CN103318991B - 铁碳电解过滤装置及其水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铁碳电解过滤装置及其水处理方法，一种铁碳电解过滤装置包括出水筒体以及连接在该出水筒体下端的进水筒体，出水筒体内设置有铁碳过滤层，铁碳过滤层由上层密孔填料床、中间铁碳填料层和下层密孔填料床组成，上层密孔填料床和下层密孔填料床的边缘均与出水筒体内壁连接，铁碳过滤层下方的出水筒体或进水筒体内设置有曝气装置，一种所述铁碳电解过滤装置的水处理方法为：取清洁后的铁屑和活性炭，按体积为1:1的比例混合均匀加入中间铁碳填料层，然后进行废水过滤处理。本发明可加快废水和铁碳接触面的更新，防止滤料板结；提高内电解反应速度；促进内电解产物氧化有利于提高絮凝作用，同时便于填料的补充，人工劳动强度低。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种用于处理难降解废水的铁碳电解过滤装置及其水处理方法。
背景技术
铁碳微电解技术，是将两种具有不同电极电位的铁、碳颗粒浸泡在传导性的电解质溶液中，铁、碳颗粒之间由于具有电位差而形成无数个细微的原电池，以电位低的铁作为阴极，电位高的碳做阳极，在电解质溶液中发生化学反应，使铁变成2价的铁离子进入溶液，进而氧化成3价铁离子，形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂，铁离子与溶液中带微弱负电荷的微粒异性相吸，形成比较稳定的絮凝物而将水中污染物除去。高难度污水及垃圾渗滤液不仅是一种有毒害的难降解有机废水，直接采取生化方法处理难以达到排放标准。铁碳微电解技术适用于高难度污水，特别是垃圾渗沥液等，污染物浓度高，变化大的工业废水，现已广泛用于印染、电镀、石油化工、制药、煤气洗涤、印刷电路板生产等工业废水及含砷、含氟废水的处理工程，并收到了良好的经济效益和环保效果。目前国内外微电解设备均是固定床，包括罐体及置于罐体内的铁碳混合填料，其特点是结构简单，推流性好，但存在不少实用性问题：一是效率不高，反应速度不快；二是铁碳混合填料相互重叠积压，床体易板结，造成短路和死区；三是铁屑补充劳动强度大。
现有技术的缺点是：传统的铁碳电解装置均是固定床，污水处理效率不高，反应速度不快；铁碳混合填料相互重叠积压，床体易板结，造成短路和死区；而且铁屑补充劳动强度大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防止滤料床体板结，内电解反应速度快的铁碳电解过滤装置及其水处理方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种铁碳电解过滤装置，包括出水筒体以及连接在该出水筒体下端的进水筒体，所述出水筒体内设置有铁碳过滤层，所述铁碳过滤层由上层密孔填料床、中间铁碳填料层和下层密孔填料床组成，所述上层密孔填料床和下层密孔填料床的边缘均与出水筒体内壁连接，所述铁碳过滤层下方的出水筒体或进水筒体内设置有曝气装置。
采用上述结构，进水筒体的上端或下端与出水筒体的下端相连，形成过滤容器，上层密孔填料床和下层密孔填料床为致密网状结构，中间铁碳填料层为铁碳混合的填料，这样可以保证中间铁碳填料层不会漏出，并保持其疏松透气性，增大与水的接触面，废水由进水筒体进入，然后经铁碳过滤层过滤，最后由出水筒体上部排出，这样的设置可以避免絮凝物堆积在铁碳过滤层上，使之板结，同时通过曝气装置送入大量的空气，一方面可以加大废水中氧含量、增强好氧菌群生长、提高本身的氧化分解能力，另一方面曝气可以加快废水和铁碳接触面的更新，防止滤料板结；提高内电解反应速度；促进内电解产物氧化从而有利于提高絮凝作用。
所述进水筒体的下端与出水筒体的下端连接，呈V型或U型。
采用上述结构便于絮凝物积沉在进水筒体与出水筒体连接处的底部，利于收集，避免积沉的絮凝物对过滤产生影响，进水筒体和出水筒体的上部可分别设置进水口和出水口。
在所述上层密孔填料床和下层密孔填料床之间的出水筒体侧壁上设置有填料口，所述进水筒体与出水筒体连接处的底端开设有排污口。
该填料口位置与铁碳过滤层相对应，便于随时补充填料，操作方便，可降低补充铁屑和碳的劳动强度，该填料口可设置于靠近上层密孔填料床的位置，排污口便于将收集的絮凝物等排出。
所述进水筒体和出水筒体上分别设置有进水管和出水管，该进水管和出水管上均设置有止水阀。
设置止水阀便于控制废水的流入、流出量。
所述曝气装置为曝气网管，曝气网管设置在出水筒体下部内壁上，且该曝气网管与外部的空气泵连通，所述进水筒体与出水筒体通过设置在其下方的支架支撑。
曝气网管位于铁碳过滤层下方，为电解反应提供足量的空气，通过曝气可以加快废水和铁碳接触面的更新，防止滤料板结；提高内电解反应速度，能显著提高垃圾渗透液COD和色度COD的去除率，达到80％以上，优于传统非曝气装置。
一种上述铁碳电解过滤装置的水处理方法，包括以下步骤：
s1、取铁屑，并清洁、除去铁屑表面的油污和氧化物：
s2、取活性炭，清洁活性炭去除其吸附能力；
s3、配制铁碳填料，由填料口加入中间铁碳填料层；
s4、进行废水过滤处理。
所述步骤s1中取铁屑，并清洁、除去铁屑表面的油污和氧化物为：用10％NaOH溶液浸泡铁屑10分钟后，去除表面油污，再用清水清洗冲洗至中性，再使用1％的硫酸溶液浸泡5分钟，去除表面氧化物，提高铁屑表面活性，然后用清水冲洗。
所述步骤s2中取活性炭，清洁活性炭去除其吸附能力为：用5％硫酸溶液活化活性炭10分钟后，再用清水冲洗，浸泡1小时，去除活性炭吸附能力。
所述步骤s3中配制铁碳填料，由填料口加入中间铁碳填料层为：将清洁后的铁屑和活性炭按体积为1:1的比例混合均匀，然后经由填料口加入中间铁碳填料层中。
所述步骤s4中进行废水过滤处理为：逐步打开出水管的止水阀、空气泵，进水管的止水阀进行废水处理。
所述中间铁碳填料层由铁屑和活性炭按体积为1：1的比例混合而成。
所述中间铁碳填料层由铁屑和活性炭组成。所述铁屑为铸铁屑，其大小为20～60目，所述活性炭为果壳活性炭，其大小为40目。所述上层密孔填料床和下层密孔填料床均呈致密网状结构，其孔径均为20目。
中间铁碳填料层可由铁屑和活性炭按照体积为一比一的比例均匀混合而成。铸铁屑和果壳活性炭空隙率高、透水性好，混合之后可以保证中间铁碳填料层具有较好的透水性和保持疏松，防止料层板结。上层密孔填料床和下层密孔填料床也可以是带有密孔的板状结构，孔径均为20目，可以保持良好的透水性，同时防止铁碳填料漏出。
本发明的有益效果是：该铁碳电解过滤装置结构简单，便于制造成不同规格，可以加快废水和铁碳接触面的更新，防止滤料板结；提高内电解反应速度；促进内电解产物氧化从而有利于提高絮凝作用，同时便于填料的补充，人工劳动强度低。
附图说明
图1本发明的结构示意图；
图2为本发明的水处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种铁碳电解过滤装置，包括出水筒体2以及连接在该出水筒体2下端的进水筒体1，出水筒体2与进水筒体1由其下方设置的支架9支撑，进水筒体1的下端与出水筒体2的下端连接呈V型，出水筒体2内设置有铁碳过滤层，所述铁碳过滤层由上层密孔填料床3、中间铁碳填料层4和下层密孔填料床5组成，上层密孔填料床3和下层密孔填料床5边缘均与出水筒体2内壁连接，铁碳过滤层下方的出水筒体2内还设置有曝气网管10，该曝气网管10设置在出水筒体2下部内壁上，且该曝气网管10与外部的空气泵11连通。
在上层密孔填料床3和下层密孔填料床5之间的出水筒体2侧壁上设置有填料口6，该填料口6位于出水筒体2朝上的那侧，并靠近上层密孔填料床3，进水筒体1与出水筒体2连接处的底端开设有排污口7，所述进水筒体1和出水筒体2上端分别设置有进水管12和出水管13，该进水管12和出水管13上均设置有止水阀8。
如图2所示，一种所述的铁碳电解过滤装置的水处理方法，包括以下步骤：
s1、取铁屑，并清洁、除去铁屑表面的油污和氧化物：
用10％NaOH溶液浸泡铁屑10分钟后，去除表面油污，再用清水清洗冲洗至中性，再使用1％的硫酸溶液浸泡5分钟，去除表面氧化物，提高铁屑表面活性，然后用清水冲洗；
s2、取活性炭，清洁活性炭去除其吸附能力；
用5％硫酸溶液活化活性炭10分钟后，再用清水冲洗，浸泡1小时，去除活性炭吸附能力。
s3、配制铁碳填料，由填料口6加入中间铁碳填料层4；
将清洁后的铁屑和活性炭按体积为1:1的比例混合均匀，然后经由填料口6加入中间铁碳填料层4中；
s4、进行废水过滤处理。
逐步打开出水管13的止水阀8、空气泵11、进水管12的止水阀8进行废水处理。
其中间铁碳填料层4由20～60目的铸铁屑与大小为40目的果壳活性炭按体积1:1的比例均匀混合而成，上层密孔填料床3和下层密孔填料床5均呈致密网状结构，其孔径均为20目,铁碳过滤层水平设置，出水筒体2倾斜设置，这样在废水流经铁碳过滤层时，还能增加废水与铁碳填料的接触面，可进一步提高电化学反应速率，提高其污水处理效率。
该装置在使用时，通过逐步打开进水管12将废水放入进水筒体1，废水经进水筒体1流入出水筒体2，通过铁碳过滤层过滤后经出水管13排出，絮凝物污泥等沉降至底端，通过排污口7排出，空气泵11与曝气网管10为装置内提供充足的空气，可加快废水和铁碳接触面的更新，防止滤料板结；提高内电解反应速度，铁碳过滤层由空隙率高、透水性好的铸铁屑和果壳活性炭混合而成，混合之后可以保证中间铁碳填料层具有较好的透水性和保持疏松，防止料层板结，同时可以增加与水的接触面，提高反应速度，填料可以从填料口6补充加入，十分方便。
Claims (7)
1.一种铁碳电解过滤装置，包括出水筒体(2)以及连接在该出水筒体(2)下端的进水筒体(1)，其特征在于：所述出水筒体(2)内设置有铁碳过滤层，所述铁碳过滤层由上层密孔填料床(3)、中间铁碳填料层(4)和下层密孔填料床(5)组成，所述上层密孔填料床(3)和下层密孔填料床(5)的边缘均与出水筒体(2)内壁连接，所述铁碳过滤层下方的出水筒体(2)或进水筒体(1)内设置有曝气装置；
所述进水筒体(1)的下端与出水筒体(2)的下端连接，呈V型或U型；
所述进水筒体(1)和出水筒体(2)上分别设置有进水管(12)和出水管(13)，该进水管(12)和出水管(13)上均设置有止水阀(8)；
所述进水管(12)与所述进水筒体(1)的上部连接。
2.根据权利要求1所述的铁碳电解过滤装置，其特征在于：在所述上层密孔填料床(3)和下层密孔填料床(5)之间的出水筒体(2)侧壁上设置有填料口(6)，所述进水筒体(1)与出水筒体(2)连接处的底端开设有排污口(7)。
3.根据权利要求2所述的铁碳电解过滤装置，其特征在于：所述曝气装置为曝气网管(10)，曝气网管(10)设置在出水筒体(2)下部内壁上，且该曝气网管(10)与外部的空气泵(11)连通，所述进水筒体(1)与出水筒体(2)通过设置在其下方的支架(9)支撑。
4.一种如权利要求3所述的铁碳电解过滤装置的水处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
s1、取铁屑，并清洁、除去铁屑表面的油污和氧化物：
s2、取活性炭，清洁活性炭去除其吸附能力；
s3、配制铁碳填料，由填料口(6)加入中间铁碳填料层(4)；
s4、进行废水过滤处理。
5.根据权利要求4所述的铁碳电解过滤装置的水处理方法，其特征在于：
所述步骤s1中取铁屑，并清洁、除去铁屑表面的油污和氧化物为：用10％NaOH溶液浸泡铁屑10分钟后，去除表面油污，再用清水清洗冲洗至中性，再使用1％的硫酸溶液浸泡5分钟，去除表面氧化物，提高铁屑表面活性，然后用清水冲洗；
所述步骤s2中取活性炭，清洁活性炭去除其吸附能力为：用5％硫酸溶液活化活性炭10分钟后，再用清水冲洗，浸泡1小时，去除活性炭吸附能力。
6.根据权利要求5所述的铁碳电解过滤装置的水处理方法，其特征在于：
所述步骤s3中配制铁碳填料，由填料口(6)加入中间铁碳填料层(4)为：将清洁后的铁屑和活性炭按体积为1:1的比例混合均匀，然后经由填料口(6)加入中间铁碳填料层(4)中；
所述步骤s4中进行废水过滤处理为：逐步打开出水管(13)的止水阀(8)、空气泵(11)、进水管(12)的止水阀(8)进行废水处理。
7.根据权利要求6所述的铁碳电解过滤装置的水处理方法，其特征在于：所述铁屑为铸铁屑，其大小为20～60目，所述活性炭为果壳活性炭，其大小为40目，所述上层密孔填料床(3)和下层密孔填料床(5)均呈致密网状结构，其孔径均为20目。
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