專利名稱：臥式微電解催化氧化反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種廢水處理裝置，具體涉及一種微電解與催化氧化相結(jié)合的物理化學(xué)廢水處理裝置。
背景技術(shù)：
廢水處理一直是環(huán)保行業(yè)關(guān)注的問題?，F(xiàn)有技術(shù)中，微電解裝置采用的鐵碳反應(yīng)器工作原理是利用電化學(xué)技術(shù)在電解質(zhì)溶液中經(jīng)腐蝕效應(yīng)形成無數(shù)微小的原電池來處理廢水，它是一種集電解、混凝、電絮凝、吸附等多種物理、化學(xué)作用于一體的廢水處理方法。進(jìn)一步說是將有機(jī)廢水通過裝有鐵屑與活性炭(1∶1體積比)的床層，由于含酸性的廢水與鐵碳之間產(chǎn)生了許許多多微小的原電池，在偏酸性溶液中，電極反應(yīng)所產(chǎn)生的新生態(tài)H具有較高的活性，能與廢水中含有的表面活性劑進(jìn)行降解反應(yīng)。在電極電位較低的陽極上，鐵失去電子生成Fe2+進(jìn)入溶液中，使電子流向碳陰極。由此產(chǎn)生的新生態(tài)Fe2+也具有很高的活性，用以克服陽極的極化作用，從而促進(jìn)鐵的電化學(xué)腐蝕，使大量的Fe2+進(jìn)入溶液形成凝聚劑，這些凝聚劑具有較高的吸附混凝活性，能有效地去除在電場(chǎng)中產(chǎn)生的改變結(jié)構(gòu)的有機(jī)物與膠體物質(zhì)，從而達(dá)到對(duì)廢水COD的去除效果。經(jīng)過鐵碳法的處理，廢水中的COD去除率約在35％左右，有時(shí)高達(dá)50％，該去除效率與COD的原始濃度有關(guān)。
傳統(tǒng)的鐵碳反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，見附圖2所示，整個(gè)筒體23被篩板22分隔成三段床層，進(jìn)水口設(shè)在筒體23的底部，出水口設(shè)在筒體23的頂部，每個(gè)床層的一側(cè)設(shè)有加料口2，另一側(cè)設(shè)有出料口9，筒體23中的每床層內(nèi)填充鐵碳混合物21，由于重力作用碳粒20在上層所占比例較大，鐵屑在下層所占比例大。工作時(shí)廢水從下端進(jìn)水口進(jìn)入鐵碳反應(yīng)器內(nèi)，從上端出水口流出，水流總體方向呈自下而上的傾斜直線，見圖2所示。傳統(tǒng)鐵碳反應(yīng)器的不足是1、反應(yīng)器內(nèi)的水流基本呈直線運(yùn)動(dòng)，存在一定的短流現(xiàn)象，這種現(xiàn)象直接影響廢水的處理效果。2、由于鐵碳的比重不同，在水流的作用下，有分層現(xiàn)象，具體為下部是以鐵為主的混合體，上部是以碳為主的混合體，鐵碳之間的接觸面小，不利于反應(yīng)。3、鐵碳反應(yīng)器內(nèi)填充的鐵碳混合體普遍存在結(jié)塊現(xiàn)象，直接影響微電解與效率。4、由于鐵碳分層和結(jié)塊現(xiàn)象，反應(yīng)器的工作效率隨時(shí)間明顯下降，甚至失效。總之，實(shí)踐證明傳統(tǒng)鐵碳反應(yīng)器在結(jié)構(gòu)上確實(shí)存在許多缺陷，而這些缺陷恰恰是導(dǎo)致傳統(tǒng)鐵碳反應(yīng)器為什么效率低、效果差的直接原因，同時(shí)，也曝露出以往在運(yùn)用鐵碳法處理廢水方面存在的問題。為此，本實(shí)用新型從改進(jìn)鐵碳反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)結(jié)合催化氧化效應(yīng)，構(gòu)思出了一種新型的鐵碳反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，以克服上述不足，提高廢水處理效果。

發(fā)明內(nèi)容
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種臥式微電解催化氧化反應(yīng)器，包括容器，該容器內(nèi)腔至少被分隔成兩個(gè)鐵碳混合床，每個(gè)混合床上對(duì)應(yīng)設(shè)有加料口和出料口，混合床中填充鐵碳混合物，容器內(nèi)腔用隔板橫向相間分隔，使各混合床形成橫向串聯(lián)節(jié)狀布置，各節(jié)混合床依次上下對(duì)角連通，以此從進(jìn)水口至出水口形成上下彎曲折流的水流通道；容器上還設(shè)有攪拌器，所述攪拌器由攪拌軸、葉片、減速器和電動(dòng)機(jī)組成，攪拌軸橫穿各節(jié)混合床，葉片設(shè)在攪拌軸上，攪拌軸一端經(jīng)減速器與電動(dòng)機(jī)連接。
上述技術(shù)方案的有關(guān)內(nèi)容解釋如下1、所述“容器”是反應(yīng)器殼體的總稱，具體可以為多種形狀，本方案以臥式圓筒狀為最佳，這種形狀最適合于裝配攪拌器。
2、所述“各混合床形成橫向串聯(lián)節(jié)狀布置”，是指各節(jié)混合床沿水平方向一個(gè)接一個(gè)的布置形態(tài)。
3、所述“各節(jié)混合床依次上下對(duì)角連通”，是指相鄰的連通部位在上下位置上相互錯(cuò)開，從而保證水流在容器內(nèi)以上下彎曲折流形式流過各節(jié)混合床。
4、再從連通結(jié)構(gòu)上看，也有三種情況，第一種是采用均勻布水管方式，具體為兩相鄰混合床在連通部位上通過穿插均勻布水管互相連通，布水管沿管道側(cè)向設(shè)有均勻布水孔。第二種是局部窗口連通方式，具體為兩相鄰混合床在連通位置相互敞開連通。第三種是局部設(shè)置篩板連通方式，具體為兩相鄰混合床在連通位置設(shè)置篩板或篩網(wǎng)連通。
5、為了疏松混合床中的鐵碳混合物，提高反應(yīng)效率，上述技術(shù)方案中可以增加曝氣裝置，曝氣裝置由曝氣泵和曝氣管構(gòu)成，曝氣管的一端連接在曝氣泵上，另一端與各節(jié)混合床底部連通，每節(jié)混合床的頂部均設(shè)有排氣管。
6、為了加速反應(yīng)速度，進(jìn)一步提高反應(yīng)效率，上述技術(shù)方案在進(jìn)入反應(yīng)器之前可以增設(shè)投藥裝置，具體為進(jìn)水口的管路上配設(shè)有投藥裝置。
7、為了加料和出料方便，將加料口設(shè)在每節(jié)混合床的頂部，出料口設(shè)在每節(jié)混合床的底部。
本實(shí)用新型工作原理是見附圖1和圖3，(1)反應(yīng)器由多節(jié)混合床橫向臥式串聯(lián)組成，混合床內(nèi)裝有鐵屑和碳粒的混合物，鐵碳的堆密度為0.8m3/噸。廢水通過進(jìn)水口依次流過各節(jié)混合床至出水口，并在反應(yīng)器內(nèi)以上下彎曲折流方式通過各節(jié)混合床。
(2)攪拌裝置分散鐵碳顆粒，使其不結(jié)塊，提高反應(yīng)效率和使用壽命。
(3)自動(dòng)加藥裝置用來滴加氧化劑和相關(guān)添加劑，提高反應(yīng)效率。
(4)曝氣裝置用來加氧，輔助氧化反應(yīng)；同時(shí)松動(dòng)鐵碳，并防止鐵碳混合床結(jié)塊而失效。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果1、本實(shí)用新型反應(yīng)器內(nèi)廢水以上下彎曲折流形式通過各節(jié)混合床。當(dāng)一個(gè)混合床內(nèi)的水流方向是自下而上時(shí)，其相鄰的混合床內(nèi)的水流方向是自上而下，兩相鄰混合床內(nèi)水流方向相反，這種獨(dú)特的水流設(shè)計(jì)一方面使廢水在反應(yīng)器內(nèi)停留的時(shí)間和流程加長(zhǎng)，另一方面使廢水與鐵碳混合物的接觸面增大，而且接觸均勻。從而提高了處理效率。
2、本實(shí)用新型在反應(yīng)器中裝配攪拌器，電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器帶動(dòng)葉片緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，將混合床中的碳與鐵上下翻動(dòng)和分散攪拌，一方面可以有效防止鐵碳粘合結(jié)塊，將反應(yīng)始終維持在高效和穩(wěn)定的工作狀態(tài)，另一方面均勻分散鐵碳還可以防止鐵碳分層，從而提高廢水處理功效。
3、本實(shí)用新型在各節(jié)混合床連通處設(shè)置均勻布水管結(jié)構(gòu)，可以使混合床中的配水更加均勻，消除了局部短流的可能，對(duì)充分發(fā)揮混合床的工效起到了積極作用。
4、本實(shí)用新型配設(shè)曝氣裝置，向鐵碳混合床內(nèi)吹入空氣，疏松鐵碳，提高反應(yīng)效率。
5、在反應(yīng)器進(jìn)水口管路上增加投藥裝置，通過投加氧化劑和催化劑，利用鐵碳反應(yīng)過程中產(chǎn)生的亞鐵離子催化氧化劑的氧化反應(yīng)。這種將鐵碳反應(yīng)器的微電解與催化氧化協(xié)同作用，其效果遠(yuǎn)比單獨(dú)效應(yīng)的疊加要高，而且氧化劑的用量大大減小。經(jīng)試驗(yàn)測(cè)驗(yàn)本實(shí)用新型反應(yīng)器中使用的氧化劑量與COD的重量比，可下降20～80％，同時(shí)COD的去除率可提高20～180％。
6、加料口設(shè)在混合床頂部，反應(yīng)器在使用過程中要補(bǔ)充鐵碳時(shí)，加料十分方便。出料口設(shè)在混合床底部，開啟出料口，通過攪拌器可自動(dòng)出料。


附圖1為本實(shí)用新型原理圖；附圖2為傳統(tǒng)鐵碳反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3為本實(shí)用新型鐵碳反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4為圖3的A-A剖視圖。
以上附圖中1、排氣管； 2、加料口； 3、布水管； 4、攪拌軸； 5、隔板； 6、減速器； 7、電動(dòng)機(jī)； 8、曝氣泵； 9、出料口； 10、葉片； 11、閥門； 12、曝氣管； 13、進(jìn)水口； 14、出水口； 15、外殼； 16、防腐襯膠； 17、耐磨襯墊； 18、篩網(wǎng)； 19、投藥裝置； 20、碳粒； 21、鐵碳混合物； 22、篩板； 23、筒體； 24、砂腔。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述實(shí)施例參見附圖1、附圖3和附圖4，一種臥式微電解催化氧化反應(yīng)器，由五個(gè)鐵碳混合床、攪拌器、曝氣裝置和投藥裝置24組成。反應(yīng)器的主體為一個(gè)臥式圓筒狀容器的外殼15，該外殼15內(nèi)壁上設(shè)有防腐襯膠16，防腐襯膠16內(nèi)設(shè)有耐磨襯墊17，耐磨襯墊17底部設(shè)有篩網(wǎng)18，篩網(wǎng)18通往砂腔24。容器內(nèi)腔用四塊隔板5橫向相間分隔成五個(gè)鐵碳混合床，五個(gè)混合床形成橫向串聯(lián)節(jié)狀布置，每個(gè)混合床的頂部設(shè)有加料口2，底部設(shè)有出料口9，混合床中填充鐵碳混合物21，各節(jié)混合床依次在上下對(duì)角位置通過布水管3連通，布水管3沿管道側(cè)向設(shè)有均勻布水孔，以此形成容器內(nèi)上下彎曲折流的水流通道，進(jìn)水口13設(shè)在前端混合床的一端，出水口14設(shè)在后端混合床的一端。
所述攪拌器由攪拌軸4、葉片10、減速器6和電動(dòng)機(jī)7組成，攪拌軸4橫穿各節(jié)混合床，葉片10設(shè)在攪拌軸4上，攪拌軸4一端經(jīng)減速器6與電動(dòng)機(jī)7連接。
所述曝氣裝置由曝氣泵8和曝氣管12構(gòu)成，曝氣管12的一端連接在曝氣泵8上，另一端與各節(jié)混合床底部連通，每節(jié)混合床的頂部均設(shè)有排氣管1。
所述投藥裝置19設(shè)在進(jìn)水口13的管路上，藥劑可使用過氧化氫。
權(quán)利要求1.一種臥式微電解催化氧化反應(yīng)器，包括容器，該容器內(nèi)腔至少被分隔成兩個(gè)鐵碳混合床，每個(gè)混合床上對(duì)應(yīng)設(shè)有加料口[2]和出料口[9]，混合床中填充鐵碳混合物[21]，其特征在于容器內(nèi)腔用隔板[5]橫向相間分隔，使各混合床形成橫向串聯(lián)節(jié)狀布置，各節(jié)混合床依次上下對(duì)角連通，以此從進(jìn)水口[13]至出水口[14]形成上下彎曲折流的水流通道；容器上還設(shè)有攪拌器，所述攪拌器由攪拌軸[4]、葉片[10]、減速器[6]和電動(dòng)機(jī)[7]組成，攪拌軸[4]橫穿各節(jié)混合床，葉片[10]設(shè)在攪拌軸[4]上，攪拌軸[4]一端經(jīng)減速器[6]與電動(dòng)機(jī)[7]連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于所述兩相鄰混合床在連通部位上通過穿插均勻布水管[3]互相連通，布水管[3]沿管道側(cè)向設(shè)有均勻布水孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于所述兩相鄰混合床在連通位置相互敞開或設(shè)置篩板連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于所述容器上還設(shè)有由曝氣泵[8]和曝氣管[12]構(gòu)成的曝氣裝置，曝氣管[12]的一端連接在曝氣泵[8]上，另一端與各節(jié)混合床底部連通，每節(jié)混合床的頂部均設(shè)有排氣管[1]。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于所述進(jìn)水口[13]的管路上還配設(shè)有投藥裝置[19]。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于所述加料口[2]設(shè)在每節(jié)混合床的頂部，出料口[9]設(shè)在每節(jié)混合床的底部。
專利摘要一種臥式微電解催化氧化反應(yīng)器,屬于降解或去除廢水中有機(jī)物的物理化學(xué)處理設(shè)備。該反應(yīng)器內(nèi)腔用隔板[5]橫向相間分隔成多個(gè)鐵碳混合床,每個(gè)混合床頂部設(shè)有加料口[2],底部設(shè)有出料口[9],混合床中填充鐵碳混合物[21],各節(jié)混合床依次在對(duì)角位置連通,以此形成容器內(nèi)上下彎曲折流的水流通道;容器上還設(shè)有攪拌器、曝氣裝置和投藥裝置[24]。攪拌器的攪拌軸[4]橫穿各節(jié)混合床,葉片[10]設(shè)在攪拌軸[4]上,攪拌軸[4]一端經(jīng)減速器[6]與電動(dòng)機(jī)[7]連接。曝氣裝置通到各混合床底部,設(shè)藥裝置設(shè)在進(jìn)水口[13]的管路上。本實(shí)用新型利用鐵碳微電解和催化氧化的協(xié)同效應(yīng)提高COD的處理效率,該反應(yīng)器對(duì)COD的去除率可達(dá)50～85%。反應(yīng)器中設(shè)計(jì)的攪拌器和曝氣裝置,具有鐵碳不結(jié)塊、不分層等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F1/461GK2513982SQ0127255
公開日2002年10月2日 申請(qǐng)日期2001年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月27日
發(fā)明者傅雁 申請(qǐng)人:弗克環(huán)保工程(蘇州)有限公司