申请日2012.06.21
公开(公告)日2013.02.20
IPC分类号C02F1/461
摘要
一种处理废水的铁炭微电解装置，为立式柱形反应器，从下而上依次由进料区、反应区、分离区、消泡区等组成的一体化装置。进料区上部为柱体结构，下部为锥体结构。在柱体结构中设有污水进口和压缩空气进口，与其相连的分别为环形布水管和环形布气管，其上均匀分布一系列微孔。反应区中填料与支撑板之间设置密封圈，支撑板和密封圈之间设有尼龙丝网，其孔径小于环形布水管及布气管上所分布的微孔的孔径。分离区边侧下方设有出水溢流口。消泡区设有泡沫溢流堰，溢流堰底部外侧设有溢流口，各溢流口由连通管相互连通，其中一个溢流口和连通管均与原水储罐相连，便于排出并收集空气吹脱时带出的污染物泡沫，避免其溢流至设备外、污染现场操作环境。
权利要求书
1.一种处理废水的铁炭微电解装置，为立式柱形反应器，其特征在于由进料区(1)、 反应区(2)、分离区(3)、消泡区(4)组成的一体化装置，进料区与反应区由支撑板(6) 隔开，反应区与分离区、分离区与消泡区之间均相通;进料区上部为柱体结构，下部为锥 体结构，在柱体结构中设有污水进口(11)和压缩空气进口(5);反应区装有合金填料， 在填料与支撑板之间设置密封圈(7)，分离区边侧下方设有出水溢流口(9);消泡区设有 泡沫溢流堰(14)，溢流堰底部外侧设有溢流口(12)，相邻两个溢流口中心轴线夹角为90 °，各溢流口由连通管(13)相互连通，其中一个溢流口和连通管均与原水储罐相连。
2.如权利要求1所述的微电解装置，其特征在于在进料区锥体结构底部设有排渣口 (10)。
3.如权利要求1所述的微电解装置，其特征在于污水进口与环形布水管(15)相连。
4.如权利要求1所述的微电解装置，其特征在于压缩空气进口与环形布气管(16) 相连。
5.如权利要求1所述的微电解装置，其特征在于布水管和和布气管均由一系列同心 圆管组成，同心圆管上均匀分布微孔(17)。
6.如权利要求1所述的微电解装置，其特征在于在支撑板和密封圈之间设有尼龙丝 网，其孔径小于环形布水管及布气管上所分布的微孔的孔径。
7.如权利要求1所述的微电解装置，其特征在于在反应区侧面下端设有人孔(8)。
说明书
一种处理废水的铁炭微电解装置
技术领域
本实用新型涉及一种废水处理装置，具体为一种处理高浓度、难生化降解的表面活性 剂废水的微电解装置。
背景技术
微电解又称内电极法、铁粉法、零价铁法等技术，是一种集电解、混凝、电絮凝、吸 附等多种物理、化学作用于一体的废水处理方法。自日本同治矿业公司首次发明以来，已 有很多国内外企业利用其技术原理，改进并研制成各种废水处理装置。其基本原理是在电 解质溶液中经腐蚀效应形成无数微小的原电池来处理废水的电化学技术。在微电解法处理 废水过程中，将有机废水通过装有废铁屑和碳粒的床层，由于含酸性的废水与铁碳产生了 无数微小的原电池，在偏酸性溶液中，电极反应所产生的新生态H具有较高的活性，可 降解废水中的表面活性剂。在电极电位较低的阳极，铁失去电子生成Fe2+进入溶液中，使 电子流向碳阴极。由此产生的新生态Fe2+也具有很高的活性，能克服阳极的极化作用，从 而促进铁的电化学腐蚀，使大量的Fe2+进入溶液形成凝聚剂，这些凝聚剂具有较高的吸附 混凝活性，能有效地去除在电场中产生的改变结构的有机物与胶体物质，从而达到对废水 中难生化降解的有机物及COD的去除效果。由此可知，该废水处理装置涉及填料的组成性 能与装置的结构设计两大技术问题。
而现有铁碳微电解反应器的结构形式有立式和卧式两种。立式反应器的特征是：工作 中，水流自下而上流动，水流均匀，处理效率高，但缺点是铁碳填料易板结、反应器内易 形成沟流、颗粒表面易钝化，处理效率明显下降，严重时整个床层板结成一块，处理效率 急剧下降并最终导致设备不能正常运行。对于单层固定床，常常遇到补充填料不方便，填 料不宜混合或混合不均匀的问题，处理效果较差，因铁屑钝化结块，需常常活化，未等废 铁屑消耗，固定床完全堵塞，出料也困难。多层立式固定床，虽有多个进料口和出料口， 但因铁屑、活性碳为颗粒状，松散，装填也有不便之处。卧式反应器虽安装搅拌装置后可 克服填料的板结问题，但出现了水流短路、设备利用率低、密封泄漏严重现象，处理效率 也不高。
CN2933554Y为一种稳定运行的新型微电解装置，由床体、填料、多孔支撑板、反吹穿 孔管、进出水口、排污口等组成的一体化装置，反吹孔管装在排污口上且开孔向下，通入 空气后可防止堵塞，出水口的下表面高于填料层的上表面，使填料始终处于水面以下，防 止填料发生板结。该装置未设置人孔，当填料失效时，更换填料极不方便，劳动强度很大， 只适合实验室应用。
CN201144169Y涉及一种密封立式微电解装置，由进料区、反应区、分离区、消泡区组 成，从下而上串联排列，均为柱形筒体，进料区与反应区由布气板隔开，反应区与分离区 由法兰密封连接，分离区与消泡区中间相通，四周密封连接;进料区底部设有污水进口和 压缩空气进口;反应区由一节或多节结构相同的反应柱串联而成，各节反应柱内填充铁屑 和颗粒炭，各节反应柱均由法兰密封连接，法兰密封圈间装有筛篦;分离区边侧下方设有 出水溢流口;消泡区设泡沫溢流堰，溢流堰上方或底部外侧设有溢流口。虽然在装置运行 初期处理效率高，但随着装置的运行，反应器内易形成沟流且铁屑和碳粒会逐渐发生不同 程度的粘连，导致填充料板结、钝化，处理效率明显下降，严重时整个床层板结在一起， 处理效率急剧下降而使设备不能正常运行，并且更换填充料时，需拆卸法兰，人工操作量 极大。
CN2513982涉及一种卧式微电解催化氧化反应器，反应器内腔用隔板横向相间分隔成 多个铁碳混合床，每个混合床顶部设有加料口，底部设有出料口，混合床中填充铁碳混合 物，各节混合床依次在对角位置连通，以此形成容器内上下弯曲折流的水流通道;容器上 还设有搅拌器、曝气装置和投药装置。该反应器为卧式，占地面积较大，并且在处理废水 过程中需搅拌。
总之，用微电解法处理高浓度有机废水效果很好，但由于现有反应器设计的缺陷导致 了该方法在实际应用中受到了很大限制。尤其在处理含有萘磺酸盐的阴离子表面活性剂方 面国内外未见报道。因此，如何设计一种结构简单，处理效率高，运行周期长、填充料更 换方便的铁碳微电解反应器是迫切需要解决的问题。
实用新型内容
本实用新型主要是解决现有技术所存在的上述问题，提供一种结构简单、处理效率高、 运行周期长、便于更换填料、低能耗的污水处理设备。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决：一种稳定运行的微电 解装置，为立式柱形反应器，由进料区1、反应区2、分离区3、消泡区4等组成的一体化 装置，进料区与反应区由支撑板6隔开，反应区与分离区、分离区与消泡区之间均相通; 进料区1上部为柱体结构，下部为锥体结构，在柱体结构中设有污水进口11和压缩空气 进口5;反应区2装有铁屑粉、炭粉及催化剂做成的合金填料，在填料与支撑板6之间设 置密封圈7，保证废水和压缩空气从填料中通过;分离区3边侧下方设有出水溢流口9; 消泡区4设有泡沫溢流堰14，溢流堰底部外侧设有溢流口12。
本实用新型所述的微电解装置，在进料区1锥体结构底部设有排渣口10，便于污物和 细小的废渣料的排放。
污水进口11与环形布水管15相连，压缩空气进口5与环形布气管相连16，该环形布 水管和和布气管均由一系列同心圆管组成，同心圆管上均匀分布一系列微孔，以保证均匀 布水、布气，极大提高填料的处理效果。
本实用新型所述的微电解装置，在反应区2装有合金填料，该合金填料由废铁屑粉、 炭粉及催化剂利用高温微孔活化技术制作而成，具有比表面积大、活性高、处理废水效果 好且稳定，可避免动态运行中填料钝化、板结现象，极大延长装置的运行周期，降低吨废 水处理成本;在填料与支撑板6之间设置密封圈7，保证废水和压缩空气从填充料中通过， 避免废水在运行中发生“短路”现象，在支撑板6和密封圈7之间设有尼龙丝网，其孔径 小于环形布水管及布气管上所分布的小孔的孔径，以便截留污物和细小的废渣料，防止堵 塞布气板;在反应区侧面下端还设有人孔8，便于装置检维修。
本实用新型所述的微电解装置，其分离区3实现液体和泡沫的分离，分离区还能隔离 填料中的悬浮物，减少后续的进一步过滤。
本实用新型所述的微电解装置，消泡区4设有泡沫溢流堰，溢流堰底部外侧设有溢流 口12，相邻两个溢流口中心轴线夹角为90°，各溢流口由连通管13相互连通，其中一个 溢流口和连通管均与原水储罐相连，便于排出并收集空气吹脱时带出的污染物泡沫，避免 污染物泡沫溢流设备外，污染现场操作环境。
本实用新型所述的微电解装置相对于现有的微电解装置具有以下优点：
相对于现有技术中的微电解装置使用铁屑和碳两种微电解填料，在运行中极易钝化、 板结，本实用新型使用的合金填料不钝化、不板结，可方便地根据填料的消耗情况进行补 充，无需更换，极大延长装置的稳定运行周期，而且可根据处理水质的不同，通过改变填 料的装填重量来调整设计参数。
相对现有技术中的微电解装置，在处理废水过程中，废水中的悬浮物和装置运行过程 中产生的悬浮物聚集在微电解反应中，造成设备阻力增加，严重时会堵塞微电解反应器的 填充料，致使反应器不能正常运行。本实用新型微电解装置采用定期清理、清洗尼龙网、 大量送液、鼓风松动等操作解决设备堵塞问题，使设备能够正常稳定运行。
相对现有技术中的微电解装置，在运行过程中普遍采用直形进水、进气管，虽然设有 布水、布气设施，但都存在布水、布气不均，严重影响处理效果。本实用新型采用由一系 列同心圆管组成且同心圆管上均匀分布一系列微孔的环形布水管和环形布气管，可保证均 匀布水、布气，极大提高填料的处理效果。
本实用新型通过在消泡区设泡沫溢流堰，溢流堰底部外侧设溢流口，各溢流口由连通 管相互连通，其中一个溢流口和连通管均与原水储罐相连，在处理表面活性剂废水时便于 排出并收集空气吹脱时带出的污染物泡沫，避免其溢流至设备外、污染现场操作环境。
