一种基于模组式改良铁碳填料的连续流微电解反应装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及如印染、化工、电镀、焦化等行业废水的净化处理工程，属于环保水处理领域，特别涉及到一种基于模组式改良铁碳填料的连续流微电解反应装置。
【背景技术】
[0002]微电解法又称内电解法或铁肩法，是上世纪七十年代由日本同治矿业公司首次发明的一种污水处理工艺，最初用于重金属和电镀废水的净化处理。微电解法是目前环保水处理领域处理高浓度、高色度、高含盐量、高重金属离子、难生物降解有机废水的一种理想工艺。
[0003]微电解的反应机理是基于电化学、氧化一还原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用对废水进行处理。当废水与铁碳微电解填料充分接触时，由于铁和碳之间存在1.2V的电极电位差，废水中会形成无数个微原电池，以电位低的铁为阴极，电位高的碳为阳极，在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应。反应产生的新生态原子[H]和Fe2+等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，具体可表现为使废水COD降低、BOD升高、可生化性(B/C)提高和废水脱色等。此外，反应生成的Fe2+可进一步被氧化成Fe 3+，加碱后与OH反应生成Fe (OH) 2和Fe (OH) 3胶体絮凝剂，能大量吸附水中分散的微小颗粒，金属粒子及有机物分子，形成比较稳定的絮凝物而去除。
[0004]中国专利申请号200720190369.9，公开日2008年11月5日的专利文件公开了一种密封立式塔体微电解装置，由进料区、反应区、分离区、消泡区组成，从下而上串联排列，均为柱形筒体，进料区与反应区由布气板隔开，反应区与分离区由法兰密封连接，法兰密封圈间装有筛蓖，分离区与消泡区中间相通，四周密封连接；进料区底部设有污水进口和压缩空气进口 ；反应区由一节或多节结构相同的反应柱串联而成，各节反应柱内填充铁肩和颗粒炭，各节反应柱均由法兰密封连接，法兰密封圈间装有筛篦；分离区边侧下方设有出水溢流口 ；消泡区设泡沫溢流堰，溢流堰上方或底部外侧设有溢流口。应用该实用新型微电解装置可用来处理有机化工废水，特别适用于含有表面活性剂的污水，广泛应用于环境化工领域。
[0005]中国专利申请号201120187007.0，公开日2011年11月23日的专利文件公开了一种微电解装置，其包括:微电解反应单元，所述微电解反应单元具有承托层、位于承托层上方的微电解填料以及曝气装置。
[0006]上述传统的微电解反应装置，在实际应用中主要存在以下问题:
[0007]1.传统的微电解反应装置长期运行后部分铁碳泥等悬浮颗粒逐渐沉积在填料表面，阻隔了填料与废水的有效接触，导致废水处理效果降低；
[0008]2.传统的微电解反应装置使用一段时间后其填料变得混乱，不仅影响废水流态，影响微电解效果，造成处理效率下降，也增加了填料更换难度；
[0009]3.传统的微电解反应装置反应器运行一段时间后填料表面易形成钝化膜；传统填料在使用中容易软化、松化、被压实，反应器内开始出现局部板结和堵塞现象，导致废水处理效果降低；如果暴露时间较长，还可能导致反应器整体报废。
【发明内容】
[0010]1.要解决的问题
[0011]针对现有微电解装置使用一段时间后容易因填料变化造成废水处理效果降低、填料更换困难、长期使用甚至导致整个反应器报废的问题，本发明提供一种基于模组式改良铁碳填料的连续流微电解反应装置，其结构简单，填料的安装和更换方便，长期使用后填料不钝化、不结块，曝气孔不易堵塞，反应器内无短流区、死区产生，能长期连续运行，处理效果稳走。
[0012]2.技术方案
[0013]本发明所采用的技术方案如下:
[0014]—种基于模组式改良铁碳填料的连续流微电解反应装置，包括主体结构、进水管、反应器、集泥斗和排泥管，所述的集泥斗设置在主体结构的底部，所述的排泥管与集泥斗底部连接，所述的进水管安装在主体结构下端的侧面，其特征在于:所述的主体结构上设有供气管接口，主体结构内壁上靠近供气管接口的上方设有水平支撑点；所述的水平支撑点为向内凸起结构，水平均布在主体结构内壁上；所述的反应器设置在主体结构内部，包括反应单元；所述的反应单元从下往上依次设有曝气装置、玻璃钢栅条支撑板和模组式改良铁碳填料；
[0015]所述的曝气装置包括曝气干管和穿孔支管；所述的曝气干管与供气管接口相连；所述的穿孔支管垂直安装在曝气干管的两侧，其内部与曝气干管相通，穿孔支管与水平面平行；
[0016]所述的玻璃钢栅条支撑板放置在水平支撑点上；
[0017]所述的模组式改良铁碳填料放置在玻璃钢栅条支撑板上，其包括改良铁碳微电解填料单元和模组式PVC托架；所述的模组式PVC托架上设有垂直方向的插槽；所述的改良铁碳微电解填料单元安装在插槽内；
[0018]所述的主体结构的顶部设有溢流槽，溢流槽上设有出水管。
[0019]优选地，所述的主体结构的横截面为方形，主体结构由不锈钢或玻璃钢制造，其内衬为钢混结构的防腐层；所述的反应器包括3?6层反应单元。
[0020]优选地，所述的水平支撑点在主体结构四个内壁的竖直方向上每间隔250?400mm分别均匀地设置2?4个，一共设3?6层；所述的供气管接口设置在主体结构任意一个内壁面竖直方向的中心线位置上，供气管接口与在同一内壁上、位于其上方的水平支撑点的距离为50?100mm。
[0021]优选地，所述的曝气干管的一端设有塑料螺母紧固件，并通过塑料螺母紧固件与供气管接口连接。
[0022]优选地，所述的穿孔支管的数量为8?10对，其横截面为圆形；所述的与水平面平行的穿孔支管下表面设有供气微孔；所述的供气微孔与穿孔支管横截面圆的垂直中心线呈45°夹角，且由两个组成一组，左右对称地分布在垂线两侧；所述的两个组成一组的供气微孔在每一根穿孔支管上各有7?9组。
[0023]优选地，所述的玻璃钢栅条支撑板的外形与主体结构的横截面相对应，其厚度为15?25mm0
[0024]优选地，所述的改良铁碳微电解填料单元为高温烧制(1050°C以上)的片状结构，每片外形尺寸为:140mm(长)X 140mm(宽)XSmm(厚)，其成份中包括铜粉；所述的模组式PVC托架的外形尺寸为:150mm (长)X 150mm (宽)X 150mm (高)。
[0025]优选地，每一层反应单元中，所述的模组式改良铁碳填料的数量为100?300个，所述的改良铁碳微电解填料单元的数量为600?1800片。
[0026]—种基于模组式改良铁碳填料的连续流微电解反应装置的应用方法，其步骤为:
[0027]I)首先调节待处理污水pH值为6以下，通过栗站将调节pH值后的污水由进水管注入反应器；
[0028]2)待步骤I)中注入的污水盖过反应器中所有的反应单元，停止栗站，关闭进水管；
[0029]3)打开曝气装置向污水充入氧气，充入氧气的重量与反应器中的污水比例为5?10:1，使污水与反应单元充分接触并发生电解反应；
[0030]4)控制步骤3)的反应时间为30?90min ；
[0031]5)开启排水栗，将步骤4)中反应时间后的污水从出水管中排出；
[0032]6)打开排泥管，将步骤3)中反应产生的污泥排出。
[0033]优选地，步骤I)中调节待处理污水pH值为3?5 ;步骤3)中充入氧气重量与反应器中污水的比例为10?15:1 ;步骤4)中控制反应时间为45?60min。
[0034]3.有益效果
[0035]相比于现有技术，本发明的有益效果为:
[0036](I)本发明结构简单，填料安装、更换方便；曝气干管与主体结构上预留的供气管接口之间采用塑料螺母紧固件紧固，方便拆装维护；
[0037](2)本发明使用改良铁碳微电解填料中添加铜粉，铜粉的存在扩大了微电解反应的电位差和适用PH范围，即在传统铁碳微电解效果不佳的pH偏中性甚至碱性条件下仍可使微电解反应持续进行，使废水中的污染物在微电解作用下分解更为彻底，从而使处理效率比传统微电解填料更优；
[0038](3)本发明所采用的改良铁碳微电解填料中改良铁碳微电解填料单元为片状结构，通过高温冶炼形成铁炭一体化，相比物理混合组配压合的传统铁炭微电解填料，长期使用后也不容易钝化和板结，确保原电池反应顺利进行；此外，本发明在实际工作中运行时片状结构的改良铁碳微电解填料单元与水流方向平行一致，不会有填料上脱落的铁碳泥附着在填料表面而影响微电解效果的现象发生；
[0039](4)本发明所述的模组式改良铁碳微电解填料中的改良铁碳微电解填料单元为片状结构，插入模组式PVC托架固定成为模组式改良铁