专利名称：动态微电解废水处理装置及其水处理方法
技术领域：
本发明涉及的是一种水处理技术领域的装置及其处理方法，具体是一种动态微电 解废水处理装置及其水处理方法。
背景技术：
多年来，我国在城市生活污水、可生化降解工业废水处理方面取得了巨大的成就， 为我国环境保护做出了重要的贡献。近年来随着化学、制药、石化工业的快速发展，水量少、 但浓度高、难降解、盐分高的有机废水越来越多，这类废水已成为新的公害，仅使用单一的 生化处理，根本无法达到国家的排放要求。对于这类高浓度难降解废水的处理必须采用预 处理技术，通过破坏难降解有机物的分子结构，大幅度降低COD和色度，提高废水的可生化 性，为生化处理创造条件，从而最终实现废水的达标排放目标。在众多的预处理技术中，铁炭微电解被认为是廉价的、绿色的、有效的预处理技 术，该技术以废铁屑和活性炭为原料，通过铁屑和炭粒之间形成的许多细微原电池以及铁 屑和其周围炭粉形成的较大原电池与难降解有机废水发生微电解的氧化还原反应，而进行 预处理。在微电解的同时，曝气可以提高微电解反应的氧化电位，可以有效地提高微电解反 应的效率。现有的铁炭微电解处理技术主要采用固定床处理方式——铁屑与炭粒混合交替 堆积而成的固定床，处理效果很不稳定，初期可以表现出很高的净化效率，但是随着时间的 延长，床体内的铁屑之间相互结块，堵塞反应床，严重阻碍了铁阳极的进一步反应，导致处 理效果迅速下降，甚至导致处理装置的失效。近来动态微电解废水处理装置，特别是滚筒式 微电解废水处理装置，由于能够解决床体的板结，引起了人们的兴趣。但是现有的动态微电 解废水处理装置，在装置的布水、布气、排水排气方式以及加料和卸料等方面都存在着明显 的缺陷，影响了装置的处理效率和操作。经过对现有技术的检索发现，沈滨在《中国给水排水》2002，18(6) 18-19介绍了一 种“新型滚筒反应器内电解法絮凝床”处理废水的方法；中国专利号03206783. 6公开了“连 续流强化微电解废水处理装置”应用于废水处理；中国专利号200520072494. 0公开了 “滚 动卧式微电解催化氧化反应器”应用于废水处理。基于这些装置建立的滚筒式微电解水处 理方法，很好地解决了铁炭固定床的板结堵塞等问题，但是在装置的布水、布气、排水排气 方式以及加料和卸料等方面都存在着明显的缺陷，从而影响着装置的处理效率和操作。例 如沈滨在《中国给水排水》2002，18 (6) 18-19介绍的“新型滚筒内电解法絮凝床”装置就没 有设置曝气装置，因而铁炭微电解的氧化效率较低，此外该装置也没有解决好运行过程中 铁炭的进料和出料以及维修等问题。中国专利号03206783. 6公开“连续流强化微电解废 水处理装置”，尽管在反应装置中设计了曝气，但仍未解决好铁炭微电解区的贫氧问题。该 公开将反应器分为三个区，进水区、微电解区和出水区，进气管通过给进水区曝气形成富氧 水，富氧水再进入微电解反应区；由于微电解反应区呈还原状态，进水区的富氧水进入微电 解区后很快就变成了贫氧水，特别是微电解区的远端，几乎无法得到富氧水，因而影响了装置的处理效率；此外该装置也没有对于工程运行中存在的铁炭进料、排渣等问题的解决。中 国专利号200520072494. 0公开“滚动卧式微电解催化氧化反应器”在装置中将进水口设计在 反应器内的上方，出水口也置于反应器内的上方，极容易导致进水未经有效混合，直接由出水 口排出的短路问题；同时铁炭的进料口和排渣口设计在反应器的两侧，不仅容易导致工程运 行上的铁炭分布不均勻问题的产生，而且给工程上的进料和排渣以及操作带来了困难。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种动态微电解废水处理装置及其水 处理方法，具有更高的处理效率以及氧化能力的同时方便进、出料和筒内的维修和清理。本发明是通过以下技术方案实现的本发明涉及一种动态微电解废水处理装置，包括滚筒反应器、进水管、进气管、出 水管、出气管、传动带、曝气管和支撑基座，其中滚筒反应器安装支撑基座上，驱动电机的 输出轴依次连接传动带和滚筒反应器，实现滚筒反应器的滚动，滚筒反应器的两侧设有密 封旋转接口并分别与进水管、进气管、出水管和出气管相连接，排水管的出口及曝气管均设 置于滚筒反应器的内部并与密封旋转接口相连接。所述的滚筒反应器内盛有铁炭混合物，由驱动电机驱动滚筒反应器的滚动构成动 态铁炭床，滚筒反应器内设有刮板以有效分散反应器滚动过程中的铁炭。所述的曝气管具体位于所述铁炭混合物的反应区内，该曝气管底部设有曝气孔用 于整个铁炭反应区的曝气。所述的滚筒反应器上下两侧设有用于铁炭填料或废料的加入或排出以及设备的 维修与清理的进料口和排料口。本发明涉及上述装置的水处理方法，包括以下步骤第一步、将调整至pH 1.0-5.0的废水引入盛有铁炭混合物的滚筒反应器中，启动 电机，驱动反应器旋转，并通过进气管曝气；第二步、废水在滚筒反应器中进行微电解反应，停留时间控制在0. 5-6小时，处理 后的废水经由出水口排出，实现微电解处理。本发明经滚筒式铁炭微电解反应装置处理的出水，可以经由现有Fenton氧化的 方法继续对出水进行深度处理。本发明的优点是(1)进水导管插入滚筒式反应器底部，可以使进水与铁炭床充 分混合，避免进水与出水发生短路，由于进水能与铁炭床充分接触因而提高了处理效率； (2)曝气管布置在整个铁炭反应区，铁炭床转动过程中铁炭反应区总是与空气的氧气充分 接触，使得铁炭床的氧化电位较高，具有更高的氧化能力(3)加料和出料口设计在滚筒反 应器筒壁的上方和下方，既方便进、出料又方便于筒内的维修和清理。(4)将出水管与出气 管设计为同一管道排出，比重轻的气体由上部排出，比重大的液体由下部排出，节省了反应 空间和原材料。本发明通过改变反应装置的结构，使得反应装置结构简单容易制造、反应停 留时间短、处理效率高、容易管理和维修特点，适用于各类难降解有机废水的预处理。
图1为本发明装置示意图2为实施例中排水口和放气口示意图；图中1滚筒式反应器、2进水管、3进气管、4旋转密封、5传动带(齿轮)、6刮板、 7曝气管、8曝气孔、9装料卸料口、10出气口、11出水口、12传动轴、13底座、15支撑基座、 16驱动电动机。
具体实施例方式下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。实施例1如图1和图2所示，本实施例包括滚筒反应器1、进水管2、进气管3、出水管11、 出气管10、传动带5、曝气管7和支撑基座14，其中滚筒反应器1安装在底座13的支撑基 座14上，驱动电机15固定在底座13上且驱动电机15的传动轴12依次连接传动带5与滚 筒反应器1，实现滚筒反应器1的滚动，滚筒反应器1的两侧设有密封旋转接口 4并分别与 进水管2进气管3和出水管11出气管10相连接，排水管2出口和曝气管7均设置于滚筒 反应器1的内部并与密封旋转接口 4相连接。所述的滚筒反应器1内盛有铁炭混合物，由驱动电机15驱动滚筒反应器1的滚动 构成动态铁炭床，滚筒反应器1内的刮板6有利于反应器滚动过程中铁炭的分散；所述的曝气管7具体位于所述铁炭混合物的反应区内，该曝气管底部设有曝气孔 8用于整个铁炭反应区的曝气；所述的滚筒反应器1上下两侧设有进料口和排料口 9，用于铁炭填料或废料的加 入或排出，进料口和排料口 9也可以用于设备的维修与清理，运行时进料口和排料口由密 封盖密封；本装置通过以下步骤实现水处理滚筒反应器1由有机玻璃制成，其有效体积10 升，装入铁屑和活性炭(固液比5 8)，将调整至pH 2.0的C0D6000mg/盐酸金刚烷胺配水 引入滚筒反应器1中，连续进水，启动电机15，驱动反应器旋转，并通过进气管3曝气；废水 在滚筒式反应器中进行微电解反应，停留时间控制在3小时，处理后的废水经由出水口 11 排出；经上述方法处理后的废水，废水的COD去除率为50%实施例2由实施例1采用有机玻璃制成的滚筒反应器1，滚筒反应器1的有效体积10升，装 入铁屑和活性炭(固液比5 8)，pH 1.0的C0D6000mg/盐酸金刚烷胺配水引入滚筒反应 器1中，连续进水，启动电机15，驱动反应器旋转，并通过进气管3曝气；废水在滚筒式反应 器中进行微电解反应，停留时间控制在0.5小时，处理后的废水经由出水口 11排出；经上述 方法处理后的废水，废水的COD去除率为40%实施例3由实施例1采用有机玻璃制成的滚筒反应器1，滚筒反应器1的有效体积10升，装 入铁屑和活性炭(固液比5 8)，pH 5. 0的C0D6000mg/盐酸金刚烷胺配水引入滚筒反应 器1中，连续进水，启动电机15，驱动反应器旋转，并通过进气管3曝气；废水在滚筒式反应 器中进行微电解反应，停留时间控制在6小时，处理后的废水经由出水口 11排出；经上述方法处理后的废水，废水的COD去除率为35%。经滚筒式铁炭微电解反应装置处理后的水，添 加H2O2 3ml/L，进行Fenton氧化20min，COD的去除率再提高10%。
权利要求
一种动态微电解废水处理装置，其特征在于，包括滚筒反应器、进水管、进气管、出水管、出气管、传动带、曝气管和支撑基座，其中滚筒反应器安装支撑基座上，驱动电机的输出轴依次连接传动带和滚筒反应器，实现滚筒反应器的滚动，滚筒反应器的两侧设有密封旋转接口并分别与进水管、进气管、出水管和出气管相连接，排水管的出口及曝气管均设置于滚筒反应器的内部并与密封旋转接口相连接。
2.根据权利要求1所述的动态微电解废水处理装置，其特征是，所述的滚筒反应器内 盛有铁炭混合物，由驱动电机驱动滚筒反应器的滚动构成动态铁炭床，滚筒反应器内设有 刮板以有效分散反应器滚动过程中的铁炭。
3.根据权利要求1所述的动态微电解废水处理装置，其特征是，所述的曝气管具体位 于所述铁炭混合物的反应区内，该曝气管底部设有曝气孔用于整个铁炭反应区的曝气。
4.根据权利要求1所述的动态微电解废水处理装置，其特征是，所述的滚筒反应器上 下两侧设有用于铁炭填料或废料的加入或排出以及设备的维修与清理的进料口和排料口。
5.一种根据上述任一权利要求所述动态微电解废水处理装置的水处理方法，其特征在 于，包括以下步骤第一步、将调整至PH 1.0-5.0的废水引入盛有铁炭混合物的滚筒反应器中，启动电 机，驱动反应器旋转，并通过进气管曝气；第二步、废水在滚筒反应器中进行微电解反应，停留时间控制在0. 5-6小时，处理后的 废水经由出水口排出，实现微电解处理。
全文摘要
一种水处理技术领域的动态微电解废水处理装置及其水处理方法，该装置包括滚筒反应器、进水管、进气管、出水管、出气管、传动带、曝气管和支撑基座，滚筒反应器安装支撑基座上，驱动电机的输出轴依次连接传动带和滚筒反应器，实现滚筒反应器的滚动，滚筒反应器的两侧设有密封旋转接口并分别与进水管、进气管、出水管和出气管相连接，排水管的出口及曝气管均设置于滚筒反应器的内部并与密封旋转接口相连接。本发明具有相比现有技术更高的处理效率以及氧化能力的同时方便进、出料和筒内的维修和清理。
文档编号C02F1/461GK101973606SQ20101055348
公开日2011年2月16日 申请日期2010年11月19日 优先权日2010年11月19日
发明者刘晓冉, 周保学, 宋永会, 李金花, 郑耿涛 申请人:上海交通大学