一種高效倉式微電解發(fā)生器及其處理廢水工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種處理有機(jī)廢液的微電解裝置，尤其適用于油田措施廢液的處理。屬于微電解裝置領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]微電解技術(shù)是目前處理高濃度有機(jī)廢水的一種工藝，又稱內(nèi)電解法。經(jīng)常采用鐵碳作為微電解材料，一般是將鐵碳和碳顆粒浸沒在酸性廢水中，利用Fe-C兩級之間形成的電位差，使電解裝置中形成無數(shù)個微原電池。這些微原電池是以電位低的鐵為陽極，電位高的碳為陰極，在酸性電解質(zhì)水溶液中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，能形成1.2V左右的電位差。
[0003]其反應(yīng)過程如下:
[0004]陽極(Fe):Fe-2e—Fe2+，
[0005]陰極(C):2H+2e—2[H]4H2，
[0006]反應(yīng)中，產(chǎn)生了初生態(tài)Fe2+和新生態(tài)原子H，它們均具有高化學(xué)活性，如[Η]能與廢水中許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，破壞染料中間分子的發(fā)色基團(tuán)(如偶氮基團(tuán))，使其脫色，還能改變廢水中許多有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和特性，使有機(jī)物發(fā)生斷鏈、開環(huán)等作用，以達(dá)到提尚廢水可生化降解性，部分去除C0D的目的。若同時采用曝氣充氧措施，還發(fā)生下面反應(yīng):
[0007]02+4H++4e^2H20 ； Eo (02) = 1.23V
[0008]02+2H20+4e—40H— ； Eo (Ο2/ΟΗ— )=0.41V
[0009]4Fe2++02+4H+—2H20+4Fe3+。
[0010]因此，曝氣充氧措施一方面可通過充氣攪拌起到防止鐵肩板結(jié)的作用；另一方面，通過鐵碳曝氣反應(yīng)，即消耗了大量的H+，還能通過生成0H—使出水pH值升高，為后續(xù)催化氧化處理創(chuàng)造了條件；另外，由Fe2+氧化生成的Fe3+還可通過逐漸水解生成聚合度大的Fe(0H)3膠體絮凝劑(鐵泥)，可有效的吸附、凝聚水中的污染物，從而增強(qiáng)對廢水的凈化效果。
[0011]為了增加電位差，促進(jìn)Fe2+的釋放，有時在鐵-碳床中加入一定比例銅粉或鉛粉。還有的研究在鐵碳反應(yīng)后加Η2θ2，使陽極生成Fe2+與H2O2構(gòu)成Fenton氧化體系，從而生產(chǎn)催化氧化處理效果，加大提高廢水有機(jī)物去除效果。
[0012]微電解工藝對廢水脫色有良好的處理效果，且以廢制廢，運(yùn)行費(fèi)用低，因此在我國將具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。最近幾年，微電解處理工業(yè)廢水發(fā)展十分迅速，現(xiàn)已用于石油化工、印染、電鍍、制藥、煤氣洗滌、印刷電路板生產(chǎn)等工業(yè)廢水及含砷、含氟廢水的處理工程，并收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效果。
[0013]目前國內(nèi)外微電解設(shè)備多是采用固定床，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，推流性好，但是，存在不少實(shí)用性方面的問題:一是填料床經(jīng)過一段時間運(yùn)行后，填料表面會形成鈍化膜，另外廢水中的懸浮顆粒也會部分沉積在填料表面，阻隔了填料與廢水的有效接觸，導(dǎo)致鐵床處理效果降低，反應(yīng)速度下降；二是床體流態(tài)差，易板結(jié)，傳質(zhì)效果不理想，容易造成短路和死區(qū)，形成溝流，使處理效果降低，同時也使填料更換難度大大增加;三是鐵肩消耗快，補(bǔ)充勞動強(qiáng)度大。
[0014]為了解決這個問題，學(xué)者們采用了以下幾種方法:一是通過填料定期活化來解決鈍化的問題，鐵床的運(yùn)行周期應(yīng)通過實(shí)際運(yùn)行情況確定，一般為20d左右，填料浸洗活化時間可采用2_3h; 二是通過在鐵床填料中加入適當(dāng)?shù)妮o料(如X50聚乙烯多面空心球等)來有效避免填料出現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象，同時也有利于氣、液、固三相充分接觸;三是采用流化床裝置也能較好地解決鐵床填料板結(jié)的問題，但投資費(fèi)用及操作管理要求高使此種裝置的應(yīng)用受到一定限制。專利CN201 120187007.0，CN20 1 5 10 1 28960.0，CN20 1 320445974.1，CN201420428058.1，CN201020000374.0，都涉及了微電解裝置，且都能在一定程度上解決填料容易鈍化、板結(jié)的問題，本發(fā)明與以上專利相比，不緊解決了填料容易鈍化、板結(jié)的問題，還以獨(dú)特的方法解決短流的問題，且效果非常好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明有兩個目的，目的一是公開一種以底部布水、分層建倉、分層布?xì)獾姆绞皆O(shè)計成的高效倉式微電解發(fā)生器。該微電解發(fā)生器能夠充氧和使填料-廢液-空氣三相充分接觸，不僅提高了微電解效果，而且還可呈現(xiàn)流化床工藝的特點(diǎn)，提高傳質(zhì)效果，從而解決填料鈍化、板結(jié)的問題。該微電解發(fā)生器還可實(shí)現(xiàn)均勻布水，解決了傳統(tǒng)技術(shù)難以解決的短流問題。
[0016]本發(fā)明的目的二是公開一種高效倉式微電解發(fā)生器處理廢水的工藝。
[0017]本發(fā)明采用的具體方案為:
[0018]本發(fā)明所述的高效倉式微電解發(fā)生器，包括罐體，所述的罐體內(nèi)部垂直方向上分多層設(shè)置承托板。
[0019]其中，罐體內(nèi)部設(shè)置承托板的層數(shù)至少為7層，每兩層承托板之間的距離優(yōu)選為200-300mm。承托板可通過支撐環(huán)固定在罐體內(nèi)部。承托板可采用不銹鋼管柵狀排列制成也可采用PVC板在其板面均勻布孔制成。
[0020]每層承托板上都安裝填料倉室，填料倉室的建倉方法為:在每層承托板上鋪設(shè)尼龍網(wǎng)，然后將多個PVC管緊密豎立排放，建成蜂窩狀倉式反應(yīng)區(qū)，或者由工廠預(yù)先分割制成蜂窩狀柱狀區(qū)，并在所述的PVC管建成的蜂窩狀倉式反應(yīng)區(qū)或所述的由工廠預(yù)先分割制成的蜂窩狀柱狀區(qū)內(nèi)部填充微電解材料。
[0021]其中，優(yōu)選的PVC管高為150mm，直徑為50mm，微電解材料超出PVC管頂部50-100mm。微電解材料可以為Fe/C也可以為其他新型微電解材料，例如RE-Mg球墨鐵鑄廢料肩-非晶，本發(fā)明并未對微電解材料有所限定。
[0022]罐體內(nèi)底部設(shè)置管式布水器，所述的管式布水器設(shè)置在最底層承托板以下。
[0023]罐體內(nèi)中間位置設(shè)置分層布?xì)馄?，所述的分層布?xì)馄靼ㄘQ直主管道和主管道上分層以輻射狀設(shè)置的6根穿孔曝氣管。
[0024]高效倉式微電解發(fā)生器還包括多個加料口，加料口設(shè)置在罐體上，且在每兩層承托板之間。
[0025]高效倉式微電解發(fā)生器還包括設(shè)置在罐體上的回流口、出口和設(shè)置在罐體底部的排空口和檢修口。
[0026]高效倉式微電解發(fā)生器還包括設(shè)置在罐體上的溢流堰。
[0027]一種高效倉式微電解發(fā)生器處理廢水的工藝，其工藝流程為:廢水從高效倉式微電解發(fā)生器底部進(jìn)入向上流動，然后逐層通過填料倉室，實(shí)現(xiàn)均勻布水，通過升流水流和分層布?xì)馄鞯淖饔?，使得微電解?nèi)的填料呈流化態(tài)，使微電解材料與廢水充分接觸，完成對廢水的電解處理過程。
[0028]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0029]1、通過安裝豎立排放的PVC管或由工廠預(yù)先分割制作成蜂窩狀柱狀區(qū)，將每層電解材料的反應(yīng)區(qū)分割成不同柱狀反應(yīng)區(qū)，各區(qū)廢水上升的阻力均勻，因此能較好的實(shí)現(xiàn)廢水在各柱狀區(qū)的均勻布水，從而解決了傳統(tǒng)技術(shù)難以解決的短流問題。
[0030]2、通過分層布?xì)馄鞯氖褂茫环矫媸沟锰盍夏芴幱趹腋顟B(tài)，增加了傳質(zhì)效果，同時還可將電解過程形成的鐵泥全部帶出，解決了填料鈍化、堵塞的問題。
[0031]3、本發(fā)明可節(jié)約4