CN103011348A

CN103011348A - 一体亚三相分离式内电解反应器及应用

Info

Publication number: CN103011348A
Application number: CN2012105371460A
Authority: CN
Inventors: 何圣兵; 齐元峰; 郗斐; 戴碧波; 刘佃娜; 许靖航
Original assignee: SHANDONG ATK ENVIRONMENTAL ENGINEERING Co Ltd; Shanghai Jiaotong University
Current assignee: SHANDONG ATK ENVIRONMENTAL ENGINEERING Co Ltd; Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2032-12-12
Also published as: CN103011348B

Abstract

本发明涉及一体亚三相分离式内电解反应器及应用，由四个控制系统：进水及反冲水控制系统、曝气及反冲气控制系统、PLC自动化控制系统、回流及排污控制系统构成。反应器可划分为：缓冲配水区、承托区、填料区、反冲膨胀区、亚三相分离区、出水区六个功能区域。本发明提供的一体亚三相分离式内电解反应器及操作方法，不仅克服了内电解材料的板结和钝化现象，而且能够对内电解材料质量的优劣与填料的寿命进行评估，为内电解技术的广泛推广和高难工业废水的处理提供便利。

Description

一体亚三相分离式内电解反应器及应用

技术领域

本发明属于专用环保设备技术领域，尤其是涉及一体亚三相分离式内电解反应器及应用。

背景技术

当前工业废水的种类日渐复杂、污水处理的难度也相应提高。微电解材料及技术被广泛的应用到工业污水处理过程中。内电解技术具有如下优点：电解过程是自发进行的，无需额外的能源供应；内电解可以有效的破坏工业废水中含有的大分子如长链烃类、联苯类聚合物等，降低污水生物毒性的以提高污水的可生化性。但是内电解技术具有两个巨大的缺陷：内电解填料的板结与钝化。板结指的是由于内电解填料的解体和反冲洗的不均匀导致填料层局部的堵塞，从而导致整个填料层的板结；钝化指的是内电解填料表面的电极材料(主要是单质铁)与污水中的污染物反应形成具有胶黏性的三价铁类螯合物，此种物质能够包裹在内电解材料的表面从而使内电解材料活性降低。板结和钝化是广泛存在于内电解填料应用过程中的一种现象，除了对内电解材料本身的结构进行改造外，新型反应器的使用也成为推进内电解技术发展的一个重要方向。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种克服了内电解材料的板结和钝化现象，而且能够对内填料的寿命及新增填料量进行评估的一体亚三相分离式内电解反应器。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一体亚三相分离式内电解反应器，按照内部空间从下到上的顺序划分为：缓冲配水区、承托区、填料区、反冲膨胀区、亚三相分离区、出水区六个功能区域，

所述的缓冲配水区内设有进水及反冲水控制系统、曝气及反冲气控制系统，反应器的外部连接回流及排污控制系统，进水及反冲水控制系统、曝气及反冲气控制系统及回流及排污控制系统经PLC自动化控制系统总体控制。

所述的缓冲配水区经管道外接pH调节管道混合器、进水与回流水混合器及进水水泵。

所述的缓冲配水区内设有避免由于布水不均匀而导致进水与回流水短流的配水管，该配水管下端设置用于维持反应器内曝气和反冲气的扩散曝气头。

所述的亚三相分离区为用以分离反冲过程中被冲起的内电解填料、反应过程中内电解填料产生的泥渣和反冲洗水的亚三相分离器，该亚三相分离器的板间空隙小于填料区内设置的内电解填料直径。

所述的亚三项分离器设有用以排出反冲洗产生的泥渣的集泥槽。

所述的回流及排污控制系统包括与反应器经管道连接的排泥泵、排泥泵自控阀门及回流水泵、回流水自控阀门。

所述的排泥泵排出的泥渣量及反冲洗频率，可以计算出反应器内存在的内电解填料剩余量，同时可以得出反应器中内电解填料的预计使用寿命和需要的新增填料量。

所述的回流水泵将回流水自亚三相分离区导入到进水与回流水混合器中，回流水和进水在进水与回流水混合器中混合均匀后在pH调节管道混合器内调节pH值。

一体亚三相分离式内电解反应器包括正常工作状态及反冲工作状态，

反应器正常工作状态：预处理的污水经过进水水泵、进水自控阀门，回流水通过进水与回流水管道混合器均匀混合后经pH调节管道混合器进入一体亚三相分离式内电解反应器的缓冲配水区，在缓冲配水区内设有配水管以便于避免由于布水不均匀而导致的进水与回流水发生短流，配水管下端设置曝气头，用于维持反应器内曝气和反冲气的扩散，进入反应器的污水和空气通过长柄滤头穿过滤板进入反应器的填料区，随后处理后的污水经过反冲膨胀区和亚三相分离器经由出水区的集水渠排出反应器；

反应器反冲工作状态：当反应器以正常工作状态运行一段时间后，PLC控制系统的LC自控柜监测到曝气及反冲气自控阀门的损失量达到一定阈值时自动开启反冲洗状态，在反冲洗状态下，曝气及反冲气自控阀门自行转换为反冲气状态，同时进水自控阀门关闭、回流水自控阀门关闭，外部反冲洗水通过pH管道混合器进入配水管道实行气水同时反冲，当亚三相分离器内的集泥槽泥量达到一定量时，排泥泵自控阀门和排泥泵在PLC控制柜的调配下开启排泥系统，反冲10～20min后，反应器在PLC控制系统的调配下切换为正常工作状态，反冲过程结束。

与现有技术相比，本发明由于反冲洗过程的存在，杜绝了内电解材料的钝化，产生的泥渣及时的排出，杜绝了反应器板结的潜在因素。通过排泥泵排出的泥渣量及反冲洗频率，可以计算出反应器内存在的内电解填料剩余量，同时可以得出反应器中内电解填料的预计使用寿命和需要的新增填料量，从而克服了内电解材料的板结和钝化现象，而且能够对内填料的寿命及新增填料量进行评估。

附图说明

图1为本发明功能区域划分图；

图2为本发明的结构示意图。

图中，1为反应器壳体、2为PH调节管道混合器、3为曝气及反冲气风机、4为曝气头、5为配水管、6为长柄滤头、7为滤板、8为曝气及反冲气自控阀门、9为进水与回流水混合器、10为进水自控阀门、11为进水水泵、12为内电解填料、13为回流水泵、14为回流水自控阀门、15为排泥泵、16为排泥泵自控阀门、17为亚三相分离器、18为集水渠、19为板间空隙、20为PLC自控柜、21为集泥槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一体式种亚三相分离式内电解反应器，由四个控制系统：进水及反冲水控制系统、曝气及反冲气控制系统、PLC自动化控制系统、回流及排污控制系统构成。反应器壳体1内按照内部空间从下到上的顺序可划分为：缓冲配水区、承托区、填料区、反冲膨胀区、亚三相分离区、出水区六个功能区域，如图2所示。

本发明的具体结构如图1所示，进水及反冲水控制系统由pH调节管道混合器2、配水管5、进水与回流水混合器9、进水水泵11组成；曝气及反冲气控制系统由曝气及反冲气风机3、曝气头4组成；PLC自动化控制系统由曝气及反冲气自控阀门8、进水自控阀门10、回流水自控阀门14、排泥泵自控阀门16、PLC自控柜20组成，回流及排污控制系统由回流水泵13、排泥泵15组成。进水及反冲水系统和曝气及反冲气系统位于反应器内缓冲配水区内；回流系统的回流水并入进水及反冲水系统，PLC自动化控制系统总体控制进水及反冲水系统、曝气及反冲气系统和回流系统。缓冲配水区经管道外接pH调节管道混合器2、进水与回流水混合器9及进水水泵11。

缓冲配水区内设有避免由于布水不均匀而导致进水与回流水短流的配水管5，该配水管5下端设置用于维持反应器内曝气和反冲气的扩散曝气头4。缓冲配水区的上部还设置有长柄滤头6以及滤板7。亚三相分离区为用以分离反冲过程中被冲起的内电解填料12、反应过程中内电解填料12产生的泥渣和反冲洗水的亚三相分离器17，该亚三相分离器17的板间空隙19小于填料区内设置的内电解填料12的直径。亚三项分离器17上还设有用以排出反冲洗产生的泥渣的集泥槽21以及集水渠18。

排泥泵15排出的泥渣量及反冲洗频率，可以计算出反应器内存在的内电解填料12的剩余量，同时可以得出反应器中内电解填料的预计使用寿命和需要的新增填料量。回流水泵13将回流水自亚三相分离区导入到进水与回流水混合器9中，回流水和进水在进水与回流水混合器9中混合均匀后在pH调节管道混合器2内调节pH值。

反应器正常工作的状态为：预处理的污水经过进水水泵11、进水自控阀门10和回流水通过进水与回流水管道混合器9均匀混合后经pH调节管道混合器2进入一体亚三相分离式内电解反应器的缓冲配水区，在缓冲配水区内设有配水管5以便于避免由于布水不均匀而导致的进水与回流水的短流现象；配水管5下端设置曝气头4，用于维持反应器内曝气和反冲气的扩散，进入反应器的污水和空气通过长柄滤头6穿过滤板7进入反应器的内电解填料12，随后处理后的污水经过反冲膨胀区和亚三相分离器17经由出水区的集水渠18排出反应器。

反应器的反冲工作状态为：当反应器以正常工作状态运行一段时间后，PLC控制系统的PLC自控柜20监测到曝气及反冲气自控阀门8的损失量达到一定阈值时自动开启反冲洗状态。在反冲洗状态下，曝气及反冲气自控阀门8自行转换为反冲气状态，同时进水自控阀门10关闭、回流水自控阀门14关闭，外部反冲洗水通过pH管道混合器2进入配水管5实行气水同时反冲。当亚三相分离器17内的集泥槽21的泥量达到一定量时，排泥泵自控阀门16和排泥泵15在PLC控制柜20的调配下开启排泥系统。反冲10～20min后，反应器在PLC控制系统的调配下切换为正常工作状态，反冲过程结束。

由于反冲洗过程的存在，杜绝了内电解材料的钝化，产生的泥渣及时的排出，杜绝了反应器板结的潜在因素。通过排泥泵排出的泥渣量及反冲洗频率，可以计算出反应器内存在的内电解填料剩余量，同时可以得出反应器中内电解填料的预计使用寿命和需要的新增填料量。

Claims

1.一体亚三相分离式内电解反应器，其特征在于，该反应器按照内部空间从下到上的顺序划分为：缓冲配水区、承托区、填料区、反冲膨胀区、亚三相分离区、出水区六个功能区域，

2.根据权利要求1所述的一体亚三相分离式内电解反应器，其特征在于，所述的缓冲配水区经管道外接pH调节管道混合器、进水与回流水混合器及进水水泵。

3.根据权利要求1所述的一体亚三相分离式内电解反应器，其特征在于，所述的缓冲配水区内设有避免由于布水不均匀而导致进水与回流水短流的配水管，该配水管下端设置用于维持反应器内曝气和反冲气的扩散曝气头。

4.根据权利要求1所述的一体亚三相分离式内电解反应器，其特征在于，所述的亚三相分离区为用以分离反冲过程中被冲起的内电解填料、反应过程中内电解填料产生的泥渣和反冲洗水的亚三相分离器，该亚三相分离器的板间空隙小于填料区内设置的内电解填料直径。

5.根据权利要求4所述的一体亚三相分离式内电解反应器，其特征在于，所述的亚三项分离器设有用以排出反冲洗产生的泥渣的集泥槽。

6.根据权利要求1所述的一体亚三相分离式内电解反应器，其特征在于，所述的回流及排污控制系统包括与反应器经管道连接的排泥泵、排泥泵自控阀门及回流水泵、回流水自控阀门。

7.根据权利要求6所述的一体亚三相分离式内电解反应器，其特征在于，所述的排泥泵排出的泥渣量及反冲洗频率，可以计算出反应器内存在的内电解填料剩余量，同时可以得出反应器中内电解填料的预计使用寿命和需要的新增填料量。

8.根据权利要求6所述的一体亚三相分离式内电解反应器，其特征在于，所述的回流水泵将回流水自亚三相分离区导入到进水与回流水混合器中，回流水和进水在进水与回流水混合器中混合均匀后在pH调节管道混合器内调节pH值。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的一体亚三相分离式内电解反应器的应用，其特征在于，反应器包括正常工作状态及反冲工作状态，

反应器反冲工作状态：当反应器以正常工作状态运行一段时间后，PLC控制系统的LC自控柜监测到曝气及反冲气自控阀门的损失量达到一定阀值时自动开启反冲洗状态，在反冲洗状态下，曝气及反冲气自控阀门自行转换为反冲气状态，同时进水自控阀门关闭、回流水自控阀门关闭，外部反冲洗水通过pH管道混合器进入配水管道实行气水同时反冲，当亚三相分离器内的集泥槽泥量达到一定量时，排泥泵自控阀门和排泥泵在PLC控制柜的调配下开启排泥系统，反冲10～20rmin后，反应器在PLC控制系统的调配下切换为正常工作状态，反冲过程结束。