一种用于废水处理的微电解-催化氧化-混凝一体化装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于废水处理的微电解-催化氧化-混凝一体化装置，包括一个罐体，罐体底部设有布水管道用于通入废水，布水管道设有管道混合器，管道混合器连接H2SO4药箱和H2O2药箱，用于添加上述两种溶液，布水管道的下方设有底部曝气管；布水管道上方的罐体内通过孔板设有Fe-C填料层，Fe-C填料层底部设有滤帽；Fe-C填料层上方的罐体内部通过碱液进水管与NaOH药箱连通，并在其内设有上层曝气管，罐体上层内壁上设有集水槽，集水槽与出水管连通，罐体顶部设有排气孔。本实用新型将采用一体化设备，减少设备投资及设备占地面积，具有净化效率高、运行费用低、环境友好的优点，在废水处理行业具备良好的工业化前景。
【专利说明】—种用于废水处理的微电解-催化氧化-混凝一体化装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于废水处理【技术领域】，具体涉及一种废水处理过程中的大分子长链有机物、苯环及环状结构有机物的微电解-催化氧化-混凝一体化装置。
【背景技术】
[0002]化工、制药、印染等行业排放的废水中，常含有大分子长链有机物、苯环及环状结构有机物，这些物质很难被生物降解或者降解周期很长，废水中B/C比常低于0.3，不适合直接进行生化处理，需要采用铁-碳微电解、Fenton催化氧化、电催化氧化等预处理工艺将上述废水中难降解有机物通过破环、断链、直接氧化基团等方式，变成小分子、易生物降解的有机物，以此提高废水的可生化性。
[0003]目前常用预处理工艺过程参见附图3。
[0004]现有工艺设备存在以下问题:
[0005]①各处理单元为独立设备，设备投资大、占地面积大；
[0006]②铁-碳微电解反应器运行一段时间后，反应器中铁-碳填料容易板结、结块，降低处理效率甚至导致设备报废；
[0007]③铁-碳微电解反应器过度曝气导致Fe-C填料消耗量增加、出水颜色偏黄、色度去除率降低；
[0008]④Fenton催化氧化过量Fe2+增加了 H2O2用量，导致运行费用偏高。
实用新型内容
[0009]本实用新型解决的技术问题是:提供一种设备投资成本低、净化效率高、运行费用低、环境友好的微电解-催化氧化-混凝一体化装置，在废水处理行业具备良好的工业化前景。
[0010]本实用新型采用如下技术方案实现:一种用于废水处理的微电解-催化氧化-混凝一体化装置，包括一个罐体1，所述罐体底部设有布水管道4用于通入废水，所述布水管道设有管道混合器19，所述管道混合器连接H2SO4药箱22和H2O2药箱20，用于添加上述两种溶液，所述布水管道4的下方设有底部曝气管5 ;所述布水管道上方的罐体内通过孔板2设有Fe-C填料层10，所述Fe-C填料层底部设有滤帽9 ;所述Fe-C填料层上方的罐体内部通过碱液进水管17与NaOH药箱27连通，并在其内设有上层曝气管11，所述罐体上层内壁上设有集水槽13，所述集水槽与出水管12连通，所述罐体顶部设有排气孔18。
[0011]进一步的，所述Fe-C填料层10下方的罐体空间内设有ORP在线监测仪7和底部pH在线监测仪8。
[0012]进一步的，所述Fe-C填料层10下方的罐体上开设有可打开的人孔3。
[0013]进一步的，所述Fe-C填料层10上方的罐体空间内设有DO在线监测仪15和上层pH在线监测仪16。
[0014]进一步的，所述罐体顶部设有投料孔14，用于补充损耗的Fe-C填料。
[0015]进一步的，所述底部曝气管5和上层曝气管11分别与鼓风机21连接。
[0016]进一步的，所述底部曝气管5上设有空气电磁阀6，控制曝气实现Fe-C填料定期反冲洗用。
[0017]进一步的，所述布水管道4与废水预处理设备连接。
[0018]优选的，所述废水预处理设备包括依次连通的格栅井24和调节池26，所述格栅井内部设有回转格栅25用于处理大尺寸杂物，所述调节池内设有提升泵23将预处理后的废水输送至罐体内的布水管道4。
[0019]本实用新型将Fe-C微电解、Fenton催化氧化、混凝三个处理单元合并在一个一体化设备中，减少设备投资及设备占地面积；同时，解决Fe-C填料结块、板结问题，延长设备使用寿命；在采用上述技术方案处理废水中大分子长链有机物、苯环及环状结构有机物时，既能满足催化氧化必需的Fe2+浓度，又不增加氧化过量Fe2+所消耗的H2O2用量。
[0020]以下结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型中的罐体内部结构示意图。
[0022]图2为本实用新型中连接后的微电解-催化氧化-混凝一体化装置示意图。.
[0023]图3为现有的废水预处理工艺的流程图。
[0024]图中标号:1-罐体，2-孔板,3-人孔,4-布水管道,5-底部曝气管,6-空气电磁阀，7-0RP在线监测仪，8-底部pH在线监测仪，9-滤帽，1-Fe-C填料层，11-上层曝气管，12-出水管，13-集水槽，14-投料孔，15-D0在线监测仪，16-上层pH在线监测仪，17-碱液进水管，18-排气孔，19-管道混合器，20-H202药箱，21-鼓风机，22_H2S04药箱，23-提升泵，24-格栅井，25-回转格栅，26-调节池，27-NaOH药箱。
【具体实施方式】
[0025]实施例
[0026]参见图1和图2，微电解-催化氧化-混凝一体化装置的罐体I底部设有布水管道4用于通入废水，布水管道设有管道混合器19，管道混合器连接H2SO4药箱22和H2O2药箱20，用于添加上述两种溶液进行微电解反应，布水管道4的下方设有底部曝气管5 ;布水管道上方的罐体内通过孔板2设有Fe-C填料层10，Fe-C填料层底部设有滤帽9 ；Fe-C填料层上方的罐体内部通过碱液进水管17与NaOH药箱27连通，并在其内设有上层曝气管11，罐体上层内壁上设有集水槽13，集水槽与出水管12连通，罐体顶部设有排气孔18，底部曝气管5和上层曝气管11分别与鼓风机21连接,其中,底部曝气管5上设有空气电磁阀6。
[0027]具体的，上述微电解-催化氧化-混凝一体化装置还包括以下附件结构:Fe_C填料层10下方的罐体空间内设有ORP在线监测仪7和底部pH在线监测仪8 ；Fe-C填料层10下方的罐体上开设有可打开的人孔3 ;Fe-C填料层10上方的罐体空间内设有DO在线监测仪15和上层pH在线监测仪16 ;罐体顶部设有投料孔14 ;布水管道4与废水预处理设备连接，其中废水预处理设备包括依次连通的格栅井24和调节池26，格栅井内部设有回转格栅25用于处理大尺寸杂物，调节池内设有提升泵23将预处理后的废水输送至罐体内的布水管道4。
[0028]本实用新型处理废水的工艺原理如下:废水经过格栅井中的格栅将废水中直径大于5_粗颗粒及其他杂物去除后进入调节池，废水在调节池中经水质均衡后经过原水提升泵23提升，经管道混合器19进入罐体I底部的穿孔布水管道4，通过管道混合器19中加入硫酸、双氧水，加入量通过罐体底部安装的PH在线监测仪及ORP在线监测仪控制反应化学环境，其中PH控制范围为3.0?4.0，不同废水氧化还原电位控制范围不同，可通过调试期确定最佳氧化还原电位控制范围。
[0029]罐体内的Fe-C填料层的孔板上装有滤帽，滤帽起水、气通道及防止Fe-
[0030]C填料掉落的作用。设备进水一定时间后，空气电磁阀6打开，由鼓风机提供的压缩空气进入底部曝气管5，空气自滤帽9进入Fe-C填料层，将滤料松动，同时氧化剥离的小颗粒碳粒、铁屑掉入设备底部，定期打开人孔清理底部碳粒、铁屑。
[0031]催化氧化的过程是，废水进入Fe-C填料层10中，由于硫酸的加入，在酸性条件下，铁与炭之间形成无数个微小原电池，释放出活性极强的H-，新生态H-的能与废水中的苯、甲苯、二氯乙烷、杂环化合物等发生氧化-还原反，实现苯环、杂环及高分子化合物的破环、断链，Fe-C填料发生以电极下反应:
[0032]阳极Fe_2e — Fe2+
[0033]阴极2H++2e — H2
[0034]同时H2O2被Fe2+催化产生H0.和HO2 ?，从而引发和传播自由基链反应，加快有机物和还原性物质的氧化。氧化机理如下:
[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]废水经过Fe-C填料层10后，废水中部分难降解的有机物经破环、断链以及部分被催化氧化，废水的可生化性得以提高、同时部分COD被去除。
[0043]废水穿过Fe-C填料层后进入罐体上部，在此区域通过上层曝气管11通入压缩空气，空气量由DO在线监测仪控制，控制范围1.20?1.5mg/L, Fe-C填料离解出的剩余Fe2+被通入的压缩空气中的氧气氧化成Fe3+。
[0044]在通入空气的同时，通过碱液进水管17加入NaOH溶液，NaOH的加入量由PH在线监测仪控制，PH控制范围6.5?7.5。在偏碱性条件下，Fe3+与反应生成Fe (OH)3,形成Fe3+为中心的胶凝体，胶凝体有较高的吸附作用，可以吸附部分不溶性有机物进一步去除C0D。
[0045]废水的上层清液溢流入集水槽自出水管12进入后段沉淀设备；产生的氢气及通入的压缩空气由排气孔18经高空排放。
[0046]以上，仅为本实用新型具体实施案例说明，不能以此限定本实用新型的权利保护范围。凡根据本实用新型申请权利要求书及说明书内容所作的等效变化与修改，皆在本实用新型保护的范围内。
【权利要求】
1.一种用于废水处理的微电解-催化氧化-混凝一体化装置，其特征在于:包括一个罐体(I)，所述罐体底部设有布水管道(4)用于通入废水，所述布水管道设有管道混合器(19)，所述管道混合器连接H2SO4药箱(22)和H2O2药箱(20)，用于添加上述两种溶液，所述布水管道(4)的下方设有底部曝气管(5)； 所述布水管道上方的罐体内通过孔板(2)设有Fe-C填料层(10)，所述Fe-C填料层底部设有滤帽(9)； 所述Fe-C填料层上方的罐体内部通过碱液进水管(17)与NaOH药箱(27)连通，并在其内设有上层曝气管(11)，所述罐体上层内壁上设有集水槽(13)，所述集水槽与出水管(12)连通，所述罐体顶部设有排气孔(18)。
2.根据权利要求1所述的一种用于废水处理的微电解-催化氧化-混凝一体化装置，其特征在于:所述Fe-C填料层(10)下方的罐体空间内设有ORP在线监测仪(7)和底部pH在线监测仪(8)。
3.根据权利要求2所述的一种用于废水处理的微电解-催化氧化-混凝一体化装置，其特征在于:所述Fe-C填料层(10)下方的罐体上开设有可打开的人孔(3)。
4.根据权利要求1所述的一种用于废水处理的微电解-催化氧化-混凝一体化装置，其特征在于:所述Fe-C填料层(10)上方的罐体空间内设有DO在线监测仪(15)和上层pH在线监测仪(16)。
5.根据权利要求4所述的一种用于废水处理的微电解-催化氧化-混凝一体化装置，其特征在于:所述罐体顶部设有投料孔(14)。
6.根据权利要求1所述的一种用于废水处理的微电解-催化氧化-混凝一体化装置，其特征在于:所述底部曝气管(5)和上层曝气管(11)分别与鼓风机(21)连接。
7.根据权利要求6所述的一种用于废水处理的微电解-催化氧化-混凝一体化装置，其特征在于:所述底部曝气管(5)上设有空气电磁阀(6)。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种用于废水处理的微电解-催化氧化-混凝一体化装置，其特征在于:所述布水管道(4)与废水预处理设备连接。
9.根据权利要求8所述的一种用于废水处理的微电解-催化氧化-混凝一体化装置，其特征在于:所述废水预处理设备包括依次连通的格栅井(24)和调节池(26)，所述格栅井内部设有回转格栅(25)用于处理大尺寸杂物，所述调节池内设有提升泵(23)将预处理后的废水输送至罐体内的布水管道(4)。
【文档编号】C02F1/461GK204198462SQ201420515262
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年9月9日 优先权日:2014年9月9日
【发明者】虞桂强, 周响, 周芳永 申请人:湖南凯天水务有限公司