高新高级氧化污水处理装置技术

高新高级氧化污水处理装置技术

本高新技术涉及污水处理领域,尤其涉及一种高级氧化污水处理装置。

背景技术:

高级氧化法(advancedoxidationprocess,简称aops)是通过产生羟基自由基(·oh)来对污水中不能被普通氧化剂氧化的污染物进行氧化降解的过程。羟基自由基的氧化能力(2.8v)仅次于氟(2.87v),能直接与废水中的有机污染物反应将其降解为二氧化碳、水和无害物,不产生二次污染。芬顿(fenton)试剂是高级氧化技术常用的,通过过氧化氢(h2o2)与二价铁离子(fe2+)反应生成羟基自由基,同时二价铁离子被氧化成3价铁离子,有一定的絮凝网捕作用,主要反应式为:fe2++h2o2→fe3++oh+·oh。

铁碳微电解又称内电解法,在不通电的情况下,利用填充在废水中的微电解材料自身产生1.2v电位差对废水进行电解处理。电位低的铁为阳极,腐蚀变成二价铁离子,电位高的碳为阴极,在酸性条件下发生电化学反应,反应产生初生态的fe2+和原子h,它们具有高化学活性,能改变废水中许多有机物的结构和特性,使有机物发生断链、开环等作用。主要反应式为:阳极(fe)fe-2e→fe2+;阴极(c)2h++2e→2[h]→h2。

铁碳微电解与芬顿联用高级氧化是处理/预处理高浓度难降解有机废水的理想工艺,微电解将大分子链破解为小分子链物质,芬顿将有机物彻底氧化分解,因此能更有效的去除成分复杂的难降解有机废水。

但是,现有铁碳填料多呈长条状,运行一段时间后,填料表面会形成钝化膜;另一方面,不管填料是何种形状,废水中的悬浮颗粒也会部分沉积在填料表面上,阻隔了填料与废水的有效接触,从而致使处理效率降低;进一步发展为填料板结,铁床内部废水流态恶化,同时也使填料更换的难度大大增加。采用流化床装置虽可解决填料的板结问题,但高的投资费用、运行费用及操作管理要求使其应用受到一定限制。

此外,经芬顿反应分离器分离的污泥因自身装置结构设计或存在缺陷造成污泥不易沉淀及排出,造成污水处理效率降低的情况也时有发生。

有鉴于此,发明人进行了有益的探索和尝试,找到了解决上述问题的办法,下面将要介绍的方案便是这种背景下产生的。

技术实现要素:

本高新技术所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足和缺陷而提供一种高级氧化污水处理装置。

本高新技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:

一种高级氧化污水处理装置,其特征在于,包括总污水进水管道,铁碳微电解反应器、芬顿反应分离器、撬块式加药装置,污水经由所述总污水进水管道进入铁碳微电解反应器内进行电解反应,而后排送至芬顿反应分离器;

其中,铁碳微电解反应器内填充有铁碳铝复合球形填料,且向外联通有进水管道,出水管道,反洗出水进口管道,反洗出水出口管道,铁碳微电解反应器进水管道位于出水管道的上方,铁碳微电解反应器反洗出水出口管道位于反洗进水口管道上方,且铁碳微电解反应器进水管道与铁碳微电解反应器反洗出水进口管道并联,铁碳微电解反应器出水管道与铁碳微电解反应器反洗出水出口管道并联,且分别在铁碳微电解反应器进水管道与反洗出水进口管道设置有第一阀、第二阀,以及,分别在铁碳微电解反应器出水管道与反洗出水出口管道设置有第三阀、第四阀,铁碳微电解反应器总污水进水管道的输出端联通铁碳微电解反应器进水管道的进水端,铁碳微电解反应器的总污水出水端联通反应池芬顿反应分离器;

所述芬顿反应分离器包括污水反应区以及泥水分离区,所述污水反应区由若干反应池构成,每一反应池底部设置有曝气器以及连接所述曝气器的曝气管道,所述曝气管道的输入端连接有一供气鼓风机;所述泥水分离区包括若干泥水分离池,若干泥水分离池串联形式联通,由所述污水反应区出来的水通过管道传输至泥水分离池,最末端的那一级泥水分离池的上部联通有排水出口,每一所述泥水分离池的下部设有排泥出口,其还包括一排泥管,所述排泥管联通全部所述的排泥出口;

所述撬块式加药装置包括硫酸加药箱、硫酸亚铁加药箱、双氧水加药箱、液碱加药箱、pam加药箱,以及,连接所述曝气器的供气鼓风机,其中每一所述加药箱均设有计量泵,并通过管道联通所述的反应池。

在本高新技术的一个优选实施例中,所述铁碳微电解反应器设置有两组,每一组铁碳微电器反应器的进水管道通过一进水三通与所述总污水进水管道联通,每一组铁碳微电器反应器的出水管道通过一出水三通与所述总污水出水管道联通。

在本高新技术的一个优选实施例中,所述若干反应池包括第一反应池、第二反应池、第三反应池、第四反应池、第五反应池;所述硫酸亚铁加药箱通过管道联通第一反应池,所述双氧水加药箱通过管道联通第二反应池,所述液碱加药箱通过管道联通第三反应池,所述pam加药箱通过管道联通第四反应池,所述供气鼓风机还通过有若干管道与每一反应池联通。

在本高新技术的一个优选实施例中,所述铁碳微电解反应器的底部还设置有一进气口,所述微电解反应器的进气口通过管道与所述供气鼓风机联通。

在本高新技术的一个优选实施例中,所述铁碳铝复合球形填料球体的半径为8-12毫米。

在本高新技术的一个优选实施例中,所述总污水进水管道上设有增压泵。

在本高新技术的一个优选实施例中,所述微电解反应器采用圆形铁碳微电解反应器。

由于采用了如上的技术方案,本高新技术的有益效果在于:

本高新技术相对于现有技术而言,通过采用球形填料、增加气水联合反冲洗等措施,解决了铁碳填料钝化板结、污水短流的问题,并大大提升了铁碳微电解处理效率。

芬顿反应采用空气进行搅拌,将剩余的fe2+充分反应形成fe3+,并经混凝沉淀有效去除,解决出水“返色”的问题。

通过处理工艺集成、单元组合,采用撬装设备形式,既节省占地又安装便捷、缩短工期。且芬顿反应分离器的污水分离室结构设计优良,污泥更易排出。

综上所述,本高新技术可较大幅度降低废水的cod和色度,提高b/c比值(即可生化性),同时能兼顾化学沉淀除磷、还原除重金属等,污水处理效率高,可广泛应用于制药、印染、化工、电镀、制浆造纸、制革、农药等各类工业废水的预处理及深度处理回用。

附图说明

为了更清楚地说明本高新技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本高新技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本高新技术一种实施例的结构示意图。

图2为本高新技术图1中两组铁碳微电解器的一种实施例的结构示意图。

图3为本高新技术图1中泥水分离区另一种实施例的结构示意图。

图4为本高新技术图3中泥水分离区另一种角度下的结构示意图。

具体实施方式

为了使本高新技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面进一步阐述本高新技术。

请参见图1-4所示的一种高级氧化污水处理装置,包括总污水进水管道10、铁碳微电解反应器20、芬顿反应分离器30、撬块式加药装置40,其中,总污进水管道10上设有增压泵11,污水经由总污水进水管道10进入铁碳微电解反应器20内进行电解反应,而后排送至芬顿反应分离器30。

其中,铁碳微微电解反应器20采用圆形微电解反应器,铁碳微电解反应器20内填充有铁碳铝复合球形填料(图中未显示),优选的,铁碳铝复合球形填料球体的半径为8-12毫米,其中,铝为催化剂目的是提高反应速率。

铁碳微电解反应器20外联通有进水管道21a,出水管道21b,反洗出水进口管道21c,反洗出水出口管道21d,铁碳微电解反应器进水管道21a位于出水管道21的上方,铁碳微电解反应器反洗出水出口管道21d位于反洗进水口管道21c上方,且铁碳微电解反应器进水管道21a与铁碳微电解反应器反洗出水进口管道21c并联,铁碳微电解反应器出水管道21b与铁碳微电解反应器反洗出水出口管道21d并联,且分别在铁碳微电解反应器进水管道21a与反洗出水进口管道21c设置有第一阀21f、第二阀21h,以及,分别在铁碳微电解反应器出水管道21b与反洗出水出口管道21d设置有第三阀21g、第四阀21i;其中总污水进水管道10的输出端通过三通联通铁碳微电解反应器进水管道21a及反洗出水进口管道21c的进水端,铁碳微电解反应器出水管道21b与铁碳微电解反应器反洗出水出口管道21d通过三通22c、管道22d联通芬顿反应器。其中,需要说明的是图2为了使管道示意不交叉,并未显示将管道22a、22b用三通22c联通,而实际中是联通的。

其中,铁碳微电解反应器20设置有两组,每一组铁碳微电器反应器的进水管道10a通过一进水三通10b与总污水进水管道10联通,每一组铁碳微电器反应器的出水管道21b与反洗出水出口管道21d分别通过出水管道三通28、反洗出水出口管道三通29与总污水出水管道22d联通。每一组铁碳微电解反应器同样也包括现有铁碳微电解反应器的结构,例如卸料口23、放空口24、人孔25、排气孔26、进气口27,需要说明的两组铁碳微电器反应器结构大体一致,设置两组的目的是提高反应效率,同时此结构也易于安装。

芬顿反应器30包括污水反应区30a以及泥水分离区30b,污水反应区30a由若干反应池31构成,污水反应区30a内部布置折流隔板(图中未显示)以实现污水折流提供反应效率。每一反应池31底部设置有曝气器32以及连接曝气器32的曝气管道33,曝气管道33的输入端连接有一供气鼓风机40;泥水分离区30b包括若干泥水分离池34,若干泥水分离池34串联形式联通,由污水反应区30a出来的水通过管道(图中未显示)传输至泥水分离池34,最末端的那一级泥水分离池34的上部联通排水出口,每一泥水分离池34的下部设有排泥出口36,其还包括一排泥管37,排泥管37联通全部的排泥出口36;

本高新技术中,除了采用现有技术所用到的泥水分离池,也可采取图3、4所述的泥水分离池,其底部大致呈斗状,利于污泥沉底,本高新技术采用5组泥水分离池,当然也不限制于5组,具体根据实际情况而定。

撬块式加药装置40包括硫酸加药箱42、硫酸亚铁加药箱44、双氧水加药箱45、液碱加药箱46、pam加药箱47,以及通过管道41b连接曝气器32的供气鼓风机41,其中每一加药箱均设有计量泵,并分别通过管道联通总污水进水管道10或对应的反应池。其中,铁碳微电解反应器的进气口27通过管道41a也与供气鼓风机联通。

其中,本高新技术设置有第一反应池a、第二反应池b、第三反应池c、第四反应池d、第五反应池e;硫酸亚铁加药箱44通过管道44a联通第一反应池a,双氧水加药箱45通过管道45a联通第二反应池b,液碱加药箱46通过管道46a联通第三反应池c,pam加药箱47通过管道47a联通第四反应池d,硫酸加药箱42通过管道联通总污水进水管道10。

本高新技术工作原理或流程如下:

系统运行时,打开第一阀21f、第三阀21g,关闭第二阀21h、第四阀21i,污水通过总污水进水管道10经由铁碳微电解反应器20上方的进水管道21a流进,从出水管道21b流出,此时水流方向为上进下出,计量泵43补充投加适量催化剂硫酸亚铁,采用空气搅拌混合3分钟;在酸性条件下发生电化学反应产生初生态的fe2+和原子h,使难降解有机物发生断链、开环等作用,提高可生化性并部分降解。

当填料表面将聚集悬浮物/ss导致运行阻力加大,可关闭第一阀21f、第三阀21g,打开第二阀21h、第四阀21i,污水通过总污水进水管道10经由铁碳微电解反应器20下方的反洗出水进口管道21c流进,从反洗出水出口管道21d流出,此时水流方向为下进上,另一方面,铁碳微电解反应器的进气口27通过管道41a也与供气鼓风机41联通可实现气水联合反冲洗,防止堵塞板结;反洗完成后根据需要重新进入运行状态或闲置备用。铁碳微电解反应器20出水自流入芬顿反应分离器30,其顿反应分离器30反应区底部布置曝气器32,且内部布置折流隔板(图中未显示),其采用空气混合搅拌,合理控制搅拌的速度梯度,确保反应充分、絮体明显。视反应需要先由计量泵43补充投加适量催化剂硫酸亚铁,采用空气搅拌混合3分钟;再由计量泵43投加氧化剂双氧水,反应时间为2小时~6小时,药剂投加比例通过小试并结合实际运行数据确定,参考质量比例为h2o2/codcr1~2、h2o2/fe2+1~10;氧化反应完成后,由计量泵43投加中和剂碱液,调节ph至8左右,混合反应3分钟;再由计量泵43投加助凝剂pam/聚丙烯酰胺,投加量约为5mg/l,形成较大絮体后自流进入泥水分离区30b。泥水分离区30b下部成斜向下收拢结构,其采用斜沉淀方式以提高沉淀排泥效率,排水进入后续处理设施,污泥排入污水处理站的污泥处理系统。

以上显示和描述了本高新技术的基本原理和主要特征和本高新技术的优点。本行业的技术人员应该了解,本高新技术不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本高新技术的原理,在不脱离本高新技术精神和范围的前提下,本高新技术还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本高新技术范围内。本高新技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征:

1.一种高级氧化污水处理装置,其特征在于,包括总污水进水管道,铁碳微电解反应器、芬顿反应器分离器、撬块式加药装置,污水经由反应池总污水进水管道进入铁碳微电解反应器内进行电解反应,而后排送至芬顿反应分离器;

其中,铁碳微电解反应器内填充有铁碳铝复合球形填料,且向外联通有进水管道,出水管道,反洗出水进口管道,反洗出水出口管道,铁碳微电解反应器进水管道位于出水管道的上方,铁碳微电解反应器反洗出水出口管道位于反洗进水口管道上方,且铁碳微电解反应器进水管道与铁碳微电解反应器反洗出水进口管道并联,铁碳微电解反应器出水管道与铁碳微电解反应器反洗出水出口管道并联,且分别在铁碳微电解反应器进水管道与反洗出水进口管道设置有第一阀、第二阀,以及,分别在铁碳微电解反应器出水管道与反洗出水出口管道设置有第三阀、第四阀,铁碳微电解反应器总污水进水管道的输出端联通铁碳微电解反应器进水管道的进水端,铁碳微电解反应器的总污水出水端联通反应池芬顿反应分离器;

所述芬顿反应分离器包括污水反应区以及泥水分离区,所述污水反应区由若干反应池构成,每一反应池底部设置有曝气器以及连接所述曝气器的曝气管道,所述曝气管道的输入端连接有一供气鼓风机;所述泥水分离区包括若干泥水分离池,若干泥水分离池串联形式联通,由所述污水反应区出来的水通过管道传输至泥水分离池,最末端的那一级泥水分离池的上部联通有排水出口,每一所述泥水分离池的下部设有排泥出口,其还包括一排泥管,所述排泥管联通全部所述的排泥出口;

所述撬块式加药装置包括硫酸加药箱、硫酸亚铁加药箱、双氧水加药箱、液碱加药箱、pam加药箱,以及,连接所述曝气器的供气鼓风机,其中每一所述加药箱均设有计量泵,并通过管道联通所述的反应池。

2.如权利要求1所述的一种高级氧化污水处理装置,其特征在于,所述铁碳微电解反应器设置有两组,每一组铁碳微电器反应器的进水管道通过一进水三通与所述总污水进水管道联通,每一组铁碳微电器反应器的出水管道通过一出水三通与所述总污水出水管道联通。

3.如权利要求1所述的一种高级氧化污水处理装置,其特征在于,所述若干反应池包括第一反应池、第二反应池、第三反应池、第四反应池、第五反应池;所述硫酸亚铁加药箱通过管道联通第一反应池,所述双氧水加药箱通过管道联通第二反应池,所述液碱加药箱通过管道联通第三反应池,所述pam加药箱通过管道联通第四反应池,所述供气鼓风机还通过有若干管道与每一反应池联通。

4.如权利要求1所述的一种高级氧化污水处理装置,其特征在于,所述铁碳微电解反应器的底部还设置有一进气口,所述微电解反应器的进气口通过管道与所述供气鼓风机联通。

5.如权利要求1所述的一种高级氧化污水处理装置,其特征在于,所述铁碳铝复合球形填料球体的半径为8-12毫米。

6.如权利要求1所述的一种高级氧化污水处理装置,其特征在于,所述总污水进水管道上设有增压泵。

7.如权利要求1所述的一种高级氧化污水处理装置,其特征在于,所述铁碳微电解反应器采用圆形铁碳微电解反应器。

技术总结
本高新技术公开了一种高级氧化污水处理装置,包括总污水进水管道,铁碳微电解反应器、芬顿反应分离器、撬块式加药装置,污水经由总污水进水管道进入铁碳微电解反应器内进行电解反应,而后排送至芬顿反应分离器;本高新技术相对于现有技术而言,通过采用球形填料、增加气水联合反冲洗等措施,解决了铁碳填料钝化板结、污水短流的问题,并大大提升了铁碳微电解处理效率。芬顿反应采用空气进行搅拌,将剩余的Fe2+充分反应形成Fe3+,并经混凝沉淀有效去除,解决出水“返色”的问题。芬顿反应器的污水分离室结构设计优良,污泥更易排出。可广泛应用于制药、印染、化工、电镀、制浆造纸、制革、农药等各类工业废水的预处理及深度处理回用。

技术开发人、权利持有人:唐桂荣;徐湘宁;刘宣高

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