公布日：2023.11.14
申请日：2023.09.19
分类号：C02F1/467(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I
摘要
本发明公开了强化铁碳微电解污水处理装置，包括依次相连的多个反应池；每两个相邻的反应池之间均设有导流结构；第一个反应池靠近底部的侧壁设有进水口；进水口通过进水管输入污水；进水管通过从硫酸储罐获取硫酸与污水混合控制输入第一个反应池的pH值；从第二个反应池开始，每一反应池均通过相应的支路管道与硫酸储罐连接，通过从硫酸储罐获取硫酸使相应的反应池的pH值维持在制定范围内；从第二个反应池开始，每一反应池靠近底部位置的侧壁均通过相应的加药口与加药罐连接，从加药罐获取H2O2溶液；最后一个反应池靠近开口处设有排水口，内部在排水口的位置设有出水堰。本发明能将反应系统的pH值维持在最佳范围，更好地保障微电解反应。
权利要求书
1.强化铁碳微电解污水处理装置，包括依次相连的多个反应池(1、2、3、4)；其特征在于：每一所述反应池(1、2、3、4)均为上方开口的容器，内部从下向上均依次设有布水布气区和铁碳填料层；每两个相邻的所述反应池(1、2、3、4)之间均设有导流结构，通过所述导流结构将前一所述反应池(1、2、3)靠近相应的所述开口处的污水引入下一个所述反应池(2、3、4)内靠近底部的位置；第一个所述反应池(1)靠近底部的侧壁设有进水口(111)；所述进水口(111)通过进水管(110)输入污水；所述进水管(110)通过第一支路管道(11)与硫酸储罐(5)连接，通过从所述硫酸储罐(5)获取硫酸与所述污水混合控制输入第一个所述反应池(1)的pH值，使第一个所述反应池(1)的pH值维持在3至4；从第二个所述反应池(2)开始，每一所述反应池(2、3、4)均通过相应的所述支路管道(21、31、41)与硫酸储罐(5)连接，通过从所述硫酸储罐(5)获取硫酸使相应的所述反应池(2、3、4)的pH值维持在指定范围内；从第二个所述反应池(2)开始，每一所述反应池(2、3、4)靠近底部位置的侧壁均通过相应的加药口(212、312、412)与加药罐(6)连接，从所述加药罐(6)获取H2O2溶液；最后一个所述反应池(4)在靠近开口处的侧壁设有排水口(417)，并通过所述排水口(417)与排水管(418)连接，内部在对应所述排水口(417)的位置设有出水堰(417)。
2.根据权利要求1所述的强化铁碳微电解污水处理装置，其特征在于，包括四个所述反应池(1、2、3、4)。
3.根据权利要求2所述的强化铁碳微电解污水处理装置，其特征在于，第一所述支路管道(11)设有第一硫酸隔膜泵(13)和第一硫酸阀门(12)，通过所述第一硫酸隔膜泵(13)和所述第一硫酸阀门(12)控制与所述污水混合的所述硫酸的量；第一个所述反应池(1)设有第一pH计(14)，通过所述第一pH计(14)检测pH值；所述第一pH计(14)与所述第一硫酸隔膜泵(13)联动，使所述第一硫酸隔膜泵(13)根据第一个所述反应池(1)的pH值运行，自动调节输入的所述硫酸的量，使第一个所述反应池(1)的pH值维持在3至4。
4.根据权利要求2所述的强化铁碳微电解污水处理装置，其特征在于，第一个所述反应池(1)的所述布水布气区内设有第一曝气管(15)；第二个所述反应池(2)的所述布水布气区内设有第二曝气管(25)；第三个所述反应池(3)的所述布水布气区内设有第三曝气管(35)；第四个所述反应池(4)的所述布水布气区内设有第四曝气管(45)；所述第一曝气管(15)、第二曝气管(25)、第三曝气管(35)、第四曝气管(45)均通过曝气总管(70)与鼓风机(7)连接，通过所述曝气总管(70)输送所述鼓风机(7)产生压缩空气。
5.根据权利要求2所述的强化铁碳微电解污水处理装置，其特征在于，第一个所述反应池(1)和第二个所述反应池(2)之间、第二个所述反应池(2)和第三个所述反应池(3)之间，以及第三个所述反应池(3)与第四个所述反应池(4)之间分别设有第一所述导流结构、第二所述导流结构，以及第三所述导流结构；第一所述导流结构包括与第一个所述反应池(1)靠近开口位置的侧壁连接的第一水平连接管(210)；所述第一水平连接管(210)的另一端与竖直设置的第一竖直导流管(211)连接；所述第一竖直导流管(211)竖直设置，下端延伸至所述第二个所述反应池(2)内靠近底部的位置；第二所述导流结构包括与第二个所述反应池(2)靠近开口位置的侧壁连接的第二水平连接管(310)；所述第二水平连接管(310)的另一端与竖直设置的第二竖直导流管(311)连接；所述第二竖直导流管(311)竖直设置，下端延伸至所述第三个所述反应池(3)内靠近底部的位置；第三所述导流结构包括与第三个所述反应池(3)靠近开口位置的侧壁连接的第三水平连接管(410)；所述第三水平连接管(410)的另一端与竖直设置的第三竖直导流管(411)连接；所述第三竖直导流管(411)竖直设置，下端延伸至所述第四个所述反应池(4)内靠近底部的位置。
6.根据权利要求6所述的强化铁碳微电解污水处理装置，其特征在于，所述第一竖直导流管(211)的上端与第二所述支路管道(21)连接；第二所述支路管道(21)设有第二硫酸隔膜泵(23)和第二硫酸阀门(22)，通过所述第二硫酸隔膜泵(23)和所述第二硫酸阀门(22)控制输入第二所述反应池(2)的所述硫酸的量；所述第二竖直导流管(311)的上端与第三所述支路管道(31)连接；第三所述支路管道(31)设有第三硫酸隔膜泵(33)和第三硫酸阀门(32)，通过所述第三硫酸隔膜泵(33)和所述第三硫酸阀门(32)控制输入第三所述反应池(3)的所述硫酸的量；所述第三水平连接管(410)的上端与第四所述支路管道(41)连接；第四所述支路管道(41)设有第四硫酸隔膜泵(43)和第四硫酸阀门(42)，通过所述第四硫酸隔膜泵(43)和所述第四硫酸阀门(42)控制输入第四所述反应池(4)的所述硫酸的量；第二个所述反应池(2)设有第一pH计(24)，通过所述第二pH计(24)检测pH值；第三个所述反应池(3)设有第三pH计(34)，通过所述第三pH计(34)检测pH值；第四个所述反应池(4)设有第四pH计(44)，通过所述第四pH计(44)检测pH值；所述第二pH计(24)检测pH值、所述第三pH计(34)检测pH值、所述第四pH计(44)检测pH值分别与所述第二硫酸隔膜泵(23)、所述第三硫酸隔膜泵(33)、所述第四硫酸隔膜泵(43)联动，使相应的所述第二硫酸隔膜泵(23)、相应的所述第三硫酸隔膜泵(33)和相应的所述第四硫酸隔膜泵(43)均根据相应的所述第二pH计(24)检测pH值、使相应的所述第三pH计(34)检测pH值或者使相应的所述第四pH计(44)自动调节输送的所述硫酸的量。
7.根据权利要求2所述的强化铁碳微电解污水处理装置，其特征在于，第二个所述反应池(2)的第二所述加药口(212)通过第二加药管路(215)与所述加药罐(6)连接；所述第二加药管路(215)设有第二加药隔膜泵(214)和第二加药阀门(215)；第三个所述反应池(3)的第三所述加药口(312)通过第三加药管路(315)与所述加药罐(6)连接；所述第三加药管路(315)设有第三加药隔膜泵(314)和第三加药阀门(315)；第四个所述反应池(4)的第四所述加药口(412)通过第四加药管路(415)与所述加药罐(6)连接；所述第四加药管路(415)设有第四加药隔膜泵(414)和第二加药阀门(415)。
8.根据权利要求2所述的强化铁碳微电解污水处理装置，其特征在于，第一个所述反应池(1)、第二个所述反应池(2)、第三个所述反应池(3)和第四个所述反应池(4)的所述布水布气区内和相应的所述铁碳填料层之间分别设有第一筛板(17)、第二筛板(27)、第三筛板(37)和第四筛板(47)。
9.根据权利要求9所述的强化铁碳微电解污水处理装置，其特征在于，第一个所述反应池(1)、第二个所述反应池(2)、第三个所述反应池(3)和第四个所述反应池(4)在靠近上方开口位置的侧壁分别设有第一反冲洗水出水口(19)、第二反冲洗水出水口(29)、第三反冲洗水出水口(39)和第四反冲洗水出水口(49)；第一个所述反应池(1)、第二个所述反应池(2)、第三个所述反应池(3)和第四个所述反应池(4)在靠近底部位置的侧壁分别设有第一反冲洗水进水口(16)、第二反冲洗水进水口(26)、第三反冲洗水进水口(36)和第四反冲洗水进水口(46)。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供强化铁碳微电解污水处理装置，实现的目的是提高H2O2和铁碳填料的利用率，减少H2O2的投加量，并且能更加充分利用微电解产生的二价铁离子，采用多段投加H2O2，通过对各段H2O2投加量控制，能够在系统内保持最佳的c(H2O2):c(Fe2+)，从而保证了芬顿反应的高效进行，有效提高难降解废水的可生化性，适用于各类工业废水预处理。
为实现上述目的，本发明公开了强化铁碳微电解污水处理装置，包括依次相连的多个反应池。
其中，每一所述反应池均为上方开口的容器，内部从下向上均依次设有布水布气区和铁碳填料层；
每两个相邻的所述反应池之间均设有导流结构，通过所述导流结构将前一所述反应池靠近相应的所述开口处的污水引入下一个所述反应池内靠近底部的位置；
第一个所述反应池靠近底部的侧壁设有进水口；
所述进水口通过进水管输入污水；
所述进水管通过第一支路管道与硫酸储罐连接，通过从所述硫酸储罐获取硫酸与所述污水混合控制输入第一个所述反应池的pH值，使第一个所述反应池的pH值维持在3至4；
从第二个所述反应池开始，每一所述反应池均通过相应的所述支路管道与硫酸储罐连接，通过从所述硫酸储罐获取硫酸使相应的所述反应池的pH值维持在制定范围内；
从第二个所述反应池开始，每一所述反应池靠近底部位置的侧壁均通过相应的加药口与加药罐连接，从所述加药罐获取H2O2溶液；
最后一个所述反应池在靠近开口处的侧壁设有排水口，并通过所述排水口与排水管连接，内部在对应所述排水口的位置设有出水堰。
优选的，包括四个所述反应池。
更优选的，第一所述支路管道设有第一硫酸隔膜泵和第一硫酸阀门，通过所述第一硫酸隔膜泵和所述第一硫酸阀门控制与所述污水混合的所述硫酸的量；
第一个所述反应池设有第一pH计，通过所述第一pH计检测pH值；
所述第一pH计与所述第一硫酸隔膜泵联动，使所述第一硫酸隔膜泵根据第一个所述反应池的pH值运行，自动调节输入的所述硫酸的量，使第一个所述反应池的pH值维持在3至4。
更优选的，第一个所述反应池的所述布水布气区内设有第一曝气管；
第二个所述反应池的所述布水布气区内设有第二曝气管；
第三个所述反应池的所述布水布气区内设有第三曝气管；
第四个所述反应池的所述布水布气区内设有第四曝气管；
所述第一曝气管、第二曝气管、第三曝气管、第四曝气管均通过曝气总管与鼓风机连接，通过所述曝气总管输送所述鼓风机产生压缩空气。
更优选的，第一个所述反应池和第二个所述反应池之间、第二个所述反应池和第三个所述反应池之间，以及第三个所述反应池与第四个所述反应池之间分别设有第一所述导流结构、第二所述导流结构，以及第三所述导流结构；
第一所述导流结构包括与第一个所述反应池靠近开口位置的侧壁连接的第一水平连接管；
所述第一水平连接管的另一端与竖直设置的第一竖直导流管连接；
所述第一竖直导流管竖直设置，下端延伸至所述第二个所述反应池内靠近底部的位置；
第二所述导流结构包括与第二个所述反应池靠近开口位置的侧壁连接的第二水平连接管；
所述第二水平连接管的另一端与竖直设置的第二竖直导流管连接；
所述第二竖直导流管竖直设置，下端延伸至所述第三个所述反应池内靠近底部的位置；
第三所述导流结构包括与第三个所述反应池靠近开口位置的侧壁连接的第三水平连接管；
所述第三水平连接管的另一端与竖直设置的第三竖直导流管连接；
所述第三竖直导流管竖直设置，下端延伸至所述第四个所述反应池内靠近底部的位置。
更优选的，所述第一竖直导流管的上端与第二所述支路管道连接；
第二所述支路管道设有第二硫酸隔膜泵和第二硫酸阀门，通过所述第二硫酸隔膜泵和所述第二硫酸阀门控制输入第二所述反应池的所述硫酸的量；
所述第二竖直导流管的上端与第三所述支路管道连接；
第三所述支路管道设有第三硫酸隔膜泵和第三硫酸阀门，通过所述第三硫酸隔膜泵和所述第三硫酸阀门控制输入第三所述反应池的所述硫酸的量；
所述第三水平连接管的上端与第四所述支路管道连接；
第四所述支路管道设有第四硫酸隔膜泵和第四硫酸阀门，通过所述第四硫酸隔膜泵和所述第四硫酸阀门控制输入第四所述反应池的所述硫酸的量；
第二个所述反应池设有第二pH计，通过所述第二pH计检测pH值；
第三个所述反应池设有第三pH计，通过所述第三pH计检测pH值；
第四个所述反应池设有第四pH计，通过所述第四pH计检测pH值；
所述第二pH计检测pH值、所述第三pH计检测pH值、所述第四pH计检测pH值分别与所述第二硫酸隔膜泵、所述第三硫酸隔膜泵、所述第四硫酸隔膜泵联动，使相应的所述第二硫酸隔膜泵、相应的所述第三硫酸隔膜泵和相应的所述第四硫酸隔膜泵均根据相应的所述第二pH计检测pH值、使相应的所述第三pH计检测pH值或者使相应的所述第四pH计自动调节输送的所述硫酸的量。
更优选的，第二个所述反应池的第二所述加药口通过第二加药管路与所述加药罐连接；
所述第二加药管路设有第二加药隔膜泵和第二加药阀门；
第三个所述反应池的第三所述加药口通过第三加药管路与所述加药罐连接；
所述第三加药管路设有第三加药隔膜泵和第三加药阀门；
第四个所述反应池的第四所述加药口通过第四加药管路与所述加药罐连接；
所述第四加药管路设有第四加药隔膜泵和第四加药阀门。
更优选的，第一个所述反应池、第二个所述反应池、第三个所述反应池和第四个所述反应池的所述布水布气区内和相应的所述铁碳填料层之间分别设有第一筛板、第二筛板、第三筛板和第四筛板。
更优选的，第一个所述反应池、第二个所述反应池、第三个所述反应池和第四个所述反应池在靠近上方开口位置的侧壁分别设有第一反冲洗水出水口、第二反冲洗水出水口、第三反冲洗水出水口和第四反冲洗水出水口；
第一个所述反应池、第二个所述反应池、第三个所述反应池和第四个所述反应池在靠近底部位置的侧壁分别设有第一反冲洗水进水口、第二反冲洗水进水口、第三反冲洗水进水口和第四反冲洗水进水口。
本发明的有益效果：
本发明能更精确地将反应系统的pH值维持在最佳范围，从而更好地保障微电解反应效率。
本发明能充分利用微电解反应产生的二价铁离子进行芬顿反应，产生具有强氧化性的羟基自由基，从而提高处理系统的对难降解污染物的去除效果。
本发明能够充分利用微电解产生的二价铁离子以及投加的H2O2，在系统中不断进行微电解反应和芬顿反应，可大幅提高污染物的降解效率。
本发明能够通过H2O2多点投加装置将系统中的H2O2与Fe2+浓度控制在最佳比例，从而提高H2O2的利用率，节省H2O2的投加量。
本发明能够利用芬顿产生的Fe3+与铁碳填料的单质Fe反应生成Fe2+，从而实现了铁元素的重复利用，减少铁碳填料的消耗量，同时减少了污泥产生量。反应产生的铁盐可用于后续混凝沉淀，减少混凝加药量。
（发明人：李岗;朱传首;陈浩;李勇;胡庆伟）
