申请日2011.12.06
公开(公告)日2012.12.12
IPC分类号C02F1/461
摘要
一种可在线再生的铁炭微电解连续废水处理装置，装置主体为一桶式塔体，塔体分为：上盖、上壳体、中部塔身和塔底座，上盖、上壳体、中部塔身和塔底座的相邻处用耐高温有机硅密封垫连接;塔体中由网状盖板和网状隔板分隔开上、中、下三大区域;其特征在于：中部区域处于用耐高低温陶瓷材料制作的中部塔身之内，用于填充废铁屑和活性炭，是铁炭微电解连续废水处理核心部分，中部塔身外设置有电磁加热套，用于对中部区域内的废铁屑快速加热;下部区域为塔底座区，主要是废渣收集与排放、废水进入、曝气;上部区域为清水排放、气体排放、填料补充区域。可以动态连续的水处理，没有铁炭废料送出，填料更换少、处理成本低。
权利要求书
1.一种可在线再生的铁炭微电解连续废水处理装置，装置主体为一桶式塔体，塔体分为：上盖、上壳体、中部塔身和塔底座，上盖、上壳体、中部塔身和塔底座的相邻处用耐高温有机硅密封垫连接;塔体中由网状盖板和网状隔板分隔开上、中、下三大区域;其特征在于：中部区域处于用耐高低温陶瓷材料制作的中部塔身之内，是铁炭微电解连续废水处理核心部分，中部塔身外设置有电磁加热套，用于对中部区域内的废铁屑快速加热;下部区域为塔底座区，主要是废渣收集与排放、废水进入、曝气，设置有废水入口、曝气口，排渣口，每个入口都设置有阀门可开关;上部区域为清水排放、气体排放、填料补充区域，设置有清水出口、上盖、安全阀、曝气与再生废气出口、上壳体。
说明书
一种可在线再生的铁炭微电解连续废水处理装置
技术领域
本实用新型涉及铁炭微电解废水水处理装置，特别是一种可在线再生的铁炭微电解有机废水连续处理装置。
背景技术
铁炭微电解法是利用金属腐蚀原理，通过形成铁与碳的微电池对废水进行处理的工艺。该法使用废铁屑为原料，“以废治废”、成本低廉，而且使用范围广、处理效果好，使用寿命长。自日本同治矿业公司发明铁炭微电解法处理废水技术以来，国际上已经有不少发明者利用该原理，通过独创设计、改进流程等研制出了各种废水处理装置。然而，现有铁炭微电解装置在使用一段时间后，都会出现各种各样的毛病，最突出的是：1、填充料(铁屑与活性炭)容易结块、出现沟流现象，或整个微电解区堵塞、废水难通过，大大降低处理效率;2、虽然有设计流化床能够解决堵塞、结块现象，但该法要保持动力消耗大、填充料容易流失;3、铁炭微电解法对有机废水的处理原理主要是微电解氧化，其原理为：
(1)由于铁和碳的电势有明显差异，在电解质溶液中相互接触的铁屑和碳构成众多的微小原电池，铁作为阳极被腐蚀，碳作为阴极;Fe不断失去电子变成Fe2+进入溶液，失去的电子传递到碳的表面，当溶液中H+浓度较高时，H+在碳的表面获得电子发生反应;在氧气环境下，O2在碳表面获得电子发生化学反应。电极反应如下：
①、阳极(Fe)： Fe-2e→Fe2+
②、阴极(C)：2H++2e→2[H]→H2
当有氧时：阴极：O2+H2O+4e→4OH
酸性环境下还会发生fenton反应：O2 + 2H+ + 2e = H2O2
Fe2+ + H2O2 = Fe(OH)2+ + OH*
含有N、S、O、P、As等原子的有机物，N、S、O、P、As上的未成键孤对电子能与Fe2+上的外层空轨道形成配位键;形成结构复杂的大分子配合物，降低了水溶性，使这些有机物具有一定的胶体特性，可以通过吸附架桥作用得以沉淀去除。
但是有机物除了在Fe2+上的吸附需要时间短外，那些难被吸附在Fe2+上的有机物只有靠氧化去除，氧化过程是需要较长时间的，必须先吸附在活性炭上，然后再被OH*自由基氧化生成酸，最后与Fe2+或Fe3+生成沉淀物质，而得到处理。这样，有可能出现两个方面的问题：
1、假若废水浓度很高，活性炭吸附饱和后，系统来不及把所吸附的有机物全部降解掉，废水中多余的有机物势必直接通过装置，从出口处排除，这样就无法达到处理的目的!
2、假若废水中含有无法被该铁炭微电解废水处理装置降解的有机物，该有机物也只能被活性炭吸附，随着活性炭不断地吸附，最终达到饱和。继续处理，则多余的有机物也会直接通过装置，从出口处排除。
就上述情况，我们通常采用更换填充料(活性炭+铁屑)的办法，这有以下三个方面缺点：
1、整个装置的废料必须全部更换，废料更换困难，费时费力。
2、更换下来的废料，因为含有铁屑、有毒有机物、有机物铁盐，送出去请活性炭生产厂家再生，既容易损害对方的设备，又还会给对方造成环境污染，因此一般厂家都不愿接受。
3、更换下来的填充料若不妥善处理就成了固体垃圾，不但造成二次污染，而且成本很高。
发明内容
鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种可在线再生的铁炭微电解连续废水处理装置，该铁炭微电解连续废水处理装置解决目前铁炭微电解废水处理装置中存在的：废料更换困难，费时费力、更换下来的废料很难外送再生、固体垃圾造成二次污染、成本高的问题。
本实用新型的技术方案是：一种可在线再生的铁炭微电解连续废水处理装置，装置主体为一桶式塔体，塔体分为：上盖、上壳体、中部塔身和塔底座，上盖、上壳体、中部塔身和塔底座的相邻处用耐高温有机硅密封垫连接;塔体中由网状盖板和网状隔板分隔开上、中、下三大区域;其特征在于：中部区域处于用耐高低温陶瓷材料制作的中部塔身之内，用于填充废铁屑和活性炭，是铁炭微电解连续废水处理核心部分，中部塔身外设置有电磁加热套，用于对中部区域内的废铁屑快速加热;下部区域为塔底座区，主要是废渣收集与排放、废水进入、曝气，设置有废水入口、曝气口，排渣口，每个入口都设置有阀门可开关;上部区域为清水排放、气体排放、填料补充区域，设置有清水出口、上盖、安全阀、曝气与再生废气出口、上壳体。
本实用新型的装置，主要包括排渣口、网状隔板、废铁屑(块、棒、钉、珠、丝)、活性炭、清水出口、上盖(可开启，便于加料)、安全阀、曝气与再生废气出口、电磁加热套、废水入口、曝气口、网状盖板、上壳体、中部塔身、塔底座，其特征在于：该可在线再生的铁炭微电解连续废水处理装置主体为一桶式塔体，塔体分为：上盖、上壳体、中部塔身和塔底座，其中中部塔身由耐高低温陶瓷材料制作，上盖、上壳体、中部塔身和塔底座的相邻处用耐高温有机硅密封垫连接;塔体中由网状盖板和网状隔板分隔开上、中、下三大区域：中部区域处于用陶瓷材料制作的中部塔身之内，用于填充废铁屑(块、棒、钉、珠、丝)和活性炭，是铁炭微电解连续废水处理核心部分;陶瓷材料制作的中部塔身外设置有电磁加热套，用于对中部区域内地废铁屑(块、棒、钉、珠、丝)快速加热;下部区域为塔底座区，主要是废渣收集与排放、废水进入、曝气，设置有废水入口、曝气口，排渣口，每个入口都设置有阀门可开关;上部区域为清水排放、气体排放、填料补充区域，设置有清水出口、上盖(可开启，便于加料)、安全阀、曝气与再生废气出口、上壳体。
本实用新型的原理是：
1、废水处理：废水从废水入口进入装置后，在曝气口，排渣口阀门都关闭的情况下，由底座往上流过中部区域，在中部铁炭微电解区发生氧化还原反应或吸附反应(其原理如前所述)，废水中的有害物质(有机物、重金属等)被降解生成沉淀物(有机铁盐等)慢慢聚集到塔底部区域，由排渣口被定时清理掉;反应后的清水慢慢由上部清水口排出(若清水中还含有细小凝胶物，可以由清水口外的其它装置如：混凝池等进行二级处理)。
2、按照铁炭微电解原理：在该塔的废水处理过程中需要氧元素，因此，当废水进入塔体后便打开曝气口阀门进行曝气(空气或氧气)，以提供氧化还原反应所需氧。
3、再生处理：塔中部的铁炭区域经过一段时间的废水处理后，铁屑与活性炭的吸附趋于饱和状态时(视出水水质定)，并可关闭废水入口、曝气口、排渣口阀门，打开中部塔身外的电磁加热套进行非接触式快速对里面的废铁屑(块、棒、钉、珠、丝)加热，温度可从常温迅速升高到100～700℃，由于加热速度快，周边的液态水在瞬间被升温、气化，同时所产生的高温气流也迅速把活性炭加热，使活性炭里面的液态水及有机溶解物也瞬间膨胀气化，活性炭里面吸附的不挥发有机物在高温下被炭化，最后使活性炭达到再生目的。另外加热产生的再生废气(高温水气及带出的有机物)通过上盖的“曝气与再生废气出口”排出到其它废气处理装置(如：吸收池、冷凝回收器、焚烧炉等)进行后处理;安全阀主要用于防爆。
4、在上述迅速加热过程中，一些吸附在活性炭上和铁屑上的有机铁盐也会在高温无氧环境下发生：
(R)n-Fe Fe + C + H2O +CO2
这样活性炭里面吸附的已被氧化了的铁屑也得到了还原，又可参与铁炭微电解反应处理废水。
5、上述3、4两过程，不但再生了活性炭和铁屑，而且经常再生，使沉入塔底区域的废渣也相对普通铁炭微电解装置要少。若从节约出发，使用者还可把已沉淀到塔底部区域的有机铁盐转移到铁炭微电解区上部，一同再生(原理同上)。这样就没有固体垃圾产生了。若塔底部沉渣太多，把其转移到塔中央区再生，容易引起后续废水处理质量，我们也可把从排渣口清理出来的废渣放入其他装置焙烧处理后再做填充料使用或填埋。
本实用新型的优点是： 1、本可在线再生的铁炭微电解连续废水处理装置是一种动态连续的水处理装置，能够连续不断地处理废水。2、整个装置的填料不必全部更换，只是隔一段时间再往里面添加就可。3、没有铁炭废料送出去请活性炭生产厂家再生的情况。4、固体垃圾不排放或排放少，不会二次污染，4、填料更换少、处理成本低。
