申请日2017.05.19
公开(公告)日2017.07.25
IPC分类号C02F1/461; C02F1/463; C02F1/467
摘要
本发明提供了一种回转式铁碳微电解反应器及废水处理方法，涉及废水处理技术领域。回转式铁碳微电解反应器包括带盖壳体、设置在壳体两侧的进水管和出水管、设置在壳体上的通气口、以及转鼓;转鼓上均匀开有孔眼，转鼓水平设置于壳体内，且转鼓两端带有转轴，转轴伸出壳体;一端转轴通过传动装置与电机相连;转鼓上设有能够掀开的盖体，转鼓内设有由筛网构成的筒体，筒体内装有铁碳填料。本发明缓解了传统固定床式微电解反应器床体易板结、反应效率低且更换填料不便的技术问题，本发明反应器通过回转方式，使填料和水接触更充分，避免填料结块，此外，通过更换转鼓内的筒体实现填料的直接更换，操作方便，使用该反应器处理废水效率高、效果好。
摘要附图
权利要求书
1.一种回转式铁碳微电解反应器，其特征在于，包括带盖壳体、设置在所述带盖壳体两侧的进水管和出水管、设置在所述带盖壳体上的通气口、以及转鼓;所述转鼓上均匀开有孔眼，所述转鼓水平设置于所述带盖壳体内，且所述转鼓两端带有转轴，所述转轴伸出所述带盖壳体;一端转轴通过传动装置与电机相连;
所述转鼓上设有能够掀开的盖体，所述转鼓内设有由筛网构成的筒体，所述筒体内装有铁碳填料。
2.按照权利要求1所述的回转式铁碳微电解反应器，其特征在于，所述筒体内设有隔网，所述筒体被所述隔网分隔成多个空间。
3.按照权利要求1或2所述的回转式铁碳微电解反应器，其特征在于，所述转鼓的直径比所述筒体的直径大10～30cm。
4.一种采用权利要求1-3任一项所述的回转式铁碳微电解反应器的废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
将装有铁碳填料的筒体放入转鼓内，废水从进水管进入带盖壳体，并向通气口中通入空气，在转鼓旋转的过程中废水与铁碳填料充分接触反应，反应后的废水从出水管排出。
5.按照权利要求4所述的回转式铁碳微电解反应器的废水处理方法，其特征在于，铁碳填料的损失通过更换筒体来补充。
6.按照权利要求4或5所述的回转式铁碳微电解反应器的废水处理方法，其特征在于，废水从进水管进入带盖壳体前调节废水pH至2～3。
7.按照权利要求4或5所述的回转式铁碳微电解反应器的废水处理方法，其特征在于，铁碳填料为铁精粉和焦煤以1:(1～3)的体积比在900～1200℃下烧结而成的球状体。
8.按照权利要求4或5所述的回转式铁碳微电解反应器的废水处理方法，其特征在于，进入带盖壳体的废水体积占带盖壳体体积的1/3～1/2;铁碳填料的体积占筒体体积的1/4～4/5。
9.按照权利要求4或5所述的回转式铁碳微电解反应器的废水处理方法，其特征在于，废水在回转式铁碳微电解反应器中的停留时间为10～30min;
优选地，转鼓旋转的转速为2～15r/min。
10.按照权利要求4所述的回转式铁碳微电解反应器的废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)将装有铁碳填料的筒体放入转鼓内，铁碳填料为铁精粉和焦煤以1:(1～3)的体积比在900～1200℃下烧结而成的球状体，铁碳填料的体积占筒体体积的1/4～4/5;
(b)调节废水pH至2～3，废水从进水管进入带盖壳体，废水体积占带盖壳体体积的1/3～1/2，转鼓以2～15r/min的转速旋转，在转鼓旋转的过程中废水与铁碳填料充分接触反应，停留时间为10～30min，反应后的废水从出水管排出。
说明书
回转式铁碳微电解反应器及废水处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体而言，涉及一种回转式铁碳微电解反应器及废水处理方法。
背景技术
铁碳微电解技术是利用金属腐蚀原理法，形成原电池对废水进行处理的良好工艺，又称内电解法、铁屑过滤法等。微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺，又称内电解法。它是在不通电的情况下，利用填充在废水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。
微电解处理废水自诞生以来，便引起国内外环保研究学者的关注，并进行了大量的研究，已有很多专利和实用技术成果。最近几年，微电解处理工业废水发展十分迅速，现已用于印染、电镀、石油化工、制药、煤气洗涤、印刷电路板生产等工业废水及含砷、含氟废水的处理工程，并收到了良好的经济效益和环保效果。
铁碳微电解原理是：铁碳两种电位不同物质在电解质中形成原电池，胶体粒子和污染物在微电场作用下产生电泳，在电极上发生氧化还原反应，反应产物(Fe2+、[H])进一步发生氧化还原反应或还原反应，同时还发生絮凝、吸附、共沉淀等作用将难降解的有机物转化为易降解的小分子化合物，将有毒无机物转化为低毒或无毒无机物沉淀或共沉淀除去。
微电解对色度去除有明显的效果。这是由于电极反应产生的新生态二价铁离子具有较强的还原能力，可使某些有机物的发色基团硝基-NO2、亚硝基-NO还原成胺基-NH2，另胺基类有机物的可生化性也明显高于硝基类有机物;新生态的二价铁离子也可使某些不饱和发色基团(如羧基-COOH、偶氮基-N=N-)的双键打开，使发色基团破坏而除去色度，使部分难降解环状和长链有机物分解成易生物降解的小分子有机物而提高可生化性。此外，二价和三价铁离子是良好的絮凝剂，特别是新生的二价铁离子具有更高的吸附-絮凝活性，调节废水的pH可使铁离子变成氢氧化物的絮状沉淀，吸附污水中的悬浮或胶体态的微小颗粒及有机高分子，可进一步降低废水的色度，同时去除部分有机污染物质使废水得到净化。微电解工艺对难处理工业废水具有良好效果，且以废治废，运行费用低，因此在我国将具有非常广阔的工业应用前景。
目前国内外微电解设备均是固定床，其特点是结构简单，推流性好，但也存在不少问题：一是效率不高，反应速度慢;二是床体易板结，造成短路和死区;三是铁屑补充劳动强度大。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种回转式铁碳微电解反应器，该反应器改变了传统微电解反应器固定床的方式，通过转鼓的回转方式，使填料和水体接触更加充分，避免了填料易结块的问题，此外，通过更换转鼓内的筒体实现填料的直接更换，使填料更换更加方便。
本发明的目的之二在于提供一种回转式铁碳微电解反应器的废水处理方法，该方法废水经过回转式铁碳微电解反应器实现对废水的处理，通过连续旋转的鼓体使废水和铁碳填料不断的碰撞、接触和冲刷，产生微电解反应，提高反应效率，对废水的处理效果好。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种回转式铁碳微电解反应器，包括带盖壳体、设置在所述带盖壳体两侧的进水管和出水管、设置在所述带盖壳体上的通气口、以及转鼓;所述转鼓上均匀开有孔眼，所述转鼓水平设置于所述带盖壳体内，且所述转鼓两端带有转轴，所述转轴伸出所述带盖壳体;一端所述转轴通过传动装置与电机相连;所述转鼓上设有能够掀开的盖体，所述转鼓内设有由筛网构成的筒体，所述筒体内装有铁碳填料。
进一步，在本发明提供的技术方案的基础上，所述筒体内设有隔网，所述筒体被所述隔网分隔成多个空间。
进一步，在本发明提供的技术方案的基础上，所述转鼓的直径比所述筒体的直径大10～30cm。
一种采用所述的回转式铁碳微电解反应器的废水处理方法，包括以下步骤：
将装有铁碳填料的筒体放入转鼓内，废水从进水管进入带盖壳体，并向通气口中通入空气，在转鼓旋转的过程中废水与铁碳填料充分接触反应，反应后的废水从出水管排出。
进一步，在本发明提供的技术方案的基础上，铁碳填料的损失通过更换筒体来补充。
进一步，在本发明提供的技术方案的基础上，废水从进水管进入带盖壳体前调节废水pH至2～3。
优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，铁碳填料为铁精粉和焦煤以1:(1～3)的体积比在900～1200℃下烧结而成的球状体。
优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，进入带盖壳体的废水体积占带盖壳体体积的1/3～1/2;铁碳填料的体积占筒体体积的1/4～4/5。
优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，废水在回转式铁碳微电解反应器中的停留时间为10～30min;
优选地，转鼓旋转的转速为2～15r/min。
优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，回转式铁碳微电解反应器的废水处理方法，包括以下步骤：
(a)将装有铁碳填料的筒体放入转鼓内，铁碳填料为铁精粉和焦煤以1:(1～3)的体积比在900～1200℃下烧结而成的球状体，铁碳填料的体积占筒体体积的1/4～4/5;
(b)调节废水pH至2～3，废水从进水管进入带盖壳体，废水体积占带盖壳体体积的1/3～1/2，转鼓以2～15r/min的转速旋转，在转鼓旋转的过程中废水与铁碳填料充分接触反应，停留时间为10～30min，反应后的废水从出水管排出。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明铁碳微电解反应器是一种回转式反应器，采用转鼓结构，铁碳填料置于转鼓中的筒体内，随转鼓转动筒体内的填料与水体充分接触，加快内电解反应过程，提高处理效率，同时，转动使填料在筒体中不易板结和堵塞，此外，当更换填料时，转鼓上设有能够掀开的盖体，可以直接将筒体从转鼓和带盖壳体中拿出，更换一个新的装好新填料的筒体即可，更换方式简单快捷。
(2)采用本发明的回转式铁碳微电解反应器进行废水处理，处理方式简单，操作简便，将废水通入反应器内，启动电机使转鼓旋转，旋转的转鼓中筒体内填料与废水充分接触，通过不断的碰撞、接触和冲刷形成微电池系统，产生氧化还原反应，使废水中的有机物通过氧化还原反应破键断链，提高可生化性并降低色度，反应效率也大大提高。
(3)废水经回转式铁碳微电解反应器处理后色度去除率可达75～89.9%，对有机物的去除效率可达16～32%，可生化性BOD5/COD提高3～8倍。
