一種基于二氧化碳的鐵碳微電解降解堿性有機廢水的裝置的制造方法
【專利摘要】一種基于二氧化碳的鐵碳微電解降解堿性有機廢水的裝置，屬于污水處理領域。其特征在于裝置由CO2壓力溶氣器、鐵碳微電解裝置、管式反應器和高效斜管沉淀池組成，有機廢水經CO2壓力溶氣器中的篩網和填料及微納米曝氣器釋放出來的CO2微納米氣泡反應后進入鐵碳微電解反應器，通過鐵碳填料形成的立體多維微電解池反應后導出至管式反應器，再加入堿液和絮凝劑后進入沉淀池。本裝置可提高降解堿性有機廢水的可生化性。技術上使用壓力溶解、分散CO2氣體的污水在進入鐵碳微電解反應器中，可使反應器內填料實時進行活化，增強了羥基自由基(·OH)的發(fā)生，其產生量是普通鐵碳微電解的2～3倍。該工藝避免了鐵碳填料的板結、堵塞現象，不但提高處理效率，降低處理時間，更可延長填料使用壽命，使得運行出水水質定、可靠。
【專利說明】
一種基于二氧化碳的鐵碳微電解降解堿性有機廢水的裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種提高堿性污水可生化性并對其進行深度處理的工藝，更具體地涉及一種基于CO2的鐵碳微電解降解堿性有機廢水的裝置。
【背景技術】
[0002]人們在生產、生活過程中都要產生大量的有機廢水，在未經有效處理的有機廢水排入自然水體后將會使受納水體缺氧乃至厭氧，致使受納水體中原有的大多數水生生物死亡，從而使水體產生惡臭，變成灰水、黑水，惡化水質和環(huán)境。有機廢水的介入使得受納水體失去了使用價值，甚至將會影響到周邊人類的正常生活。大多數有機廢水中都不同程度地含有有毒有害物質，會通過土壤、水體中的水生動物、植物不斷富集，最終進入人體，危害人體健康。
[0003]而高濃度難降解有機廢水的處理，是目前國內外環(huán)保界公認的難題，“高濃度”是指COD在2000mg/l以上的廢水，“難降解”一般是指B0D5/C0D值在0.3以下，可生化性較低，且難以直接進行生物降解的廢水?；瘜W合成、制藥、造紙、印刷、煤化工、煉焦、石油加工、紡織印染、食品加工行業(yè)排放出大量有機廢水、甚至是難降解的堿性有機廢水，對于這類廢水，一般需要先經預處理后再進行生物降解?，F有的預處理方法有混凝沉淀或混凝氣浮法，化學氧化法，電化學氧化法，光催化氧化法等，其中鐵碳微電解是處理高濃度有機廢水應用較為廣泛的一種工藝，它適用于高酸性有機廢水的處理，不但能大幅度地降低⑶D和色度，還可以大大提高廢水的可生化性，對于中性或堿性有機廢水，則需要先加入大量的酸調節(jié)PH至3?4。這不僅增加了運行成本、也增加了廢水中的無機鹽。而直接對強堿性廢水加酸進行中和的操作具有一定的危險性。本實用新型采用基于CO2的鐵碳微電解裝置提高堿性有機廢水的可生化性，再利用管式反應器紊流凝聚和斜管沉淀池零速逆流固液分離降低有機物濃度、提高出水水質、提高B0D5/C0D比使其達到適于生化處理條件。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型的目的在于提供一種基于CO2的鐵碳微電解處理堿性有機廢水的裝置。
[0005]—種基于二氧化碳的鐵碳微電解降解堿性有機廢水的裝置，主要結構包括:0)2壓力溶氣器、進水口一、排泥口一、進氣口、微納米曝氣器、鋼絲篩網、填料、壓力表、布水器、安全排氣口、人孔一，出水口一、減壓閥、pH在線檢測儀一、pH在線檢測儀二、管式反應器一、進水口二，加酸口、出水口二、鐵碳填料、玻璃鋼篩板、人孔二、鐵碳微電解反應器、進水口三、排泥口二、出水槽一、出水口三、pH在線檢測儀三、pH在線檢測儀四、管式反應器二、進水口四、堿液加入口、絮凝劑加入口、出水口四、高效斜管沉淀池、排泥口三、進水口五、鋼網、斜管填料、出水槽二、出水口五。
[0006]CO2壓力溶氣器通過pH在線檢測儀一連接管式反應器一，管式反應器一經pH在線檢測儀二連接鐵碳微電解反應器，鐵碳微電解反應器通過PH在線檢測儀三連接管式反應器二、管式反應器二經pH在線檢測儀四連接高效斜管沉淀池。
[0007]有機廢水經C02壓力溶氣器中的鋼絲篩網和填料與微納米曝氣器釋放出來的(》2微納米氣泡充分反應后導出至管式反應器一、加酸調節(jié)pH后進入鐵碳微電解反應器，通過鐵碳填料形成立體多維微電解池后導出至管式反應器二，再加入堿液和絮凝劑處理后進入沉淀池。
[0008]c〇2壓力溶氣器底部設有排泥口一，排泥口一上方設有一進氣口，進氣口與微納米曝氣器連接，進氣口上方設有一鋼絲篩網，鋼絲篩網上方充填有填料，填料上方設有一布水器，布水器與進水口一相連，C〇2壓力溶氣器頂部外側設有一壓力表和一安全排氣口，中部設有一人孔一，人孔一的下方設有一出水口一?；旌弦和ㄟ^出水口一經管式反應器一加酸調節(jié)pH后至鐵碳微電解反應器。
[0009]管式反應器一設有進水口二，進水口二下游設有一加酸口，加酸口下游設有出水口二，混合液通過出水口二導出至鐵碳微電解反應器。[0〇10]鐵碳微電解反應器底部設有排泥口二，排泥口二上方設有一進水口三，進水口三上方設有一玻璃鋼篩板，玻璃鋼篩板上方填充有鐵碳填料形成立體多維微電解段，鐵碳填料段的中下部設有人孔二，微電解段上方為出水段，混合液通過出水槽一、出水口三導出至管式反應器二。
[0011]管式反應器二設有進水口四，進水口四下游設有一堿液加入口，堿液加入口下游設有一絮凝劑加入口，絮凝劑加入口下游設有出水口四。混合液通過出水口四導出至高效斜管沉淀池。
[0012]高效斜管沉淀池底部設有排泥口三，排泥口三上方為儲泥段，儲泥段上方設有一進水口五，進水口五上方設有一鋼網，鋼網上方充填有斜管填料形成沉淀區(qū)，沉淀區(qū)上方為清水區(qū)，清水區(qū)上方設有一出水槽二、處理后的水通過水槽二、出水口五導入集水池。
[0013]c〇2壓力溶氣器為封閉的壓力容器，兩端連接有橢圓型或平板型封頭。
[0014]C02壓力溶氣器的微納米曝氣器孔徑為20nm?50WI1的陶瓷或耐酸堿高分子材料。[〇〇15]C02壓力溶氣器為空腔或充填有填料。[〇〇16]C02壓力溶氣器內的填料可以是陶瓷、陶粒、塑料并有一定形狀及比表面積在200?1000m2/m3,填充率0?80%。[〇〇17]C02壓力溶氣器的出水口一加有格網，防止設備內部的填料隨水流出。
[0018]c〇2壓力溶氣器下部裝有鋼絲篩網，防止填料堵塞排泥管道。
[0019]C02壓力溶氣器的布水器為穿孔的管道或蓮蓬式裝置或裝有消能板的喇叭口管道。
[0020]C02壓力溶氣器壓力由安裝在頂部的壓力表顯示，壓力控制在0?0.SMPa。
[0021]C02壓力溶氣器的出水口一連接有減壓閥并與鐵碳微電解反應器連接。
[0022]鐵碳微電解反應器內采用的鐵碳填料質量比為1:1?2:3。[〇〇23]基于C02的鐵碳微電解裝置，其中，C02氣體通過微納米曝氣器壓力分散于⑶2壓力溶氣器內污水中，強化鐵碳微電解反應器中羥基自由基的產生過程;管式反應器二出水調節(jié)pH在9?10,便于經過鐵碳微電解多維電極處理后的水形成絮體，更好地分離、去除污染物。
[0024]高效斜管沉淀池管內上升流速小于0.5mm/秒。
[0025]本實用新型提供的利用上述基于C02的鐵碳微電解降解堿性有機廢水的裝置進行污水處理的方法:污水在C02壓力溶氣器中與微納米曝氣器分散出來的C02進行有效的接觸， 由于微納米氣泡具有龐大的數量和比表面積、極低的上升速度等特性，同時氣泡在水中停留時間長，增加了氣液接觸面積、接觸時間，利于C02氣體溶于水中，克服C02氣體難溶于水的缺點；微納米氣泡內部具有較大的壓力且微納米氣泡破裂時界面消失，周圍環(huán)境的劇烈變化產生的化學能有助于在鐵碳微電解過程中羥基自由基(? 0H)的生成，強化了鐵碳微電解的氧化能力。
[0026]本實用新型使用基于C02的鐵碳微電解技術對難生化降解的堿性有機廢水進行預處理，提高其可生化性。技術上使用壓力溶解、分散溶解C02氣體的污水在進入鐵碳微電解反應器中，可使反應器內鐵碳填料實時進行活化，增強了羥基自由基(? 0H)的產生量，其羥基自由基(? 0H)產生量是普通鐵碳微電解的2?3倍。避免了鐵碳填料的板結、堵塞現象，不但提高處理效率，降低處理時間，更可延長鐵碳填料使用壽命，使得運行出水水質穩(wěn)定、可A+-.與巨O【附圖說明】[〇〇27]圖1為本實用新型裝置結構圖[〇〇28]圖中標號包括:C02壓力溶氣器1、進水口一2，排泥口一3、進氣口 4、微納米曝氣器 5、鋼絲篩網6、填料7、壓力表8、布水器9、安全排氣口 10、人孔一11，出水口一 12、減壓閥13、 pH在線檢測儀一 14A、pH在線檢測儀二14B、管式反應器一 15A，進水口二16,加酸口 17,出水口二18，鐵碳填料19、玻璃鋼篩板20、鐵碳微電解反應器21、人孔二22、進水口三23、排泥口二24、出水槽一25A、出水口三26、pH在線檢測儀三27A、pH在線檢測儀四27B、管式反應器二 15B、進水口四28，堿液加入口 29，絮凝劑加入口 30，出水口四31，進水口五32、排泥口三33、 鋼網34、斜管填料35、出水槽二25B、出水口五36、高效斜管沉淀池37?！揪唧w實施方式】
[0029]本實用新型提供的基于C〇2的鐵碳微電解降解喊性有機廢水的裝置，可以尚效提高污水可生化性并對污染物進行有效去除。
[0030]本實用新型提供的一種基于C02的鐵碳微電解降解堿性有機廢水的裝置，主要結構包括:
[0031]C〇2壓力溶氣器1底部設有排泥口一3，排泥口一 3上方設有一進氣口 4，進氣口 4與微納米曝氣器5連接，進氣口 4上方設有一鋼絲篩網6，鋼絲篩網6上方充填有填料7，填料7上方設有一布水器9，布水器9與進水口一 2連接，C02壓力溶氣器1頂部外側設有一壓力表8和一安全排氣口 10，中部設有一人孔一 11，人孔一 11的下方設有一出水口一 12?；旌弦和ㄟ^出水口一 12進入減壓閥13,通過減壓閥13減壓后經管式反應器一 15A加酸調節(jié)pH后導出至鐵碳微電解反應器21。管式反應器一 15A前后均設有pH在線檢測儀一 14A、和pH在線檢測儀二 14B。[〇〇32] 鐵碳微電解反應器21底部設有排泥口二24，排泥口二24上方設有一進水口三23， 進水口三23上方設有一玻璃鋼篩板20，玻璃鋼篩板20上方填充有鐵碳填料19形成立體多維微電解段，鐵碳填料段的中下部設有人孔二22,微電解段上方為出水段，混合液通過出水槽一25A、出水口三26導出至管式反應器二15B。
[0033]使用⑶2活化鐵碳微電解填料并增強了羥基自由基(? 0H)的產生，其產生量是普通鐵碳微電解的2?3倍，避免了鐵碳填料的板結、堵塞現象，不但提高處理效率，降低處理時間，更可延長鐵碳填料使用壽命，使得運行出水水質穩(wěn)定、可靠。基于C02的鐵碳微電解降解堿性有機廢水裝置可提高有機廢水的可生化性，本方法適用范圍廣、處理效果好、運行成本低、操作維護方便、安全。該工藝用于堿性有機污水的處理能大幅降低C0D和色度，提高廢水的可生化性。[〇〇34] 管式反應器二15B設有進水口四28，進水口四28下游設有一堿液加入口 29，堿液加入口 29下游設有一絮凝劑加入口 30，絮凝劑加入口 30下游設有出水口四31?；旌弦和ㄟ^出水口四31導出至高效斜管沉淀池37。管式反應器二15B前后均設有pH在線檢測儀三27A和pH 在線檢測儀四27B，通過管式反應器二15B上加入堿液及絮凝劑，使污水中析出大量的絮體并通過沉淀池進水口五32進入高效斜管沉淀池37。[〇〇35]高效斜管沉淀池37底部設有排泥口三33，排泥口三33上方為儲泥段，儲泥段上方設有一進水口五32，進水口五32上方設有一鋼網34，鋼網34上方充填有斜管填料35形成沉淀區(qū)，沉淀區(qū)上方為清水區(qū)，清水區(qū)上方設有一出水槽二25B，處理后的水通過出水槽二 25B、出水口五36導入后續(xù)工藝的集水池。[〇〇36]C02壓力溶氣器1中形成的污泥通過排泥口一3排出，鐵碳微電解反應器21中產生的污泥通過排泥口二24排出，高效斜管沉淀池37中的沉淀污泥通過排泥口三33排出，上述排出的污泥收集后一并進行脫水處理、處置。[〇〇37] 實施例[〇〇38]印鈔廠擦板清洗液原水經有機膜過濾處理后80 %的水回用，20 %的濃水呈堿性pH = 10,有機物濃度C0D=13000mg/L。污水壓力送入C〇2壓力溶氣器1后通過布水器9與經進氣口 4及微納米曝氣器5分散的⑶2在填料7內進行混合、接觸，壓力達到0.3MPa后穩(wěn)定60? 120min，溶有⑶2的污水經出水口一 12、減壓閥13、管式反應器一 15A前后的pH在線檢測儀 14A、14B檢測后加酸調節(jié)pH到3-4導出至鐵碳微電解反應器21，污水通過鐵碳填料19形成的三維立體電極后，在微納米C02氣泡的作用下，形成了大量的羥基自由基(?0!〇,并在其羥基自由基(? 0H)的作用下被氧化降解，溶解的Fe2+離子被氧化成Fe3+存在于水中，處理后的污水經出水槽一 25A收集后通過出水口三26進入管式反應器二15B，污水在經過設置在管式反應器二15B前后的pH在線檢測儀27A、27B檢測pH值后自動啟動加藥系統(tǒng)投加堿液，調整污水的pH在9?10,由堿液與廢水中的Fe2+、Fe3+生成Fe(OH)2、Fe(OH)3等膠體后投加絮凝劑形成尺寸大、密實的絮體，污水經過進水口五32進入高效斜管沉淀池37,污水通過斜管沉淀區(qū)后進入清水區(qū)，并經出水槽二25B及出水口五36排入集水池中。出水澄清液廢水⑶D值為 1800mg/l。0)2壓力溶氣器1中形成的污泥通過排泥口一3排出，鐵碳微電解反應器21中產生的污泥通過排泥口二24排出，高效斜管沉淀池37中的沉淀污泥通過排泥口三33排出，上述排出的污泥收集后一并進行脫水處理、處置。
【主權項】
1.一種基于二氧化碳的鐵碳微電解降解堿性有機廢水的裝置，其特征在于主要結構包括:C02壓力溶氣器(I)、進水口一(2)、排泥口一(3)、進氣口(4)、微納米曝氣器(5)、鋼絲篩網(6)、填料(7)、壓力表(8)、布水器(9)、安全排氣口(10)、人孔一(11)，出水口一(12)、減壓閥(13)、？!1在線檢測儀一(144)、？!1在線檢測儀二(148)、管式反應器一(154)、進水口二(16)、加酸口(17)、出水口二(18)、鐵碳填料(19)、玻璃鋼篩板(20)、鐵碳微電解反應器(21)、人孔二(22)、進水口三(23)、排泥口二(24)、出水槽一(25A)、出水口三(26)、出水槽二(25B)、pH在線檢測儀三(27A)、pH在線檢測儀四(27B)、管式反應器二( 15B)、進水口四(28)，堿液加入口(29)，絮凝劑加入口(30)，出水口四(31)，進水口五(32)、排泥口三(33)、鋼網(34)、斜管填料(35)、出水口五(36)、高效斜管沉淀池(37); CO2壓力溶氣器通過pH在線檢測儀一連接管式反應器一，管式反應器一經pH在線檢測儀二連接鐵碳微電解反應器，鐵碳微電解反應器通過PH在線檢測儀三連接管式反應器二、管式反應器二經PH在線檢測儀四連接高效斜管沉淀池； 管式反應器一設有進水口二，進水口二下游設有一加酸口，加酸口下游設有出水口二，混合液通過出水口 二導出至鐵碳微電解反應器； 管式反應器二設有進水口四，進水口四下游設有一堿液加入口，堿液加入口下游設有一絮凝劑加入口，絮凝劑加入口下游設有出水口四，混合液通過出水口四導出至高效斜管沉淀池。2.如權利要求1所述一種基于二氧化碳的鐵碳微電解降解堿性有機廢水的裝置，其特征在于CO2壓力溶氣器底部設有排泥口 一，排泥口 一上方設有一進氣口，進氣口與微納米曝氣器連接，進氣口上方設有一鋼絲篩網，鋼絲篩網上方充填有填料，填料上方設有一布水器，布水器與進水口 一相連，C02壓力溶氣器頂部外側設有一壓力表和一安全排氣口，中部設有一人孔一，人孔一的下方設有一出水口一;混合液通過出水口一導出至管式反應器一。3.如權利要求1所述一種基于二氧化碳的鐵碳微電解降解堿性有機廢水的裝置，其特征在于鐵碳微電解反應器底部設有排泥口 二，排泥口 二上方設有一進水口三，進水口三上方設有一玻璃鋼篩板，玻璃鋼篩板上方填充有鐵碳填料形成立體多維微電解段，鐵碳填料段的中下部設有人孔二，微電解段上方為出水段，混合液通過出水槽一、出水口三導出至管式反應器二。4.如權利要求1所述一種基于二氧化碳的鐵碳微電解降解堿性有機廢水的裝置，其特征在于高效斜管沉淀池底部設有排泥口三，排泥口三上方為儲泥段，儲泥段上方設有一進水口五，進水口五上方設有一鋼網，鋼網上方充填有斜管填料形成沉淀區(qū)，沉淀區(qū)上方為清水區(qū)，清水區(qū)上方設有一出水槽二、處理后的水通過出水口五導入集水池。5.如權利要求1或2所述一種基于二氧化碳的鐵碳微電解降解堿性有機廢水的裝置，其特征在于CO2壓力溶氣器為封閉的壓力容器，兩端連接有橢圓型或平板型封頭;CO2壓力溶氣器的微納米曝氣器為陶瓷或耐酸堿高分子材料，孔徑20nm?50μπι;α)2壓力溶氣器為空腔；CO2壓力溶氣器的出水口 一加有格網，下部裝有鋼絲篩網，CO2壓力溶氣器的布水器為穿孔的管道或蓮蓬式裝置或裝有消能板的喇叭口管道;CO2壓力溶氣器壓力由安裝在頂部的壓力表顯示，壓力控制在O?0.8MPa ； CO2壓力溶氣器的出水口 一連接有減壓閥并與鐵碳微電解反應器連接。6.如權利要求1或2所述一種基于二氧化碳的鐵碳微電解降解堿性有機廢水的裝置，其特征在于⑶2壓力溶氣器充填有填料，填料是陶瓷、陶粒、塑料，且比表面積在200?100m2/m3，填充率在O?80 %。7.如權利要求1或3所述一種基于二氧化碳的鐵碳微電解降解堿性有機廢水的裝置，其特征在于鐵碳微電解反應器內采用的鐵碳填料質量比為1:1?2:3。
【文檔編號】C02F9/06GK205653273SQ201520964069
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年11月26日 公開號201520964069.6, CN 201520964069, CN 205653273 U, CN 205653273U, CN-U-205653273, CN201520964069, CN201520964069.6, CN205653273 U, CN205653273U
【發(fā)明人】葉亞平, 鄧傳玉, 安茜茜, 王明文, 張兆昌
【申請人】北京科技大學