物通過(guò)破環(huán)、斷鏈、直接氧化基團(tuán)等方式，變成小分子、易生物降解的有機(jī)物，以此提高廢水的可生化性。
[0003]目前常用預(yù)處理工藝過(guò)程參見(jiàn)附圖3。
[0004]現(xiàn)有工藝設(shè)備存在以下問(wèn)題:
[0005]①各處理單元為獨(dú)立設(shè)備，設(shè)備投資大、占地面積大；
[0006]②鐵-碳微電解反應(yīng)器運(yùn)行一段時(shí)間后，反應(yīng)器中鐵-碳填料容易板結(jié)、結(jié)塊，降低處理效率甚至導(dǎo)致設(shè)備報(bào)廢；
[0007]③鐵-碳微電解反應(yīng)器過(guò)度曝氣導(dǎo)致Fe-C填料消耗量增加、出水顏色偏黃、色度去除率降低；
[0008]④Fenton催化氧化過(guò)量Fe2+增加了 H2O2用量，導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi)用偏高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種設(shè)備投資成本低、凈化效率高、運(yùn)行費(fèi)用低、環(huán)境友好的微電解-催化氧化-混凝一體化裝置，在廢水處理行業(yè)具備良好的工業(yè)化前景。
[0010]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種用于廢水處理的微電解-催化氧化-混凝一體化裝置，包括一個(gè)罐體1，所述罐體底部設(shè)有布水管道4用于通入廢水，所述布水管道設(shè)有管道混合器19，所述管道混合器連接H2SO4藥箱22和H2O2藥箱20，用于添加上述兩種溶液，所述布水管道4的下方設(shè)有底部曝氣管5 ;所述布水管道上方的罐體內(nèi)通過(guò)孔板2設(shè)有Fe-C填料層10，所述Fe-C填料層底部設(shè)有濾帽9 ;所述Fe-C填料層上方的罐體內(nèi)部通過(guò)堿液進(jìn)水管17與NaOH藥箱27連通，并在其內(nèi)設(shè)有上層曝氣管11，所述罐體上層內(nèi)壁上設(shè)有集水槽13，所述集水槽與出水管12連通，所述罐體頂部設(shè)有排氣孔18。
[0011]進(jìn)一步的，所述Fe-C填料層10下方的罐體空間內(nèi)設(shè)有ORP在線監(jiān)測(cè)儀7和底部pH在線監(jiān)測(cè)儀8。
[0012]進(jìn)一步的，所述Fe-C填料層10下方的罐體上開(kāi)設(shè)有可打開(kāi)的人孔3。
[0013]進(jìn)一步的，所述Fe-C填料層10上方的罐體空間內(nèi)設(shè)有DO在線監(jiān)測(cè)儀15和上層pH在線監(jiān)測(cè)儀16。
[0014]進(jìn)一步的，所述罐體頂部設(shè)有投料孔14，用于補(bǔ)充損耗的Fe-C填料。
[0015]進(jìn)一步的，所述底部曝氣管5和上層曝氣管11分別與鼓風(fēng)機(jī)21連接。
[0016]進(jìn)一步的，所述底部曝氣管5上設(shè)有空氣電磁閥6，控制曝氣實(shí)現(xiàn)Fe-C填料定期反沖洗用。
[0017]進(jìn)一步的，所述布水管道4與廢水預(yù)處理設(shè)備連接。
[0018]優(yōu)選的，所述廢水預(yù)處理設(shè)備包括依次連通的格柵井24和調(diào)節(jié)池26，所述格柵井內(nèi)部設(shè)有回轉(zhuǎn)格柵25用于處理大尺寸雜物，所述調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)有提升泵23將預(yù)處理后的廢水輸送至罐體內(nèi)的布水管道4。
[0019]本實(shí)用新型將Fe-C微電解、Fenton催化氧化、混凝三個(gè)處理單元合并在一個(gè)一體化設(shè)備中，減少設(shè)備投資及設(shè)備占地面積；同時(shí)，解決Fe-C填料結(jié)塊、板結(jié)問(wèn)題，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命；在采用上述技術(shù)方案處理廢水中大分子長(zhǎng)鏈有機(jī)物、苯環(huán)及環(huán)狀結(jié)構(gòu)有機(jī)物時(shí)，既能滿足催化氧化必需的Fe2+濃度，又不增加氧化過(guò)量Fe2+所消耗的H2O2用量。
[0020]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型中的罐體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為本實(shí)用新型中連接后的微電解-催化氧化-混凝一體化裝置示意圖。.
[0023]圖3為現(xiàn)有的廢水預(yù)處理工藝的流程圖。
[0024]圖中標(biāo)號(hào):1-罐體，2-孔板,3-人孔,4-布水管道,5-底部曝氣管,6-空氣電磁閥，7-0RP在線監(jiān)測(cè)儀，8-底部pH在線監(jiān)測(cè)儀，9-濾帽，1-Fe-C填料層，11-上層曝氣管，12-出水管，13-集水槽，14-投料孔，15-D0在線監(jiān)測(cè)儀，16-上層pH在線監(jiān)測(cè)儀，17-堿液進(jìn)水管，18-排氣孔，19-管道混合器，20-H202藥箱，21-鼓風(fēng)機(jī)，22_H2S04藥箱，23-提升泵，24-格柵井，25-回轉(zhuǎn)格柵，26-調(diào)節(jié)池，27-NaOH藥箱。

【具體實(shí)施方式】
[0025]實(shí)施例
[0026]參見(jiàn)圖1和圖2，微電解-催化氧化-混凝一體化裝置的罐體I底部設(shè)有布水管道4用于通入廢水，布水管道設(shè)有管道混合器19，管道混合器連接H2SO4藥箱22和H2O2藥箱20，用于添加上述兩種溶液進(jìn)行微電解反應(yīng)，布水管道4的下方設(shè)有底部曝氣管5 ;布水管道上方的罐體內(nèi)通過(guò)孔板2設(shè)有Fe-C填料層10，F(xiàn)e-C填料層底部設(shè)有濾帽9 ；Fe-C填料層上方的罐體內(nèi)部通過(guò)堿液進(jìn)水管17與NaOH藥箱27連通，并在其內(nèi)設(shè)有上層曝氣管11，罐體上層內(nèi)壁上設(shè)有集水槽13，集水槽與出水管12連通，罐體頂部設(shè)有排氣孔18，底部曝氣管5和上層曝氣管11分別與鼓風(fēng)機(jī)21連接,其中,底部曝氣管5上設(shè)有空氣電磁閥6。
[0027]具體的，上述微電解-催化氧化-混凝一體化裝置還包括以下附件結(jié)構(gòu):Fe_C填料層10下方的罐體空間內(nèi)設(shè)有ORP在線監(jiān)測(cè)儀7和底部pH在線監(jiān)測(cè)儀8 ；Fe-C填料層10下方的罐體上開(kāi)設(shè)有可打開(kāi)的人孔3 ;Fe-C填料層10上方的罐體空間內(nèi)設(shè)有DO在線監(jiān)測(cè)儀15和上層pH在線監(jiān)測(cè)儀16 ;罐體頂部設(shè)有投料孔14 ;布水管道4與廢水預(yù)處理設(shè)備連接，其中廢水預(yù)處理設(shè)備包括依次連通的格柵井24和調(diào)節(jié)池26，格柵井內(nèi)部設(shè)有回轉(zhuǎn)格柵25用于處理大尺寸雜物，調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)有提升泵23將預(yù)處理后的廢水輸送至罐體內(nèi)的布水管道4。
[0028]本實(shí)用新型處理廢水的工藝原理如下:廢水經(jīng)過(guò)格柵井中的格柵將廢水中直徑大于5_粗顆粒及其他雜物去除后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，廢水在調(diào)節(jié)池中經(jīng)水質(zhì)均衡后經(jīng)過(guò)原水提升泵23提升，經(jīng)管道混合器19進(jìn)入罐體I底部的穿孔布水管道4，通過(guò)管道混合器19中加入硫酸、雙氧水，加入量通過(guò)罐體底部安裝的PH在線監(jiān)測(cè)儀及ORP在線監(jiān)測(cè)儀控制反應(yīng)化學(xué)環(huán)境，其中PH控制范圍為3.0?4.0，不同廢水氧化還原電位控制范圍不同，可通過(guò)調(diào)試期確定最佳氧化還原電位控制范圍。
[0029]罐體內(nèi)的Fe-C填料層的孔板上裝有濾帽，濾帽起水、氣通道及防止Fe-
[0030]C填料掉落的作用。設(shè)備進(jìn)水一定時(shí)間后，空氣電磁閥6打開(kāi)，由鼓風(fēng)機(jī)提供的壓縮空氣進(jìn)入底部曝氣管5，空氣自濾帽9進(jìn)入Fe-C填料層，將濾料松動(dòng)，同時(shí)氧化剝離的小顆粒碳粒、鐵屑掉入設(shè)備底部，定期打開(kāi)人孔清理底部碳粒、鐵屑。
[0031]催化氧化的過(guò)程是，廢水進(jìn)入Fe-C填料層10中，由于硫酸的加入，在酸性條件下，鐵與炭之間形成無(wú)數(shù)個(gè)微小原電池，釋放出活性極強(qiáng)的H-，新生態(tài)H-的能與廢水中的苯、甲苯、二氯乙烷、雜環(huán)化合物等發(fā)生氧化-還原反，實(shí)現(xiàn)苯環(huán)、雜環(huán)及高分子化合物的破環(huán)、斷鏈，F(xiàn)e-C填料發(fā)生以電極下反應(yīng):
[0032]陽(yáng)極Fe_2e — Fe2+
[0033]陰極2H++2e — H2
[0034]同時(shí)H2O2被Fe2+催化產(chǎn)生H0.和HO2 ?，從而引發(fā)和傳播自由基鏈反應(yīng)，加快有機(jī)物和還原性物質(zhì)的氧化。氧化機(jī)理如下:
[0035]RH+H0.— R.+H2O
[0036]R.+O2 — RO0.
[0037]RH+R00.— R00H+R.
[0038]RO0.+RO0.— ROH+Rj COR2+O2
[0039]RH+02 — R.+HO2.
[0040]HO2.— H++02._
[0041]R.+O2.- — ROO- —...C02+H02
[0042]廢水經(jīng)過(guò)Fe-C填料層10后，廢水中部分難降解的有機(jī)物經(jīng)破環(huán)、斷鏈以及部分被催化氧化，廢水的可生化性得以提高、同時(shí)部分COD被去除。
[0043]廢水穿過(guò)Fe-C填料層后進(jìn)入罐體上部，在此區(qū)域通過(guò)上層曝氣管11通入壓縮空氣，空氣量由DO在線監(jiān)測(cè)儀控制，控制范圍1.20?1.5mg/L, Fe-C填料離解出的剩余Fe2+被通入的壓縮空氣中的氧氣氧化成Fe3+。
[0044]在通入空氣的同時(shí)，通過(guò)堿液進(jìn)水管17加入NaOH溶液，NaOH的加入量由PH在線監(jiān)測(cè)儀控制，PH控制范圍6.5?7.5。在偏堿性條件下，F(xiàn)e3+與反應(yīng)生成Fe (OH)3,形成Fe3+為中心的膠凝體，膠凝體有較高的吸附作用，可以吸附部分不溶性有機(jī)物進(jìn)一步去除C0D。
[0045]廢水的上層清液溢流入集水槽自出水管12進(jìn)入后段沉淀設(shè)備；產(chǎn)生的氫氣及通入的壓縮空氣由排氣孔18經(jīng)高空排放。
[0046]以上，僅為本實(shí)用新型具體實(shí)施案例說(shuō)明，不能以此限定本實(shí)用新型的權(quán)利保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型申請(qǐng)權(quán)利要求書及說(shuō)明書內(nèi)容所作的等效變化與修改，皆在本實(shí)用新型保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于廢水處理的微電解-催化氧化-混凝一體化裝置，其特征在于:包括一個(gè)罐體(I)，所述罐體底部設(shè)有布水管道(4)用于通入廢水，所述布水管道設(shè)有管道混合器(19)，所述管道混合器連接H2SO4藥箱(22)和H2O2藥箱(20)，用于添加上述兩種溶液，所述布水管道(4)的下方設(shè)有底部曝氣管(5)； 所述布水管道上方的罐體內(nèi)通過(guò)孔板(2)設(shè)有Fe-C填料層(10)，所述Fe-C填料層底部設(shè)有濾帽(9)； 所述Fe-C填料層上方的罐體內(nèi)部通過(guò)堿液進(jìn)水管(17)與NaOH藥箱(27)連通，并在其內(nèi)設(shè)有上層曝氣管(11)，所述罐體上層內(nèi)壁上設(shè)有集水槽(13)，所述集水槽與出水管(12)連通，所述罐體頂部設(shè)有排氣孔(18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于廢水處理的微電解-催化氧化-混凝一體化裝置，其特征在于:所述Fe-C填料層(10)下方的罐體空間內(nèi)設(shè)有ORP在線監(jiān)測(cè)儀(7)和底部pH在線監(jiān)測(cè)儀(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于廢水處理的微電解-催化氧化-混凝一體化裝置，其特征在于:所述Fe-C填料層(10)下方的罐體上開(kāi)設(shè)有可打開(kāi)的人孔(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于廢水處理的微電解-催化氧化-混凝一體化裝置，其特征在于:所述Fe-C填料層(10)上方的罐體空間內(nèi)設(shè)有DO在線監(jiān)測(cè)儀(15)和上層pH在線監(jiān)測(cè)儀(16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于廢水處理的微電解-催化氧化-混凝一體化裝置，其特征在于:所述罐體頂部設(shè)有投料孔(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于廢水處理的微電解-催化氧化-混凝一體化裝置，其特征在于:所述底部曝氣管(5)和上層曝氣管(11)分別與鼓風(fēng)機(jī)(21)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于廢水處理的微電解-催化氧化-混凝一體化裝置，其特征在于:所述底部曝氣管(5)上設(shè)有空氣電磁閥(6)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的一種用于廢水處理的微電解-催化氧化-混凝一體化裝置，其特征在于:所述布水管道(4)與廢水預(yù)處理設(shè)備連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于廢水處理的微電解-催化氧化-混凝一體化裝置，其特征在于:所述廢水預(yù)處理設(shè)備包括依次連通的格柵井(24)和調(diào)節(jié)池(26)，所述格柵井內(nèi)部設(shè)有回轉(zhuǎn)格柵(25)用于處理大尺寸雜物，所述調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)有提升泵(23)將預(yù)處理后的廢水輸送至罐體內(nèi)的布水管道(4)。
【文檔編號(hào)】C02F1/461GK204198462SQ201420515262
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月9日
【發(fā)明者】虞桂強(qiáng), 周響, 周芳永 申請(qǐng)人:湖南凱天水務(wù)有限公司