CN101050013B - 污水有机铁处理装置及其工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污水有机铁处理装置及处理工艺，污水依次通过梯次设置的氧化反应池和沉淀单元，其中氧化反应池的出水通过管道与沉淀单元相连通，从底部进水管进入氧化反应池的污水与氧化反应池内设置的含铁物质层接触并发生原电池反应，产生絮状胶体及吸附其上的有机铁，容易在絮凝沉淀过程中被去除，池体下部设有排泥管可以将多余的污泥排出；沉淀单元上设有与氧化反应池相通的回泥管，该回泥管上设有加压的动力装置；沉淀单元内设有提供氧气的曝气设备，并设有出水管；氧化反应池内设有可提供氧气的曝气设备。本发明的优点是：占地面积少，有机污染物的处理效率高，操作容易，运行稳定，不会造成二次污染，污泥的处理成本较低。
Description
技术领域
本发明属于水处理领域，具体说涉及污水处理技术。
技术背景
目前污水处理的主要技术是：污水经过初级沉淀后，用厌氧生物氧化以及活性污泥法或生物膜法等有氧生物氧化的方法处理，经二次沉淀后排放。有些也采用投加沉淀剂或投加含碳、含铁颗粒加强处理效果。这些技术的主要缺点是：为确保细菌好氧氧化所需，进行充氧要投入较大的动力成本，投加沉淀剂或其他物质使处理成本偏高，为保证处理效果，必须保证较长的处理时间，从而占地面积较大，运行管理也比较复杂，而且产生的污泥处置也比较困难，费用较高。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种有机污染物去除率高、处理成本低、占地面积少、操作容易、运行稳定的污水有机铁处理装置。
本发明的另一目的是提供一种操作容易、有机污染物去除率高、运行稳定的污水有机铁处理工艺。
本发明的技术解决方案是：污水有机铁处理装置，它包括依序梯次设置的氧化反应池、沉淀单元，其中氧化反应池的出水与沉淀单元通过管道连通；氧化反应池的底部设有进水管，下部设有排泥管；沉淀单元设有与氧化反应池相通的回泥管，该回泥管上设有提升的动力装置；沉淀单元内设有提供氧气的曝气装置，并设有出水管；氧化反应池内设置有含铁物质层以及可提供氧气的曝气装置。
所述的沉淀单元为水位高到低梯次设置的曝气池和除铁反应池，所述氧化反应池的出水与曝气池以及曝气池出水与除铁反应池分别通过管道连通；曝气池内设有提供氧气的曝气装置，出铁反应池设有出水管。
大部分污水中的有机物在水中是以带负电荷的微小颗粒形式存在，当向污水中投加含铁物质同时进行曝气提供氧源时，由于钢铁中含有碳元素，含铁物质在污水锈蚀时产生原电池反应，阳极和阴极分别产生氧化和还原反应，电极反应破坏了污水的稳定性，同时电极反应产生大量的Fe2+与水中OH-结合产生Fe(OH)2，有部分Fe2+与有机物结合生成有机铁，有机铁一般认为是较难以去除的，但经实验证明，有机物在与Fe2+结合成有机铁的过程中改变了有机物的分子结构，变成色度较高的溶解物，容易在絮凝沉淀过程及过滤过程中被去除，Fe2+与水中的OH-生成的Fe(OH)2是良好的沉淀剂，部分有机污染物能被沉淀下来，继续曝气会使Fe2+及有机铁中的二价铁被氧化成三价铁，而Fe(OH)3更加容易使有机物絮凝沉淀去除，未能被氧化成Fe3+的有机铁也会被吸附在一起沉淀下来。剩余的Fe2+及有机铁也会在曝气池和除铁反应池中絮凝沉淀被去除，从而达到高效除去有机污染物的目的。梯次设置的各反应池可以使其中的污水利用重力自然流动，无需动力，节约成本。在含铁较多的水中，细菌尤其是嗜铁细菌会很容易大量繁殖，因为存在着Fe2+和Fe3+之间的氧化还原反应，将促进微生物对溶解于水中的有机物降解，在氧化反应池、曝气池和除铁反应池中由于氧源充分能达到活性污泥法的效果。由于含铁物质可取自工业边角料或其他废料，因为氧化反应速度较快因此所需要的曝气量不多，可以节省费用。排出的多余污泥由于富含铁质，可以作为炼铁原料，污染物在炼铁高炉内高温分解，不存在二次污染环境的问题，也减少了污泥的处理成本。
作为一种优化方式，所述氧化反应池下部设有承托层，所述含铁物质层设置在承托层上，可以充分利用含铁物资层，减少投放量。
所述的曝气装置为设置在氧化反应池内的布气设备或者机械曝气设备或者射流曝气设备，可以根据处理量和具体设备选择，增加适应性。
所述出水管与过滤池相连通，该过滤池设有与外界相通的总排水管，过滤池内设有滤砂层或锰砂层，可以进一步截留三价铁絮体，同时将残存的有机铁和有机物阻留下来，使有机污染物得到较彻底去除，提高净化水的水质。
作为本发明的又一种优化方式，它还设有与所述氧化反应池依序梯次设置并且出水与所述氧化反应池通过管道相连通的接触絮凝反应池，该接触絮凝反应池的底部设有进水管，下部设有排泥管；氧化反应池、曝气池和除铁反应池上分别设有与接触絮凝反应池相通的回泥管，该回泥管上设有提升的动力装置，这样使未处理污水先与池中的主要以Fe(OH)2和Fe(OH)3为主的胶体沉渣层接触，部分有机物在与胶体絮凝反应的同时被胶体沉渣层阻留下来，达到预处理的目的，减轻后续设备的负荷。
在所述除铁反应池的上部设有斜板或斜管式沉淀装置，这样能够减轻过滤池的负荷，进一步提高净化水的水质。
在所述含铁物质层上设有含碳层，这样可以加快污水中的原电池反应，所产生的絮凝胶体就比较容易沉降。
本发明的污水有机铁处理工艺为：未处理的污水从底部进入氧化反应池内并向上流动，与氧化反应池内的含铁物质层接触反应，曝气装置不断补充氧气，处理后的污水从氧化反应池出水溢出且通过管道进入沉淀单元内并向上流动，通过曝气装置不断补充氧气，充分反应后的污水从沉淀单元顶部溢出通过出水管排出装置外，沉淀单元内产生的絮状有机铁沉淀通过排泥管并经动力装置提升送入氧化反应池内，氧化反应池内多余及失效的絮状有机铁沉淀通过排泥管排出装置外。
作为一种优化方案，未处理的污水从底部进入氧化反应池内并向上流动，与氧化反应池内的含铁物质层接触反应，曝气装置不断补充氧气，处理后的污水从氧化反应池出水溢出且通过管道进入曝气池内并向上流动，通过曝气装置不断补充氧气，充分反应后的污水从曝气池出水溢出且通过管道从底部进入除铁反应池内并向上流动，从顶部溢出的处理后水通过出水管排出装置外，曝气池和除铁反应池内产生的絮状有机铁沉淀通过排泥管并经动力装置提升送入氧化反应池内，氧化反应池内多余及失效的絮状有机铁沉淀通过排泥管排出装置外。
氧化反应池、曝气池和除铁反应池内经反应产生的絮状有机铁沉淀通过排泥管并经动力装置提升送入接触絮凝反应池下部，未处理的污水从底部进入接触絮凝池反应内并向上流动，与絮状有机铁沉淀接触反应，预处理后的污水从接触絮凝池反应顶部溢出且通过管道从底部进入氧化反应池内并向上流动，与氧化反应池内的含铁物质层接触反应，曝气装置不断补充氧气，处理后的污水从氧化反应池顶部溢出且通过管道从底部进入曝气池内并向上流动，通过曝气装置不断补充氧气，充分反应后的污水从曝气池顶部溢出且通过管道从底部进入除铁反应池内并向上流动，从顶部溢出的处理后水通过出水管排出装置，接触絮凝反应池内多余及失效的絮状有机铁沉淀通过中部排泥管排出装置。
从所述除铁反应池顶部溢流出的处理后水通过出水管从顶部进入过滤池内，向下通过滤砂层或锰砂层过滤，过滤后的净化水通过池底的总出水管排出装置。
本发明的优点是：占地面积少，有机污染物的处理效率高，操作容易，运行稳定，不会造成二次污染，污泥的处理成本较低。
附图说明
附图1为本发明实施例1的结构示意图；
附图2为本发明实施例2的结构示意图；
附图3为本发明实施例3的结构示意图；
附图4为本发明实施例4的结构示意图；
附图5为本发明实施例5的结构示意图；
附图6为本发明实施例6的结构示意图；
附图7为本发明实施例7的结构示意图；
附图8为本发明实施例8的结构示意图；
附图9为本发明实施例9的结构示意图；
附图10为本发明实施例10的结构示意图；
1、进水管，2、接触絮凝反应池，3、氧化反应池，4、承托层，5、含铁物质层，6、布气设备，7、管道，8、曝气池，9、除铁反应池，10、出水管，11、过滤池，12、总排水管，13、排泥管，14、泵，15、滤砂层，16、回泥管，17、锰砂层，18、气提泵，19、机械曝气设备，20、曝气装置，21、沉淀装置，22、含碳层，23、射流曝气设备，24、除铁氧化反应池，25、隔板。
具体实施方式
实施例1：如图1所示，污水有机铁处理装置，它包括由高到低梯次设置的氧化反应池3、曝气池8和除铁反应池9，其中氧化反应池3的顶部与曝气池8底部以及曝气池8顶部与除铁反应池9底部分别通过管道7相连通，各反应池顶部溢流出的水可以通过管道7依靠重力进入下个池中；氧化反应池3的底部设有进水管1，下部设置有承托层4，其上设置含铁物质层5，承托层4下方设有可提供氧气的布气设备6和排泥管13；曝气池8和除铁反应池9上分别设有与氧化反应池3下部相通的回泥管16，该回泥管16上设有加压的动力装置，该动力装置为泵14；曝气池8内设有提供氧气的曝气管20，除铁反应池9顶部设有出水管10；氧化反应池3内含铁物质可以是颗粒状、块状或丝状工业废料或边角料。
曝气池8和除铁反应池9内产生的絮状有机铁沉淀通过回泥管16并经泵14加压后送入氧化反应池3内承托层4下部，未处理的污水从底部进入氧化反应池3内并向上流动，先与这些主要以Fe(OH)2和Fe(OH)3为主的胶体沉渣接触，部分有机物在与胶体絮凝反应的同时被胶体沉渣层阻留下来，达到预处理的目的，减轻设备的负荷，多余及失效的絮状有机铁沉淀通过排泥管13排出装置外；向上的污水再与承托层4上设置的含铁物质层5接触反应，布气设备6不断补充氧气，由于钢铁中含有碳元素，含铁物质在污水锈蚀时产生原电池反应，阳极和阴极分别产生氧化和还原反应，电极反应破坏了污水的稳定性，同时电极反应产生大量的Fe2+与水中OH-结合产生Fe(OH)2，部分Fe2+与有机物结合生成有机铁，容易在絮凝沉淀过程及过滤过程中被去除，大部分Fe2+与水中的OH-生成的Fe(OH)2是良好的沉淀剂，部分有机污染物能被沉淀下来，继续曝气会使Fe2+及有机铁中的二价铁被氧化成三价铁，而Fe(OH)3更加容易使有机物絮凝沉淀去除，未能被氧化成Fe3+的有机铁也会被吸附在一起沉淀下来；处理后的污水从氧化反应池3顶部溢出且通过管道7从底部进入曝气池8内并向上流动，通过曝气装置20不断补充氧气，Fe2+及有机铁被氧化成Fe3+将有机污染物沉淀去除，部分未被氧化的有机铁也会被吸附在一起沉淀下来；充分反应后的污水从曝气池3顶部溢出且通过管道7从底部进入除铁反应池9内并向上流动，絮凝沉淀反应继续进行，从顶部溢出的处理后水通过出水管10排出装置外，通过控制装置中各池的PH值，污水处理已比普通生物处理的效果要好，可直接排放，用户对水质要求较低的场合也可以直接回用。
实施例2：如图2所示，污水有机铁处理装置，它包括由高到低梯次设置的氧化反应池3、曝气池8、除铁反应池9和过滤池11，出水管10与过滤池11顶部相连通，该过滤池11底部设有与外界相通的总排水管12，过滤池内设有滤砂层15。从除铁反应池9顶部溢流出的处理后水通过出水管10从顶部进入过滤池11内，向下通过滤砂层15过滤，过滤后的净化水通过池底的总出水管12排出装置。其余技术特征与实施例1相同，在此不予赘述。实施例3：如图3所示，污水有机铁处理装置，它包括由高到低梯次设置的接触絮凝反应池2、氧化反应池3、曝气池8、除铁反应池9和过滤池11，其中接触絮凝反应池2的顶部与氧化反应池3的底部、氧化反应池3的顶部与曝气池8底部以及曝气池8顶部与除铁反应池9底部分别通过管道7相连通，各反应池顶部溢流出的水可以通过管道7依靠重力进入下个池中；接触絮凝反应池2的底部设有进水管1，中部设有排泥管13；氧化反应池3下部设置有承托层4，其上设置含铁物质层5，承托层4下方设有可提供氧气的布气设备6。含铁物质可以是颗粒状、块状工业废料或边角料；氧化反应池3、曝气池8和除铁反应池9上分别设有与接触絮凝反应池2下部相通的回泥管16，未处理的污水从底部进入接触絮凝反应池2内并向上流动，与絮状有机铁沉淀接触反应，这样使未处理污水先与池中主要以Fe(OH)2和Fe(OH)3为主的胶体沉渣层接触，部分有机物在与胶体絮凝反应同时被胶体沉渣层阻留下来，达到预处理的目的，减轻后续设备的负荷；该回泥管16上设有加压的动力装置，该动力装置为泵14；曝气池8内设有提供氧气的曝气管20，出铁反应池9顶部设有出水管10；出水管10与过滤池11顶部相连通，该过滤池11底部设有与外界相通的总排水管12，过滤池内设有滤砂层15。预处理后的污水从接触絮凝反应池2顶部溢出且通过管道7从底部进入氧化反应池3内并向上流动，与氧化反应池3内的含铁物质层6接触反应，布气管6不断补充氧气，处理后的污水从氧化反应池3顶部溢出且通过管道7从底部进入曝气池8内并向上流动，通过曝气管20不断补充氧气，充分反应后的污水从曝气池3顶部溢出且通过管道7从底部进入除铁反应池9内并向上流动，从除铁反应池9顶部溢流出的处理后水通过出水管10从顶部进入过滤池11内，向下通过滤砂层15过滤，过滤后的净化水通过池底的总出水管12排出装置。接触絮凝反应池2内多余及失效的絮状有机铁沉淀通过中部的排泥管13排出装置。
实施例4：如图4所示，污水有机铁处理装置，它包括由高到低梯次设置的接触絮凝反应池2、氧化反应池3、曝气池8、除铁反应池9和过滤池11，氧化反应池3、曝气池8和除铁反应池9上分别设有与接触絮凝反应池2下部相通的回泥管16，该回泥管16上设有加压的动力装置，该动力装置为气提泵18；其余技术特征与实施例3相同，在此不予赘述。
实施例5：如图5所示，污水有机铁处理装置，它包括由高到低梯次设置的接触絮凝反应池2、氧化反应池3、曝气池8、除铁反应池9和过滤池11，氧化反应池3内直接设置含铁物质层5，底部设有曝气管20，含铁物质可以是直接投入的颗粒状、块状工业废料或边角料；其余技术特征与实施例3相同，在此不予赘述。
实施例6：如图6所示，污水有机铁处理装置，它包括由高到低梯次设置的接触絮凝反应池2、氧化反应池3、曝气池8、除铁反应池9和过滤池11，氧化反应池3内直接设置含铁物质层5，并设有机械曝气设备19，通过搅拌也可以增加含铁物质在池内的循环，使絮凝反应进行，含铁物质可以是直接投入的颗粒状、块状工业废料或边角料；其余技术特征与实施例3相同，在此不予赘述。
实施例7：如图7所示，污水有机铁处理装置，它包括由高到低梯次设置的接触絮凝反应池2、氧化反应池3、曝气池8、除铁反应池9和过滤池11，氧化反应池3下部设置有承托层4，其上设置含铁物质层5，承托层4下方设有可提供氧气的布气设备6，含铁物质为丝状工业废料或边角料；含铁物质层5上设有煤块等含碳层22，同样可以加快原电池反应，并使反应产生的絮凝体比较容易沉淀；其余技术特征与实施例3相同，在此不予赘述。
实施例8：如图8所示，污水有机铁处理装置，它包括由高到低梯次设置的接触絮凝反应池2和氧化反应池3，以及水位高于氧化反应池的除铁氧化反应池24和沉淀池11，接触絮凝反应池2的出水与氧化反应池3的底部通过管道7相连通，接触絮凝反应池2顶部溢流出的水可以通过管道7依靠重力进入氧化反应池3中；接触絮凝反应池2的底部设有进水管1，中部设有排泥管13；氧化反应池3下部设置有承托层4，其上设置含铁物质层5，承托层4下方设有可提供氧气的布气设备6。含铁物质为丝状工业废料或边角料；含铁物质层5上设有煤块等含碳层22，同样可以加快原电池反应，并使反应产生的絮凝体比较容易沉淀；氧化反应池3底部设有管道7同泵14入口相通，泵14出口与设在除铁氧化池24上部的射流曝气设备23相通，除铁氧化池24底部设有与接触絮凝反应池2相通的排泥管16，除铁氧化池24内设有隔板25，通过射流曝气设备23射流出的压力水曝气后跌落在隔板一侧的池内，进行反应沉淀，隔板25另一侧的除铁反应池24上设有出水管10，出水管10与过滤池11顶部相连通，该过滤池11底部设有与外界相通的总排水管12，过滤池内设有滤砂层15。
实施例9：如图9所示，污水有机铁处理装置，它包括由高到低梯次设置的接触絮凝反应池2、氧化反应池3、曝气池8、除铁反应池9和过滤池11，过滤池内设有锰砂层17，可以同时除铁除锰。其余技术特征与实施例3相同，在此不予赘述。
实施例10：如图10所示，污水有机铁处理装置，它包括由高到低梯次设置的接触絮凝反应池2、氧化反应池3、曝气池8、除铁反应池9和过滤池11，在除铁反应池9上部设有斜板或斜管式沉淀装置21，能减轻过滤池11的负荷，有机污染物会得到较彻底去除使污水得到净化。其余技术特征与实施例3相同，在此不予赘述。
Claims (10)
1.一种污水有机铁处理装置，其特征在于：它包括依序梯次设置的氧化反应池、沉淀单元，其中氧化反应池的出水与沉淀单元通过管道连通；氧化反应池的底部设有进水管，下部设有排泥管；沉淀单元设有与氧化反应池相通的回泥管，该回泥管上设有提升的动力装置；沉淀单元内设有提供氧气的曝气装置，并设有出水管；氧化反应池内设置有含铁物质层以及可提供氧气的曝气装置。
2.根据权利要求1所述的污水有机铁处理装置，其特征在于：所述的沉淀单元为依序梯次设置的曝气池和除铁反应池，所述氧化反应池的出水与曝气池以及曝气池出水与除铁反应池分别通过管道连通；曝气池内设有提供氧气的曝气装置，所述出水管设置在除铁反应池上。
3.根据权利要求2所述的污水有机铁处理装置，其特征在于：所述氧化反应池下部设有承托层，所述含铁物质层设置在承托层上。
4.根据权利要求2所述的污水有机铁处理装置，其特征在于：所述氧化反应池的曝气装置为机械曝气设备或者射流曝气设备。
5.根据权利要求2所述的污水有机铁处理装置，其特征在于：它还设有与所述出水管相连通的过滤池，该过滤池设有与外界相通的总排水管，过滤池内设有锰砂层。
6.根据权利要求2、3、4或5所述的污水有机铁处理装置，其特征在于：它还设有与所述氧化反应池梯次设置并且出水与所述氧化反应池通过管道相连通的接触絮凝反应池，该接触絮凝反应池的底部设有进水管，中部设有排泥管；氧化反应池、曝气池和除铁反应池上分别设有与接触絮凝反应池相通的回泥管，该回泥管上设有提升的动力装置。
7.根据权利要求6所述的污水有机铁处理装置，其特征在于：在所述除铁反应池的上部设有斜板或斜管式沉淀装置。
8.根据权利要求6所述的污水有机铁处理装置，其特征在于：在所述含铁物质层上设有含碳层.
9.一种如权利要求1所述污水有机铁处理装置的处理工艺，其特征在于：未处理的污水从底部进入氧化反应池内并向上流动，与氧化反应池内的含铁物质层接触反应，曝气装置不断补充氧气，处理后的污水从氧化反应池出水溢出且通过管道进入沉淀单元内并向上流动，通过曝气装置不断补充氧气，充分反应后的污水从沉淀单元顶部溢出通过出水管排出装置外，沉淀单元内产生的絮状有机铁沉淀通过排泥管并经动力装置提升送入氧化反应池内，氧化反应池内多余及失效的絮状有机铁沉淀通过排泥管排出装置外。
10.根据权利要求2所述污水有机铁处理装置的处理工艺，其特征在于：未处理的污水从底部进入氧化反应池内并向上流动，与氧化反应池内的含铁物质层接触反应，曝气装置不断补充氧气，处理后的污水从氧化反应池顶部溢出且通过管道进入曝气池内并向上流动，通过曝气装置不断补充氧气，充分反应后的污水从曝气池顶部溢出且通过管道进入除铁反应池内并向上流动，从其顶部溢出的处理后水通过出水管排出装置外，曝气池和除铁反应池内产生的絮状有机铁沉淀通过排泥管并经动力装置提升送入氧化反应池内，氧化反应池内多余及失效的絮状有机铁沉淀通过排泥管排出装置外。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100929 Termination date: 20110406 |