一種模組式鐵碳填料的多級(jí)微電解-芬頓反應(yīng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到如印染、化工、電鍍、農(nóng)藥、焦化等行業(yè)廢水的凈化處理工程，屬于環(huán)保水處理領(lǐng)域，具體涉及一種模組式鐵碳填料的多級(jí)微電解-芬頓反應(yīng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵碳微電解和芬頓氧化技術(shù)是兩種不同的廢水處理技術(shù)，獨(dú)立使用均可用于高濃度、難生物降解、可生化性差的有機(jī)廢水處理。
[0003]鐵碳微電解是在酸性條件下，廢水與鐵碳微電解填料充分接觸時(shí)，廢水中鐵和碳之間形成原電池效應(yīng)(電極電位差1.2V)，在含有酸性電解質(zhì)的水溶液中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)生的新生態(tài)原子[H]和Fe2+等能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，可達(dá)到使廢水C0D降低、BOD升高、可生化性(B/C)提高和廢水脫色等效果。
[0004]芬頓反應(yīng)是在pH小于4的酸性條件下，將Fe2+和H202混合在一起得到氧化能力很強(qiáng)的.0Η(氧化電極電位2.80V)，從而將廢水中的污染物氧化分解的反應(yīng)。具有反應(yīng)迅速、氧化較徹底、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]綜上可知，二者都是在酸性條件下進(jìn)行反應(yīng)，鐵碳微電解過(guò)程中產(chǎn)生的Fe2+是芬頓反應(yīng)的主要藥劑之一?；谏鲜鲈颍饾u有研究將鐵碳微電解和芬頓氧化技術(shù)結(jié)合在一起，形成一種新的廢水處理高級(jí)氧化技術(shù)一一鐵碳微電解-芬頓氧化技術(shù)。在酸性條件下，鐵碳微電解反應(yīng)產(chǎn)生的Fe2+，與加入廢水中的H202發(fā)生強(qiáng)氧化反應(yīng)，減少好芬頓反應(yīng)Fe2+投加量，提高了裝置對(duì)污染物的處理能力。
[0006]但在實(shí)際應(yīng)用中，目前常用的鐵碳微電解-芬頓反應(yīng)裝置主要存在以下問(wèn)題:
[0007]1).使用的傳統(tǒng)鐵碳填料外形一般為圓球形、粒狀、環(huán)形或小片狀，一般由物理壓合成型，沒(méi)有經(jīng)過(guò)高溫?zé)乒袒褂弥腥菀总浕?、松化、被壓?shí)，長(zhǎng)期運(yùn)行后填料表面易脫落形成鈍化膜，部分鐵碳泥等懸浮顆粒逐漸沉積在處于底部的填料表面，阻隔了填料與廢水的有效接觸，導(dǎo)致廢水處理效率降低。
[0008]2).傳統(tǒng)鐵碳微電解反應(yīng)器中，填料一般采用堆填狀態(tài)，使用時(shí)堆在一起沒(méi)有相對(duì)固定的結(jié)構(gòu)支撐，長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)后填料尺寸變小，填料間孔隙率下降；上層含鐵較多質(zhì)量較重的填料逐漸下沉，壓碎下層較小填料的同時(shí)造成池內(nèi)填料分布不均勻，形成斷流或死水區(qū)，不僅影響廢水流態(tài)，影響微電解效果造成處理效率下降，也使后續(xù)填料更換難度大大增加。即使排空反應(yīng)器內(nèi)全部廢水進(jìn)行清理，如果暴露時(shí)間較長(zhǎng)，還可能使整個(gè)填料層全部結(jié)塊，導(dǎo)致反應(yīng)器整個(gè)報(bào)廢。
[0009]3).常用的鐵碳微電解-芬頓反應(yīng)裝置中，微電解填料堆放在一起作為一層，由于支撐板承重能力有限，填料層厚度一般較小，廢水經(jīng)過(guò)微電解層后，繼續(xù)向上推流的過(guò)程中無(wú)法與鐵碳填料再次發(fā)生接觸，微電解效果有限。
[0010]4).常用的微電解-芬頓反應(yīng)裝置中，大多在微電解單元中投加H202后開(kāi)始進(jìn)行曝氣，大量充氧會(huì)使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，減緩芬頓反應(yīng)速率，降低污染物氧化效果；但在芬頓氧化結(jié)束后卻沒(méi)有充氧曝氣，導(dǎo)致出水中Fe2+較多，加堿后形成的Fe(OH) 2質(zhì)量較輕不易沉淀，且廢水中由于殘留的Fe2+顯色導(dǎo)致廢水色度較高，視覺(jué)感觀較差。
[0011]5).芬頓反應(yīng)后形成的絮凝體，由于曝氣時(shí)間較長(zhǎng)，絮體表面附著有很多微小氣泡不易沉淀，常規(guī)沉淀方法效果不佳。
[0012]中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，公開(kāi)號(hào):103880225A，公開(kāi)日:2014.6.25，公開(kāi)了一種多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器，其特征在于它包括提升水栗、進(jìn)水管道、過(guò)氧化氫投加裝置、進(jìn)水管道混合器、配水室、多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體、取換料口、單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳?、出水澄清區(qū)、篩板布水系統(tǒng)、排泥口、反應(yīng)器出水渠、出水管和沉淀池，沉淀池包括沉淀池本體、出水管道和排泥管道。該發(fā)明所提出的一種多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器，解決了傳統(tǒng)焦化廢水處理工藝對(duì)難降解復(fù)雜有機(jī)污染物去除效果不理想而導(dǎo)致出水中C0D、氨氮、總氮及色度不達(dá)標(biāo)等問(wèn)題，對(duì)于廢水中的難降解多環(huán)、雜環(huán)類(lèi)有機(jī)物和有毒有害物質(zhì)的處理極為有效。其不足之處在于，1)過(guò)氧化氫投加裝置設(shè)置在進(jìn)水管道混合器上，使得廢水與過(guò)氧化氫的不能夠充分混合，進(jìn)一步地不利于混合液體在多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體內(nèi)所進(jìn)行的微電解和芬頓反應(yīng)；2)單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴紴榛旌衔飳?，長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)后，上層含鐵較多質(zhì)量較重的填料逐漸下沉，壓碎下層較小填料的同時(shí)造成混合物層內(nèi)填料分布不均勻，不僅影響廢水流態(tài)，而且影響微電解芬頓反應(yīng)效果，造成處理效率下降；3)取換料口取換料位于單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳拥膫?cè)面，換料的過(guò)程中不能夠保證填料均勻，且廢鐵渣要清理干凈，長(zhǎng)期堆疊會(huì)結(jié)塊，形成短流或死水區(qū)，否則會(huì)影響微電解芬頓反應(yīng)效果，難以清除，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，取換不便；4)微電解單元中投加H202后，導(dǎo)致出水中Fe 2+較多，加堿后形成的Fe(OH) 2質(zhì)量較輕不易沉淀，且廢水中由于殘留的Fe2+顯色導(dǎo)致廢水色度較高，視覺(jué)感觀較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]1.要解決的問(wèn)題
[0014]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中廢水處理存在的填料易鈍化、結(jié)塊，反應(yīng)器內(nèi)存在死區(qū)或短流區(qū)致使微電解芬頓反應(yīng)效果不佳的現(xiàn)象，本發(fā)明提出一種模組式鐵碳填料的多級(jí)微電解-芬頓反應(yīng)裝置，它解決了廢水處理效果差、出水返色的問(wèn)題，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，填料不易鈍化、結(jié)塊，安裝更換方便，裝置內(nèi)無(wú)短流區(qū)、死區(qū)產(chǎn)生，填料在池內(nèi)多層分布、處理效果穩(wěn)定。
[0015]2.技術(shù)方案
[0016]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0017]一種模組式鐵碳填料的多級(jí)微電解-芬頓反應(yīng)裝置，包括污水進(jìn)水栗、H202投加裝置和管道混合器，它還包括微電解-芬頓反應(yīng)裝置，其中，所述污水進(jìn)水栗設(shè)置在污水進(jìn)水管上，污水進(jìn)水管與所述H202投加裝置連通之后，Η 202投加裝置與所述管道混合器連通，所述的管道混合器通過(guò)管道與所述微電解-芬頓反應(yīng)裝置連通；
[0018]所述微電解-芬頓反應(yīng)裝置包括四個(gè)單元，其中有兩個(gè)微電解單元、一個(gè)氧化絮凝單元和一個(gè)沉淀單元，兩個(gè)微電解單元相連后與氧化絮凝單元連通，氧化絮凝單元與沉淀單元連通，所述的沉淀單元側(cè)面設(shè)有出水管，所述的沉淀單元底部設(shè)有排泥管。所述微電解-芬頓反應(yīng)裝置外觀呈方型，內(nèi)部沿對(duì)邊中點(diǎn)平均分為4個(gè)單元；兩微電解單元并聯(lián)，正常運(yùn)行時(shí)只使用一個(gè)，停運(yùn)維護(hù)時(shí)開(kāi)啟另一單元，可確保裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0019]優(yōu)選地，所述Η202投加裝置包括Η 202儲(chǔ)槽、Η 202加藥管和Η 202加藥栗；所述的Η 202儲(chǔ)槽的底部與h202加藥管連通，所述的H 202加藥管上設(shè)有H 202加藥栗。
[0020]優(yōu)選地，所述H202加藥管沿污水進(jìn)水管的垂線插入到橫截面的中心點(diǎn)位置，H202加藥管在污水管道內(nèi)的出口，沿水流方向反面切削，切削面與水流方向成45°?60°夾角，擴(kuò)大H202加藥管的出口面積，H 202加藥管與污水進(jìn)水管連通的位置處與管道混合器之間的距離大于300mm，使得H202能夠與污水混合均勾。
[0021]優(yōu)選地，所述微電解單元的底部設(shè)有排泥管，排泥管與集泥斗連接，集泥斗上設(shè)置有曝氣裝置，曝氣裝置上方設(shè)置有布水裝置，布水裝置上方設(shè)置有3-6層微電解反應(yīng)層，以增加廢水與填料的接觸時(shí)間，確保了微電解反應(yīng)效果，微電解反應(yīng)層上方設(shè)置有出水槽，出水槽右側(cè)底部設(shè)置有出水管，曝氣裝置所在平面、布水裝置所在平面與微電解反應(yīng)層所在平面互相平行，所述的布水裝置通過(guò)管道與所述的管道混合器連通，所述微電解單元內(nèi)的出水管與氧化絮凝單元內(nèi)的中心進(jìn)水管。由微電解單元底部進(jìn)水，微電解單元上部的出水槽出水，運(yùn)行產(chǎn)生的泥渣從設(shè)置在微電解單元底部的排泥管排放。
[0022]優(yōu)選地，所述氧化絮凝單元上方設(shè)有NaOH自動(dòng)加藥系統(tǒng)，NaOH自動(dòng)加藥系統(tǒng)由NaOH溶液儲(chǔ)槽、NaOH加藥管和NaOH感應(yīng)加藥栗，所述的NaOH溶液儲(chǔ)槽的底部與NaOH加藥管連通，所述的NaOH加藥管上設(shè)有NaOH感應(yīng)加藥栗，所述的NaOH加藥管伸入中心進(jìn)水管內(nèi)，中心進(jìn)水管設(shè)置在氧化絮凝單元的中心軸線上，中心進(jìn)水管的上部豎直插入氧化絮凝單元頂部的出水槽內(nèi)，出水槽內(nèi)設(shè)置有pH在線監(jiān)測(cè)儀，所述的pH在線監(jiān)測(cè)儀與NaOH感應(yīng)加藥栗連接，出水槽右側(cè)底部設(shè)置有出水管，中心進(jìn)水管底部設(shè)置有傘形擴(kuò)散器，氧化絮凝單元的底部設(shè)有曝氣裝置，曝氣裝置的下面設(shè)置有集泥斗，集泥斗的下面設(shè)置有排泥管，所述氧化絮凝單元內(nèi)的出水管與沉淀單元內(nèi)的中心進(jìn)水管連通。
[0023]優(yōu)選地，所述沉淀單元的中心軸線上設(shè)置有中心進(jìn)水管，中心進(jìn)水管上部豎直插入氧化絮凝單元頂部的出水槽內(nèi)，出水槽的側(cè)面底部設(shè)有出水管連通，中心進(jìn)水管穿過(guò)設(shè)置在氧化絮凝單元內(nèi)的斜板，針對(duì)芬頓反應(yīng)后形成的絮凝體，由于曝氣時(shí)間較長(zhǎng)，絮體表面附著有很多微小氣泡不易沉淀，常規(guī)沉淀方法效果不佳的現(xiàn)象；斜板用以增強(qiáng)沉淀效果；中心進(jìn)水管底部設(shè)置有傘形擴(kuò)散器，沉淀單元底部設(shè)有集泥斗，集泥斗的下面設(shè)置有排泥管。
[0024]優(yōu)選地，所述的曝氣裝置與布水裝置結(jié)構(gòu)相同，由干管、支管組成，支管對(duì)稱(chēng)均勻地設(shè)置在干管的兩側(cè)，支管與干管垂直，支管表面上設(shè)置有孔，支管上的孔與支管橫截面垂直方向呈45°夾角均勻分布在垂線兩側(cè)。以防止廢水中絮體或顆粒物堵塞孔口，曝氣裝置的孔用于曝氣，布水裝置的孔用于布水。
[0025]優(yōu)選地，所述微電解反應(yīng)層由支撐板和模組式填料組成，支撐板上并列設(shè)置有模組式填料，所述的模組式填料由片狀填料、PVC托架組成，所述的PVC托架為長(zhǎng)方體型，內(nèi)置卡槽，所述的片狀填料豎直插入卡槽內(nèi)，每層微電解反應(yīng)層上共有600?1800片片狀填料。
[0026]優(yōu)選地，其特征在于，所述中心進(jìn)水管，直徑為D，底部設(shè)置傘形擴(kuò)散器，擴(kuò)散器邊角30°，底部長(zhǎng)度為(1.2?1.5)D，所述集泥斗主視圖形狀為倒置梯形，所述排泥管直徑不小于200mm。
[0027]—種模組式鐵碳填料的多級(jí)微電解-芬頓反應(yīng)裝置的使用方法，步驟為:
[0028]A.根據(jù)上文所述，構(gòu)建所述的一種模組式鐵碳填料的多級(jí)微電解-芬頓反應(yīng)裝置；
[0029]B.檢查并確認(rèn)排泥管處于關(guān)閉狀態(tài)；
[0030]C.關(guān)閉一個(gè)與微電解單元連通的出水管上的閥門(mén)、污水進(jìn)水栗和H202加藥栗，使微電解-芬頓反應(yīng)裝置中的微電解單元僅有一個(gè)能夠用于污水處理；
[0031]D.打開(kāi)另一個(gè)與微電解單元連通的出水管上的閥門(mén)、污水進(jìn)水栗和H202加藥栗，使微電解-芬頓反應(yīng)裝置中的微電解單元僅有一個(gè)能夠用于污水處理；打開(kāi)h202加藥栗
(2)向