專利名稱：一種處理廢水的鐵炭微電解裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種廢水處理裝置，具體為一種處理高濃度、難生化降解的表面活性劑廢水的微電解裝置。
背景技術(shù)：
微電解又稱內(nèi)電極法、鐵粉法、零價鐵法等技術(shù)，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。自日本同治礦業(yè)公司首次發(fā)明以來，已有很多國內(nèi)外企業(yè)利用其技術(shù)原理，改進并研制成各種廢水處理裝置。其基本原理是在電解質(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的電化學(xué)技術(shù)。在微電解法處理廢水過程中，將有機廢水通過裝有廢鐵屑和碳粒的床層，由于含酸性的廢水與鐵碳產(chǎn)生了無數(shù)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，可降解廢水中的表面活性劑。在電極電位較低的陽極，鐵失去電子生成Fe2+進入溶液中，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，能克服陽極的極化作用，從而促進鐵的·電化學(xué)腐蝕，使大量的Fe2 +進入溶液形成凝聚劑，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中產(chǎn)生的改變結(jié)構(gòu)的有機物與膠體物質(zhì)，從而達到對廢水中難生化降解的有機物及COD的去除效果。由此可知，該廢水處理裝置涉及填料的組成性能與裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計兩大技術(shù)問題。而現(xiàn)有鐵碳微電解反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)形式有立式和臥式兩種。立式反應(yīng)器的特征是工作中，水流自下而上流動，水流均勻，處理效率高，但缺點是鐵碳填料易板結(jié)、反應(yīng)器內(nèi)易形成溝流、顆粒表面易鈍化，處理效率明顯下降，嚴重時整個床層板結(jié)成一塊，處理效率急劇下降并最終導(dǎo)致設(shè)備不能正常運行。對于單層固定床，常常遇到補充填料不方便，填料不宜混合或混合不均勻的問題，處理效果較差，因鐵屑鈍化結(jié)塊，需常?；罨吹葟U鐵屑消耗，固定床完全堵塞，出料也困難。多層立式固定床，雖有多個進料口和出料口，但因鐵屑、活性碳為顆粒狀，松散，裝填也有不便之處。臥式反應(yīng)器雖安裝攪拌裝置后可克服填料的板結(jié)問題，但出現(xiàn)了水流短路、設(shè)備利用率低、密封泄漏嚴重現(xiàn)象，處理效率也不高。CN2933554Y為一種穩(wěn)定運行的新型微電解裝置，由床體、填料、多孔支撐板、反吹穿孔管、進出水口、排污口等組成的一體化裝置，反吹孔管裝在排污口上且開孔向下，通入空氣后可防止堵塞，出水口的下表面高于填料層的上表面，使填料始終處于水面以下，防止填料發(fā)生板結(jié)。該裝置未設(shè)置人孔，當(dāng)填料失效時，更換填料極不方便，勞動強度很大，只適合實驗室應(yīng)用。CN201144169Y涉及一種密封立式微電解裝置，由進料區(qū)、反應(yīng)區(qū)、分離區(qū)、消泡區(qū)組成，從下而上串聯(lián)排列，均為柱形筒體，進料區(qū)與反應(yīng)區(qū)由布氣板隔開，反應(yīng)區(qū)與分離區(qū)由法蘭密封連接，分離區(qū)與消泡區(qū)中間相通，四周密封連接；進料區(qū)底部設(shè)有污水進口和壓縮空氣進口 ；反應(yīng)區(qū)由一節(jié)或多節(jié)結(jié)構(gòu)相同的反應(yīng)柱串聯(lián)而成，各節(jié)反應(yīng)柱內(nèi)填充鐵屑和顆粒炭，各節(jié)反應(yīng)柱均由法蘭密封連接，法蘭密封圈間裝有篩篦；分離區(qū)邊側(cè)下方設(shè)有出水溢流口 ；消泡區(qū)設(shè)泡沫溢流堰，溢流堰上方或底部外側(cè)設(shè)有溢流口。雖然在裝置運行初期處理效率高，但隨著裝置的運行，反應(yīng)器內(nèi)易形成溝流且鐵屑和碳粒會逐漸發(fā)生不同程度的粘連，導(dǎo)致填充料板結(jié)、鈍化，處理效率明顯下降，嚴重時整個床層板結(jié)在一起，處理效率急劇下降而使設(shè)備不能正常運行，并且更換填充料時，需拆卸法蘭，人工操作量極大。CN2513982涉及一種臥式微電解催化氧化反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)腔用隔板橫向相間分隔成多個鐵碳混合床，每個混合床頂部設(shè)有加料口，底部設(shè)有出料口，混合床中填充鐵碳混合物，各節(jié)混合床依次在對角位置連通，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。該反應(yīng)器為臥式，占地面積較大，并且在處理廢水過程中需攪拌。總之，用微電解法處理高濃度有機廢水效果很好，但由于現(xiàn)有反應(yīng)器設(shè)計的缺陷導(dǎo)致了該方法在實際應(yīng)用中受到了很大限制。尤其在處理含有萘磺酸鹽的陰離子表面活性劑方面國內(nèi)外未見報道。因此，如何設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單，處理效率高，運行周期長、填充料更換方便的鐵碳微電解反應(yīng)器是迫切需要解決的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、處理效率高、運行周期長、便于更換填料、低能耗的污水處理設(shè)備。本實用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決一種穩(wěn)定運行的微電解裝置，為立式柱形反應(yīng)器，由進料區(qū)I、反應(yīng)區(qū)2、分離區(qū)3、消泡區(qū)4等組成的一體化裝置，進料區(qū)與反應(yīng)區(qū)由支撐板6隔開，反應(yīng)區(qū)與分離區(qū)、分離區(qū)與消泡區(qū)之間均相通；進料區(qū)I上部為柱體結(jié)構(gòu)，下部為錐體結(jié)構(gòu)，在柱體結(jié)構(gòu)中設(shè)有污水進口 11和壓縮空氣進口5 ;反應(yīng)區(qū)2裝有鐵屑粉、炭粉及催化劑做成的合金填料，在填料與支撐板6之間設(shè)置密封圈7，保證廢水和壓縮空氣從填料中通過；分離區(qū)3邊側(cè)下方設(shè)有出水溢流口 9 ;消泡區(qū)4設(shè)有泡沫溢流堰14,溢流堰底部外側(cè)設(shè)有溢流口 12。本實用新型所述的微電解裝置，在進料區(qū)I錐體結(jié)構(gòu)底部設(shè)有排渣口 10，便于污物和細小的廢渣料的排放。污水進口 11與環(huán)形布水管15相連，壓縮空氣進口 5與環(huán)形布氣管相連16，該環(huán)形布水管和和布氣管均由一系列同心圓管組成，同心圓管上均勻分布一系列微孔，以保證均勻布水、布氣，極大提高填料的處理效果。本實用新型所述的微電解裝置，在反應(yīng)區(qū)2裝有合金填料，該合金填料由廢鐵屑粉、炭粉及催化劑利用高溫微孔活化技術(shù)制作而成，具有比表面積大、活性高、處理廢水效果好且穩(wěn)定，可避免動態(tài)運行中填料鈍化、板結(jié)現(xiàn)象，極大延長裝置的運行周期，降低噸廢水處理成本；在填料與支撐板6之間設(shè)置密封圈7，保證廢水和壓縮空氣從填充料中通過，避免廢水在運行中發(fā)生“短路”現(xiàn)象，在支撐板6和密封圈7之間設(shè)有尼龍絲網(wǎng)，其孔徑小于環(huán)形布水管及布氣管上所分布的小孔的孔徑，以便截留污物和細小的廢渣料，防止堵塞布氣板；在反應(yīng)區(qū)側(cè)面下端還設(shè)有人孔8，便于裝置檢維修。本實用新型所述的微電解裝置，其分離區(qū)3實現(xiàn)液體和泡沫的分離，分離區(qū)還能隔離填料中的懸浮物，減少后續(xù)的進一步過濾。本實用新型所述的微電解裝置，消泡區(qū)4設(shè)有泡沫溢流堰，溢流堰底部外側(cè)設(shè)有溢流口 12，相鄰兩個溢流口中心軸線夾角為90°，各溢流口由連通管13相互連通，其中一個溢流口和連通管均與原水儲罐相連，便于排出并收集空氣吹脫時帶出的污染物泡沫，避免污染物泡沫溢流設(shè)備外，污染現(xiàn)場操作環(huán)境。本實用新型所述的微電解裝置相對于現(xiàn)有的微電解裝置具有以下優(yōu)點相對于現(xiàn)有技術(shù)中的微電解裝置使用鐵屑和碳兩種微電解填料，在運行中極易鈍化、板結(jié)，本實用新型使用的合金填料不鈍化、不板結(jié)，可方便地根據(jù)填料的消耗情況進行補充，無需更換，極大延長裝置的穩(wěn)定運行周期，而且可根據(jù)處理水質(zhì)的不同，通過改變填料的裝填重量來調(diào)整設(shè)計參數(shù)。相對現(xiàn)有技術(shù)中的微電解裝置，在處理廢水過程中，廢水中的懸浮物和裝置運行過程中產(chǎn)生的懸浮物聚集在微電解反應(yīng)中，造成設(shè)備阻力增加，嚴重時會堵塞微電解反應(yīng)器的填充料，致使反應(yīng)器不能正常運行。本實用新型微電解裝置采用定期清理、清洗尼龍網(wǎng)、大量送液、鼓風(fēng)松動等操作解決設(shè)備堵塞問題，使設(shè)備能夠正常穩(wěn)定運行。 相對現(xiàn)有技術(shù)中的微電解裝置，在運行過程中普遍采用直形進水、進氣管，雖然設(shè)有布水、布氣設(shè)施，但都存在布水、布氣不均，嚴重影響處理效果。本實用新型采用由一系列同心圓管組成且同心圓管上均勻分布一系列微孔的環(huán)形布水管和環(huán)形布氣管，可保證均勻布水、布氣，極大提高填料的處理效果。本實用新型通過在消泡區(qū)設(shè)泡沫溢流堰，溢流堰底部外側(cè)設(shè)溢流口，各溢流口由連通管相互連通，其中一個溢流口和連通管均與原水儲罐相連，在處理表面活性劑廢水時便于排出并收集空氣吹脫時帶出的污染物泡沫，避免其溢流至設(shè)備外、污染現(xiàn)場操作環(huán)境。

圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I的俯視圖；圖3為布水設(shè)施俯視圖；圖4為布氣設(shè)施俯視圖。以上附圖中1_進料區(qū)；2_反應(yīng)區(qū)；3_分離區(qū)；4_消泡區(qū)；5_壓縮空氣進口 ；6-布氣板；7_密封圈；8-人孔；9-出水溢流口 ；10_排渣口 ；11_污水進口 ；12_泡沫溢流口 ；13-連通管；14-泡沫溢流堰；15_布水管；16_布氣管；17-微孔。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述參見附圖I、附圖2、附圖3及附圖4，一種處理廢水的鐵炭微電解裝置，為立式柱形反應(yīng)器，由進料區(qū)I、反應(yīng)區(qū)2、分離區(qū)3、消泡區(qū)4等組成的一體化裝置，進料區(qū)與反應(yīng)區(qū)由布氣板6隔開，反應(yīng)區(qū)與分離區(qū)、分離區(qū)與消泡區(qū)之間均相通；進料區(qū)I上部為柱體結(jié)構(gòu)，下部為錐體結(jié)構(gòu)，在柱體結(jié)構(gòu)中設(shè)有污水進口 11和壓縮空氣進口 5，與其相連的為由三個同心圓管組成且同心圓管上均勻分布一系列微孔17的環(huán)形布水管15和環(huán)形布氣管16,該環(huán)形布水管和布氣管一側(cè)均由一直管相連通，保證均勻布水、布氣，下部錐體結(jié)構(gòu)中設(shè)有排渣口 10，便于污物和細小的廢渣料的排放；裝有廢鐵屑粉、炭粉及催化劑做成的合金填料，可方便地根據(jù)填料的消耗情況進行補充，無需更換，極大延長裝置的穩(wěn)定運行周期，在填料與支撐板6之間設(shè)置密封圈7，保證廢水和壓縮空氣從填料中通過，在支撐板6和密封圈7之間還設(shè)有尼龍絲網(wǎng)，其孔徑小于布水管和布氣管上所分布的微孔的孔徑，以便截留污物和細小的廢渣料，防止堵塞布水、布氣管，在反應(yīng)區(qū)側(cè)面下端還設(shè)有人孔8，便于裝置檢維修；分離區(qū)3邊側(cè)下方設(shè)有出水溢流口 9 ;消泡區(qū)4設(shè)有泡沫溢流堰14，溢流堰底部外側(cè)設(shè)有四個溢流口 12，各溢流口由連通管13相互連通，其中一個溢流口和連通管均與原水儲罐相連，在處理表面活性劑廢水時便于排出并收集 空氣吹脫時帶出的污染物泡沫，避免污染物泡沫溢流至設(shè)備外，污染現(xiàn)場操作環(huán)境。
權(quán)利要求1.一種處理廢水的鐵炭微電解裝置，為立式柱形反應(yīng)器，其特征在于由進料區(qū)(I)、反應(yīng)區(qū)(2)、分離區(qū)(3)、消泡區(qū)(4)組成的一體化裝置，進料區(qū)與反應(yīng)區(qū)由支撐板(6)隔開，反應(yīng)區(qū)與分離區(qū)、分離區(qū)與消泡區(qū)之間均相通；進料區(qū)上部為柱體結(jié)構(gòu)，下部為錐體結(jié)構(gòu)，在柱體結(jié)構(gòu)中設(shè)有污水進口(11)和壓縮空氣進口(5);反應(yīng)區(qū)裝有合金填料，在填料與支撐板之間設(shè)置密封圈(7)，分離區(qū)邊側(cè)下方設(shè)有出水溢流口(9);消泡區(qū)設(shè)有泡沫溢流堰(14)，溢流堰底部外側(cè)設(shè)有溢流口( 12)，相鄰兩個溢流口中心軸線夾角為90 °，各溢流口由連通管(13)相互連通，其中一個溢流口和連通管均與原水儲罐相連。
2.如權(quán)利要求I所述的微電解裝置，其特征在于在進料區(qū)錐體結(jié)構(gòu)底部設(shè)有排渣口(10)。
3.如權(quán)利要求I所述的微電解裝置，其特征在于污水進口與環(huán)形布水管(15)相連。
4.如權(quán)利要求I所述的微電解裝置，其特征在于壓縮空氣進口與環(huán)形布氣管(16)相連。
5.如權(quán)利要求I所述的微電解裝置，其特征在于布水管和和布氣管均由一系列同心圓管組成，同心圓管上均勻分布微孔(17 )。
6.如權(quán)利要求I所述的微電解裝置，其特征在于在支撐板和密封圈之間設(shè)有尼龍絲網(wǎng)，其孔徑小于環(huán)形布水管及布氣管上所分布的微孔的孔徑。
7.如權(quán)利要求I所述的微電解裝置，其特征在于在反應(yīng)區(qū)側(cè)面下端設(shè)有人孔(8)。
專利摘要一種處理廢水的鐵炭微電解裝置，為立式柱形反應(yīng)器，從下而上依次由進料區(qū)、反應(yīng)區(qū)、分離區(qū)、消泡區(qū)等組成的一體化裝置。進料區(qū)上部為柱體結(jié)構(gòu)，下部為錐體結(jié)構(gòu)。在柱體結(jié)構(gòu)中設(shè)有污水進口和壓縮空氣進口，與其相連的分別為環(huán)形布水管和環(huán)形布氣管，其上均勻分布一系列微孔。反應(yīng)區(qū)中填料與支撐板之間設(shè)置密封圈，支撐板和密封圈之間設(shè)有尼龍絲網(wǎng)，其孔徑小于環(huán)形布水管及布氣管上所分布的微孔的孔徑。分離區(qū)邊側(cè)下方設(shè)有出水溢流口。消泡區(qū)設(shè)有泡沫溢流堰，溢流堰底部外側(cè)設(shè)有溢流口，各溢流口由連通管相互連通，其中一個溢流口和連通管均與原水儲罐相連，便于排出并收集空氣吹脫時帶出的污染物泡沫，避免其溢流至設(shè)備外、污染現(xiàn)場操作環(huán)境。
文檔編號C02F1/461GK202744368SQ20122030113
公開日2013年2月20日 申請日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者文善雄, 何琳, 張媛, 劉軍, 劉發(fā)強, 劉光利, 梁寶鋒, 巫樹鋒, 趙瑛, 王小雄, 李常青, 賈媛媛, 周霞, 榮樹茂, 吳冬 申請人:中國石油天然氣股份有限公司