本技術(shù)屬于污水處理領域，具體的說，涉及一種基于高鐵酸鹽氧化技術(shù)的污水處理裝置。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著個人護理品、抗生素等藥品的廣泛使用，使大量人工合成化學物被釋放到水體環(huán)境中，其環(huán)境行為、毒理效應及控制處理已成為醫(yī)學、環(huán)境科學、毒理學等領域研究熱點。由于傳統(tǒng)污水處理工藝對水中有機新興污染物處理效果有限，因此，開發(fā)快速有效而經(jīng)濟的處理方式成為了環(huán)境工程領域的重點課題。高鐵酸鹽(feo42-，fe(vi))是一種同時具有氧化、吸附、絮凝、殺菌、消毒等多種功能的綠色水處理劑，?fe(vi)的強氧化性使其可以去除水中多種不易降解的有機污染物，同時還具有殺菌、除藻功能，并且其還原產(chǎn)物新生態(tài)氫氧化鐵具有較強的絮凝和吸附作用。fe(vi)在氧化去除水中的新興有機污染物方面有比較突出的優(yōu)勢，很大一部分新興污染物的結(jié)構(gòu)中含有易被fe(vi)破壞的不飽和官能團（酚羥基、芳胺基和c=c雙鍵），且這部分官能團往往是這些有機物生物效應的活性中心。但是fe(vi)自身的穩(wěn)定性及其氧化的選擇性導致其對有機污染物去除不完全。探索fe(vi)氧化污染物的反應機制并對其氧化過程進行強化是fe(vi)氧化技術(shù)的一個研究熱點。傳統(tǒng)的強化方法如與臭氧、光催化聯(lián)用技術(shù)雖然在一定程度上可以強化fe(vi)的氧化效果，但是仍無法有效氧化對于fe(vi)本身難以氧化的有機污染物。研究表明中間價態(tài)fe(v)/fe(iv)氧化有機物的反應速率常數(shù)要比fe(vi)高出2~6個數(shù)量級，而且fe(v)/fe(iv)可以降解fe(vi)所無法降解的污染物。因此，如果能在fe(vi)氧化有機污染物的過程中快速誘導fe(v)/fe(iv)的產(chǎn)生并有效利用fe(v)/fe(iv)來氧化去除水中的有機污染物，不僅可以大大提升fe(vi)氧化有機污染物的速率，而且有望降解fe(vi)難以氧化的有機污染物。

2、在均相體系中，加入還原劑將fe(ⅵ)轉(zhuǎn)化為高活性的fe(ⅳ)/fe(ⅴ)，活化劑濃度越高，產(chǎn)生fe(ⅳ)/fe(ⅴ)的速率越快，fe(ⅳ)/fe(ⅴ)的自分解越劇烈；但同時存在過量的還原劑會競爭消耗產(chǎn)生的fe(ⅳ)/fe(ⅴ)，從而降低活化效果，如h2o2活化fe(ⅵ)時，過量的h2o2會競爭消耗fe(ⅳ)/fe(ⅴ)。

3、因此開發(fā)出一種安全且能減緩fe(ⅵ)轉(zhuǎn)化為高活性的fe(ⅳ)/fe(ⅴ)速率，避免fe(ⅳ)/fe(ⅴ)劇烈自分解，實現(xiàn)fe(ⅳ)/fe(ⅴ)平穩(wěn)生成，進而實現(xiàn)污水中污染物的持續(xù)、穩(wěn)定氧化的技術(shù)很有必要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服背景技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供了一種基于高鐵酸鹽氧化技術(shù)的污水處理裝置，可實現(xiàn)具有還原性能的二氧化鈰以固態(tài)形式與高鐵酸鹽形成一個非均相體系，使fe(vi)逐漸被還原為fe(v)/fe(iv)，實現(xiàn)fe(ⅳ)/fe(ⅴ)平穩(wěn)生成，減緩fe(ⅳ)/fe(ⅴ)的自分解速率，提高fe(vi)的有效利用率，實現(xiàn)污水中新興有機污染物的持續(xù)有效去除，提高污水的凈化效率。

2、為實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

3、所述的基于高鐵酸鹽氧化技術(shù)的污水處理裝置包括污水輸送泵、高鐵酸鉀儲槽、硼酸儲槽、高鐵酸鹽儲備槽和固定床反應器；

4、所述高鐵酸鉀儲槽和硼酸儲槽分別通過管道與高鐵酸鹽儲備槽連通，且連通管道上分別設有流量計；

5、所述高鐵酸鹽儲備槽通過輸送泵和管道連接至固定床反應器的下端，所述污水輸送泵通過管道連通至固定床反應器的下端；

6、所述固定床反應器內(nèi)裝填有二氧化鈰改性活性炭填料層；固定床反應器的頂部設有出水管；

7、高鐵酸鹽儲備槽的輸送泵和污水輸送泵的出口管分別設有流量計。

8、作為優(yōu)選，所述二氧化鈰改性活性炭填料層設置在固定床反應器的中部，固定床反應器的兩端分別裝填有過濾填料層，所述二氧化鈰改性活性炭填料層和過濾填料層之間設有隔網(wǎng)。

9、作為優(yōu)選，所述的過濾填料層內(nèi)裝填玻璃珠和石英混合填料。

10、作為優(yōu)選，所述的固定床反應器的下端設有緩沖腔，所述緩沖腔與填料層之間設有隔網(wǎng)。

11、作為優(yōu)選，所述的固定床反應器的上端設有緩沖腔，所述緩沖腔與填料層之間設有隔網(wǎng)。

12、作為優(yōu)選，所述的硼酸儲槽的槽體材質(zhì)為避光材質(zhì)。

13、作為優(yōu)選，高鐵酸鹽儲備槽的輸送泵和污水輸送泵的出口管與固定床反應器之間設有預混管；高鐵酸鹽儲備槽的輸送泵和污水輸送泵的出口管分別與預混管連通，預混管與固定床反應器的底端連通。

14、本實用新型的有益效果：

15、本實用新型通過在固定床反應器內(nèi)設置二氧化鈰改性活性炭填料層，使具有還原性能的二氧化鈰以固態(tài)形式與高鐵酸鹽非均相接觸，使fe(vi)逐漸被還原為fe(v)/fe(iv)，實現(xiàn)fe(ⅳ)/fe(ⅴ)平穩(wěn)生成，減緩fe(ⅳ)/fe(ⅴ)的自分解速率，提高fe(vi)的有效利用率，實現(xiàn)污水中新興有機污染物的持續(xù)有效去除，提高污水的凈化效率。

16、本實用新型通過在二氧化鈰改性活性炭填料層的兩端分別設置過濾填料層，可對污水中固相雜質(zhì)有效過濾，避免或降低污水中固相物粘附在二氧化鈰改性活性炭上，降低固相物對有機物氧化脫出效率的影響。

17、本實用新型通過設置高鐵酸鉀儲槽和硼酸儲槽，可實現(xiàn)高鐵酸鉀-硼酸緩沖液的間歇配置，避免配置好的高鐵酸鹽儲備液的光分解。

18、本實用新型通過設置預混管，可使高鐵酸鹽與污水混合后再進入固定床反應器，使fe(vi)在污水中分散后再與二氧化鈰改性活性炭接觸，提高有機物氧化去除效率。

技術(shù)特征：

1.一種基于高鐵酸鹽氧化技術(shù)的污水處理裝置，其特征在于，包括污水輸送泵（1）、高鐵酸鉀儲槽（2）、硼酸儲槽（3）、高鐵酸鹽儲備槽（4）和固定床反應器（5）；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高鐵酸鹽氧化技術(shù)的污水處理裝置，其特征在于，所述二氧化鈰改性活性炭填料層（8）設置在固定床反應器（5）的中部，固定床反應器（5）的兩端分別設有過濾填料層（10），所述二氧化鈰改性活性炭填料層（8）和過濾填料層（10）之間設有隔網(wǎng)（11）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于高鐵酸鹽氧化技術(shù)的污水處理裝置，其特征在于，所述的過濾填料層（10）內(nèi)裝填玻璃珠和石英砂混合物。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的基于高鐵酸鹽氧化技術(shù)的污水處理裝置，其特征在于，所述的固定床反應器（5）的下端設有緩沖腔（12），所述緩沖腔（12）與填料層之間設有隔網(wǎng)（11）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高鐵酸鹽氧化技術(shù)的污水處理裝置，其特征在于，所述的固定床反應器（5）的上端設有緩沖腔（12），所述緩沖腔（12）與填料層之間設有隔網(wǎng)（11）。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高鐵酸鹽氧化技術(shù)的污水處理?裝置，其特征在于，所述的硼酸儲槽（3）的槽體材質(zhì)為避光材質(zhì)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的基于高鐵酸鹽氧化技術(shù)的污水處理裝置，其特征在于，高鐵酸鹽儲備槽（4）的輸送泵（7）和污水輸送泵（1）的出口管與固定床反應器（5）之間設有預混管（13）；高鐵酸鹽儲備槽（4）的輸送泵（7）和污水輸送泵（1）的出口管分別與預混管（13）連通，預混管（13）與固定床反應器（5）的底端連通。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及一種基于高鐵酸鹽氧化技術(shù)的污水處理裝置，屬于污水處理領域，本技術(shù)包括污水輸送泵、高鐵酸鉀儲槽、硼酸儲槽、高鐵酸鹽儲備槽和固定床反應器；高鐵酸鉀儲槽和硼酸儲槽分別通過管道與高鐵酸鹽儲備槽連通；高鐵酸鹽儲備槽通過輸送泵和管道連接至固定床反應器的下端，污水輸送泵通過管道連通至固定床反應器的下端；固定床反應器內(nèi)設有二氧化鈰改性活性炭填料層；固定床反應器的頂部設有出水管；本技術(shù)可實現(xiàn)二氧化鈰以固態(tài)形式與高鐵酸鹽形成一個非均相體系，使Fe(VI)逐漸被還原為Fe(V)/Fe(IV)，實現(xiàn)Fe(Ⅳ)/Fe(Ⅴ)平穩(wěn)生成，減緩Fe(Ⅳ)/Fe(Ⅴ)的自分解速率，提高Fe(VI)的有效利用率，實現(xiàn)污水中新興有機污染物的持續(xù)有效去除，提高污水凈化效率。

技術(shù)研發(fā)人員：林洋仟,殷翰墨,楊盈,楊學珂,徐西蒙
受保護的技術(shù)使用者：昆明理工大學
技術(shù)研發(fā)日：20240112
技術(shù)公布日：2024/12/19