申请日2016.01.13
公开(公告)日2016.03.23
IPC分类号C02F9/08
摘要
本发明公开一种管式废水处理装置以及处理废水方法，该管式废水处理装置包括：调节池、第一水泵、超声波发生器、管式超声波反应器、管式电反应器、中间水箱、第二水泵、射流器以及管式微滤膜。本发明通过将功率超声、紫外光催化、感应电fenton和非均相催化氧化等高级氧化技术有效的整合在一起，使其形成叠加效应，同时避免了常规电反应电流效率低、极板易钝化、极板消耗过快、极板更换不方便等缺点，整个方案设计中尽可能把所有单元都设计为管式结构，从而使整个装置能够实现小型化、模块化和智能化。
权利要求书
1.一种管式废水处理装置，其特征在于，包括：调节池、第一水泵、超声波发生器、管式超声波反应器、管式电反应器、中间水箱、第二水泵、射流器以及管式微滤膜，所述第一水泵的进水口与所述调节池底部的出水口管道连接，所述第一水泵的出水口与所述管式超声波反应器的进水口管道连接，所述管式超声波反应器与所述第一水泵连接端还与所述射流器管道连接，所述管式超声波反应器的出水口与所述管式电反应器的入水口管道连接，所述管式电反应器的出水口分别与调节池及中间水箱管道连接，所述中间水箱底部的一出水口与所述第二水泵的进水口管道连接，所述第二水泵的出水口与所述管式微滤膜的入水口管道连接，所述管式微滤膜顶部的一出水口与所述中间水箱管道连接，所述超声波发生器与所述管式超声波反应器连接，所述管式微滤膜顶部还设有另一出水口用于与外部连接。
2.根据权利要求1所述的管式废水处理装置，其特征在于，还包括：与所述中间水箱底部的另一出水口管道连接的压滤机、用于调节调节池中废水pH值的第一调节容器以及用于调节中间水箱中废水pH值的第二调节容器。
3.根据权利要求1所述的管式废水处理装置，其特征在于，所述调节池中废水的pH值为3~5，所述第一水泵为具有耐酸功能的水泵，流速不低于3m/s;所述中间水箱中废水的pH值为8~9。
4.根据权利要求1所述的管式废水处理装置，其特征在于，所述管式电反应器的电源采用高频脉冲电源，所述超声波发生器产生的超声波的频率为24KHz，所述射流器输送氧化剂给管式超声波反应器，所述氧化剂包括H2O2与O3中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的管式废水处理装置，其特征在于，所述管式超声波反应器包括反应器主体、设于所述反应器主体两端的接头以及设于所述反应器主体内部的管式紫外灯管;所述反应器主体为多面体结构，其面数为奇数;所述反应器主体每一面上粘有一种频率或多种频率的超声波震子;所述管式紫外灯管具有耐酸、耐震动性能。
6.根据权利要求5所述的管式废水处理装置，其特征在于，所述反应器主体为三面体结构或五面体结构。
7.根据权利要求1所述的管式废水处理装置，其特征在于，所述管式电反应器呈管状设计，包括一组或多组并联设置的支管，所述支管由数量少于7的节管串联而成。
8.根据权利要求7所述的管式废水处理装置，其特征在于，所述节管中阴极为无缝钢管，阳极为圆钢，两者之间形成管腔，所述管腔中设有改性塑料弹簧，所述改性塑料弹簧为塑胶材质，其内部复合有催化材料，所述催化材料为铜或/和锰。
9.一种采用权利要求1-8任一项所述的管式废水处理装置处理废水方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤101、第一调节容器在调节池中将废水的pH值调节为3~5，并将废水在调节池中停留1小时以上;
步骤102、第一水泵将废水输送至管式超声波反应器，射流器注入氧化剂至管式超声波反应器中，通过氧化剂在紫外光的辐射下对废水中的有机物进行氧化分解，同时，超声波发生器产生超声波对废水中的有机污染物进行分解，再将废水输送至管式电反应器;
步骤103、管式电反应器采用感应电Fenton法对废水进行处理，处理后的一部分废水回流至调节池中，一部分废水流至中间水箱;
步骤104、第二调节容器在中间水箱中将废水的pH值调整为8~9，之后第二水泵将废水输送给管式微滤膜，进行固液分离;
步骤105、中间水箱底部的浓缩液定时进入压滤机，完成废水的处理。
10.根据权利要求9所述处理废水方法，其特征在于，所述步骤103中废水回流至调节池的量与流至中间水箱的量的比例为2~4：1。
说明书
一种管式废水处理装置以及处理废水方法
技术领域
本发明涉及废水处理处理技术，尤其涉及一种管式废水处理装置以及处理废水方法。
背景技术
电絮凝
电絮凝的处理原理是：将金属电极(铝或铁)置于被处理的水中，然后通以直流电，此时金属阳极发生电化学反应，在直流电的作用下，溶出Al3+或Fe2+等离子，并在水中水解而发生混凝或絮凝作用。
通常，电化学反应器内进行的化学反应过程是极其复杂的。在现在的电絮凝反应器中同时发生了电絮凝、电气浮和电氧化过程，水中的溶解性、胶体和悬浮态污染物在混凝、气浮和氧化作用下均可得到有效转化和去除。
感应电Fenton
铁牺牲阳极通过阳极氧化反应产生溶解态的Fe2+离子，产生的Fe2+离子会迅速与投加H2O2发生Fenton反应，这样，污染物就可以通过电化学产生的羟基自由基去除。感应电fenton的Fe2+离子是通过感应反应逐渐投加到溶液中的，这样可以减少由于Fe2+离子过多而捕捉羟基自由基反应的发生。
功率超声
利用超声波降解水中的化学污染物，尤其是难降解的有机污染物，是近年来发展起来的一项新型环境治理技术，它的主要机理是空化机制，液体中的微小气核在超声波的作用下被激活，它表现在泡核的振荡、生长、收缩、崩溃等一系列动力学过程，在空化泡崩溃的极短的时间内，会在其周围产生高温和高压，这些条件足以打开结合力强的化学键，其中包括氧化性很强的羟基自由基，这样它就可以有效的分解难降解的有机污染物。
紫外光催化
通过氧化剂在光的辐射下产生氧化能力较强的自由基而进行的，根据氧化剂的种类不同，可分为UV/H2O2、UV/O3及UV/H2O2/O3等系统。
超声/紫外/电Fenton协同作用
采用超声、紫外和电fenton等多种高级氧化技术联合使用已经被广泛的研究，多种氧化技术能够产生叠加效应，能更高速的产生羟基自由基。
超声能够提高溶液的导电性能，利用超声的空化效应，可以不断清洁电极表面，降低阴极极化、提高电流效率。消除因传质扩散而引起的浓差极化，超声空化效应有利于协调电催化过程产生羟基自由基使废水中的化学污染物发生分解。
现有电絮凝产品主要存在电流效率低、极板易钝化、极板消耗过快、极板更换不方便等特点。
现有技术也有超声复合电絮凝的设备，但他们只是对其进行简单的叠加，设备内的声能强度低，能耗大，没有起到叠加效应。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种管式废水处理装置以及处理废水方法，集合了超声、紫外、感应电Fenton等催化氧化技术，避免了电反应器常见的缺点，拓宽了原有电反应器的应用领域，同时设备设计紧凑，体现了模块化、智能化。
本发明的技术方案如下：本发明提供一种管式废水处理装置，包括：调节池、第一水泵、超声波发生器、管式超声波反应器、管式电反应器、中间水箱、第二水泵、射流器以及管式微滤膜，所述第一水泵的进水口与所述调节池底部的出水口管道连接，所述第一水泵的出水口与所述管式超声波反应器的进水口管道连接，所述管式超声波反应器与所述第一水泵连接端还与所述射流器管道连接，所述管式超声波反应器的出水口与所述管式电反应器的入水口管道连接，所述管式电反应器的出水口分别与调节池及中间水箱管道连接，所述中间水箱底部的一出水口与所述第二水泵的进水口管道连接，所述第二水泵的出水口与所述管式微滤膜的入水口管道连接，所述管式微滤膜顶部的一出水口与所述中间水箱管道连接，所述超声波发生器与所述管式超声波反应器连接，所述管式微滤膜顶部还设有另一出水口用于与外部连接。
所述管式废水处理装置还包括：与所述中间水箱底部的另一出水口管道连接的压滤机、用于调节调节池中废水pH值的第一调节容器以及用于调节中间水箱中废水pH值的第二调节容器。
所述调节池中废水的pH值为3~5，所述第一水泵为具有耐酸功能的水泵，流速不低于3m/s;所述中间水箱中废水的pH值为8~9。
所述管式电反应器的电源采用高频脉冲电源，所述超声波发生器产生的超声波的频率为24KHz，所述射流器输送氧化剂给管式超声波反应器，所述氧化剂包括H2O2与O3中的一种或两种。
所述管式超声波反应器包括反应器主体、设于所述反应器主体两端的接头以及设于所述反应器主体内部的管式紫外灯管;所述反应器主体为多面体结构，其面数为奇数;所述反应器主体每一面上粘有一种频率或多种频率的超声波震子;所述管式紫外灯管具有耐酸、耐震动性能。
所述反应器主体为三面体结构或五面体结构。
所述管式电反应器呈管状设计，包括一组或多组并联设置的支管，所述支管由数量少于7的节管串联而成。
所述节管中阴极为无缝钢管，阳极为圆钢，两者之间形成管腔，所述管腔中设有改性塑料弹簧，所述改性塑料弹簧为塑胶材质，其内部复合有催化材料，所述催化材料为铜或/和锰。
本发明还提供一种采用上述的管式废水处理装置处理废水方法，包括以下步骤：
步骤101、第一调节容器在调节池中将废水的pH值调节为3~5，并将废水在调节池中停留1小时以上;
步骤102、第一水泵将废水输送至管式超声波反应器，射流器注入氧化剂至管式超声波反应器中，通过氧化剂在紫外光的辐射下对废水中的有机物进行氧化分解，同时，超声波发生器产生超声波对废水中的有机污染物进行分解，再将废水输送至管式电反应器;
步骤103、管式电反应器采用感应电Fenton法对废水进行处理，处理后的一部分废水回流至调节池中，一部分废水流至中间水箱;
步骤104、第二调节容器在中间水箱中将废水的pH值调整为8~9，之后第二水泵将废水输送给管式微滤膜，进行固液分离;
步骤105、中间水箱底部的浓缩液定时进入压滤机，完成废水的处理。
所述步骤103中废水回流至调节池的量与流至中间水箱的量的比例为2~4：1。
采用上述方案，本发明的管式废水处理装置以及处理废水方法，通过将功率超声、紫外光催化、感应电fenton和非均相催化氧化等高级氧化技术有效的整合在一起，使其形成叠加效应，同时避免了常规电反应电流效率低、极板易钝化、极板消耗过快、极板更换不方便等缺点，整个方案设计中尽可能把所有单元都设计为管式结构，从而使整个装置能够实现小型化、模块化和智能化。
