申请日2016.12.22
公开(公告)日2017.05.10
IPC分类号C02F1/461; C02F9/06; C02F103/34; C02F1/66; C02F1/52
摘要
本发明公开了一种铁碳微电解法处理抗生素废水的实验装置及方法。该铁碳微电解装置包括顶盖，填料区，多孔板承托层，加热棒，温控器和曝气管。本发明还公开了利用上述装置处理抗生素废水的方法，包括以下步骤：将抗生素废水注入调节池调节pH至2.0~4.0后，从铁碳微电解反应器的入水口注入反应器中，同时风机经进气口进行鼓风曝气，其中，出水经由回流泵从进水口处回流至反应器，保证水力停留时间4~8小时后，从出水口排出，完成废水的处理。本发明具有处理效果好，使用寿命长且操作简单，成本低廉的优点。
摘要附图
权利要求书
1.一种铁碳微电解法处理抗生素废水的实验装置，由铁碳微电解反应器、多孔板承托层、加热棒、温控器和曝气管组成，其特征在于：铁碳微电解反应器由壳体和顶盖连接而成，铁碳微电解反应器内自上而下分为填料区和曝气区，所述填料区和曝气区之间通过多孔板承托层隔开，填料区内均匀堆砌铁碳材料，曝气区内均匀铺设带孔的曝气管，曝气管伸出铁碳微电解反应器，并与曝气器连接;铁碳微电解反应器上部一侧设有水浴注水口和进水口，所述水浴注水口位于进水口上方，铁碳微电解反应器下部一侧设有水浴排空口和出水口，所述出水口通过管道连接多孔板承托层一侧，且出水口位于水浴排空口上方;两个加热棒分别插入曝气区和填料区;所述加热棒连接温控器;所述出水口通过回流泵回流至进水口。
2.根据权利要求1所述的一种铁碳微电解法处理抗生素废水的实验装置，其特征在于铁碳微电解反应器的壳体材质为有机玻璃。
3.根据权利要求1所述的一种铁碳微电解法处理抗生素废水的实验装置，其特征在于填料区中采用的铁碳材料为购买的已制成的铁碳合金材料，铁碳含量为80%，铁碳质量比为1:1。
4.根据权利要求1所述的一种铁碳微电解法处理抗生素废水的实验装置，其特征在于填料区中铁碳填装量为1g/ml。
5.根据权利要求1所述的一种铁碳微电解法处理抗生素废水的实验装置，其特征在于多孔板承托层材料采用有机玻璃，其上均匀分布有直径为0.4-0.6cm的小孔。
6.根据权利要求1所述的一种铁碳微电解法处理抗生素废水的实验装置，其特征在于曝气区进气为O2，用于增加微电解作用，并起搅拌作用防止铁碳结块。
7.一种如权利要求1所述的铁碳微电解法处理抗生素废水的实验装置的使用方法，其特征在于具体步骤如下：
将抗生素废水用盐酸调节pH值至2~4，然后将pH值为2~4的抗生素废水通过进水口通入铁碳微电解反应器内，同时通过曝气管向铁碳微电解反应器的曝气区曝气，为填料区供氧，进一步增强微电解作用，并起搅拌作用，防止铁碳结块;反应区出水口连接回流泵至反应区进水口，回流比为4:1，使抗生素废水在铁碳微电解反应器内循环，改善体系的传质条件，抗生素废水在铁碳微电解反应器中停留时间为4~8小时，充分反应;利用铁碳微电解过程中的氧化还原作用及产生的Fe(OH)3的絮凝作用，达到对难降解污染物抗生素的降解，降低出水抗生素浓度。
8.根据权利要求6所述的一种铁碳微电解法处理抗生素废水的实验装置，其特征在于曝气区进气为O2，用于增加微电解作用，并起搅拌作用防止铁碳结块。
说明书
一种铁碳微电解法处理抗生素废水的实验装置及方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种处理抗生素废水的实验装置及方法。
背景技术
随着我国化学工业的快速发展，各种新型的化工产品被应用在各行各业，医药就是其中一大类，由此带来的严重的环境污染问题，具体表现在：废水中有机污染物浓度高、结构稳定、生化性差，常规工艺难以实现达标排放。抗生素类药物作为一大类生产生活常用药物，被大量的投入使用，甚至存在滥用的现象，而不正当的排放以及人和动物的代谢，就导致水体和土壤中出现抗生素，其对水生态环境及人类健康的潜在威胁，正引起人们的密切关注。
现有的针对抗生素废水的处理方法大多还是常规的好氧、厌氧或好氧加厌氧的生物处理方法，不仅处理工艺复杂，成本较高，而且由于抗生素所具有的抗药性使得残留物较高，处理后并不能完全达到饮用水标准。铁碳微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺。它是在不通电的情况下，利用铁和碳本身的电位差，在废水中形成无数个微小的原电池，过程中产生的新生态[H]、Fe2+等具有强还原性，与废水中难生物降解的组分发生氧化还原反应，从而达到对污染物的去除。而过程中生成的Fe3+的水合物具有较强的吸附-絮凝效果，可以进一步去除污染物。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁碳微电解法处理抗生素废水的实验装置及方法。
为实现上述目的，本发明提供的一种铁碳微电解法处理抗生素废水的实验装置，由铁碳微电解反应器、多孔板承托层、加热棒、温控器和曝气管组成，其中：铁碳微电解反应器由壳体和顶盖连接而成，铁碳微电解反应器内自上而下分为填料区和曝气区，所述填料区和曝气区之间通过多孔板承托层隔开，填料区内均匀堆砌铁碳材料，曝气区内均匀铺设带孔的曝气管，曝气管伸出铁碳微电解反应器，并与曝气器连接;铁碳微电解反应器上部一侧设有水浴注水口和进水口，所述水浴注水口位于进水口上方，铁碳微电解反应器下部一侧设有水浴排空口和出水口，所述出水口通过管道连接多孔板承托层一侧，且出水口位于水浴排空口上方;两个加热棒分别插入曝气区和填料区;所述加热棒连接温控器;所述出水口通过回流泵回流至进水口，
本发明中，铁碳微电解反应器的壳体材质为有机玻璃。
本发明中，填料区中采用的铁碳材料为购买的已制成的铁碳合金材料，铁碳含量为80%，铁碳质量比为1:1。
本发明中，填料区中铁碳填装量为1g/ml。
本发明中，多孔板承托层材料采用有机玻璃，其上均匀分布有直径为0.4-0.6cm的小孔。
本发明中，曝气区进气为O2，用于增加微电解作用，并起搅拌作用防止铁碳结块。
本发明中，涉及的温度分低温、常温、加热，可通过安装在反应装置的一侧的温控器控温，该温控器连接并控制安置在水浴区内部的加热棒。
本发明中，水浴注水口和进水口位于水浴区，水浴区是不密封的，低温试验时可投加冰块或冰袋创造低温条件，以此研究北方低温条件下该方法的可行性。
本发明提供的铁碳微电解法处理抗生素废水的实验装置的使用方法，具体步骤如下：
将抗生素废水用盐酸调节pH值至2~4，然后将pH值为2~4的抗生素废水通过进水口通入铁碳微电解反应器内，同时通过曝气管向铁碳微电解反应器的曝气区曝气，为填料区供氧，进一步增强微电解作用，并起搅拌作用，防止铁碳结块;反应区出水口连接回流泵至反应区进水口，回流比为4:1，使抗生素废水在铁碳微电解反应器内循环，改善体系的传质条件，抗生素废水在铁碳微电解反应器中停留时间为4~8小时，充分反应;利用铁碳微电解过程中的氧化还原作用及产生的Fe(OH)3的絮凝作用，达到对难降解污染物抗生素的降解，降低出水抗生素浓度。
本发明中，曝气区进气为O2，用于增加微电解作用，并起搅拌作用防止铁碳结块。
本如蝇逐反应区出水口连接回流泵至反应区进水口，形成循环系统，可以保证充足的停留时间。
本发明的有益效果在于：
本发明使用铁碳微电解技术对可生化性较低的抗生素废水进行预处理，可达到80%以上的去除效果,提高了废水的可生化能力。技术上采用间歇式反应，出水口连接回流泵至进水口，形成循环系统，可以保证充足的停留时间，同时废水的循环为污染物和铁碳材料提供了充分的接触，使反应更完全。铁碳微电解技术所采用铁碳材料大多选取铁屑和焦炭价格低廉的物质，尤其材料中的铁通常选取都是刨花或其他废弃的铁料，流程中需加酸过程可采取废酸。于思想上贯彻了“以废治废”的处理方针，处理污水的同时，达到了固体废弃物“减量化”的环保效果。
本发明中，设有曝气装置，不仅能够给反应体系供氧，增强原电池的电化学腐蚀能力。同时也增加废水与微电解填料的接触频率，改善体系的传质条件，加快反应速率。曝气产生气泡可以增加对材料的搅动、摩擦，有利于去除铁屑表面沉积的钝化膜。
本发明中，外部设有水浴系统，可对实验过程进行控温，且水浴部分可加入低温水以研究不同温度对反应的影响。
本发明中，具有成本低、操作简单、占地面积小、使用寿命长等优点。
