CN103553205A - 臭氧微电解废水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种臭氧微电解废水处理装置，用于废水的处理，所述臭氧微电解废水处理装置设有反应罐，所述反应罐内部由下之上依次设有用于接入废水的进水管、用于接入臭氧的进气管、布水布气板、承托层、第一反应区、第二反应区，所述第二反应区上方设有出水堰及出水管，所述出水堰连通于所述出水管。本发明涉及的臭氧铁碳床废水处理工艺和技术以特定的铁碳微电解填料为基础，通过整体工艺的调整可适合于多种废水的深度处理，充分利用了臭氧的强氧化特性和铁碳微电解的高矿化率特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水处理装置，尤其涉及一种臭氧微电解废水处理装置。
背景技术
铁碳床微电解技术所采用的原材料主要为铁屑和炭，来源广泛、投资少、不需消耗电力资源，能够降低废水处理成本，亦具有以废治废的意义。反应设备基建投资低、占地小、便于推广。该法不仅能在常温常压下取得较好的色度和有机物的去除效果，还能较大的提高废水的可生化性以提高后续处理的效果。当铁屑结块，出现沟流等现象时会大大降低处理效果。当反应塔较高时，底部的铁屑压实作用较大，易结块。在运行过程中表面沉积物会使铁碳填料产生钝化，降低处理效果，需定期进行清洗。铁碳微电解在低pH值时反应速率快，并能有效解决钝化问题。但若人为调低废水的pH值，不仅大幅提高了处理成本，亦使工艺流程复杂化。解决铁碳微电解法所面临的填料结块、钝化以及减少酸投加量而降低成本是该技术应用于工业废水处理所面临的主要问题。
臭氧技术的主要优势为：臭氧反应过程用会消耗氢氧根，碱性条件下脱色效率高；臭氧的半衰期仅为半小时，反应彻底，无污泥和二次污染；反应受环境的影响较小；臭氧为现场制备，没有原料的存储和运输问题，操作管理方便。臭氧主要缺点为：臭氧发生器耗电量大，设备投资费用较高，设备需要防腐；臭氧有毒，反应时必须做好防护措施；反应过程中往往会产生大量的小分子有机酸不利于有机物的彻底去除。
已有的臭氧与铁碳微电解的技术只是单一的将臭氧和通入铁碳床内，虽实现了装置的一体化，使用时会受到废水水质的限制，缺乏灵活性，从而限制了已有技术的广泛使用。此外，微电解填料性能的差异亦会导致工程运行上效果的不稳定和填料的高损耗率，使得处理成本上升至企业难以接受的程度。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种臭氧微电解废水处理装置，充分发挥臭氧和微电解结合的优势，提高处理效果并降低处理成本，彻底解决微电解技术的钝化和板结等问题。
一种臭氧微电解废水处理装置，用于废水的处理，所述臭氧微电解废水处理装置设有反应罐，所述反应罐内部由下之上依次设有用于接入废水的进水管、用于接入臭氧的进气管、布水布气板、承托层、第一反应区、第二反应区，所述第二反应区上方设有出水堰及出水管，所述出水堰连通于所述出水管。
进一步的，所述第一反应区为臭氧反应区，所述第二反应区为臭氧微电解反应区。
进一步的，所述第二反应区还设有回水管，所述回水管连通于所述进水管。
进一步的，所述第一反应区及第二反应区内填充有微电解填料，所述第一、二反应区均为臭氧微电解反应区。
进一步的，所述微电解填料按质量分组成: 极化铁粉为79%、粉末活性炭为13%、催化剂为5%、纳米凹凸棒土为3%。
进一步的，所述微电解填料的粒径为1cm至2cm；比重为1.1 t/m3；比表面积为1.2 m2/g；空隙率为65%。
进一步的，所述第一反应区及第二反应区还设有观察口及取样口。
进一步的，所述反应罐的顶部还设有气体排出孔。
进一步的，所述承托层采用均质的鹅卵石组成。
进一步的，所述进水管设有曝气头。
相较于现有技术，本发明涉及的臭氧铁碳床废水处理工艺和技术以特定的铁碳微电解填料为基础，通过整体工艺的调整可适合于多种废水的深度，充分利用了臭氧的强氧化特性和铁碳微电解的高矿化率特性，具有以下优点：大幅降低了臭氧的投加量；降低了臭氧设备的投资费用；提高了臭氧利用率以及小分子有机酸等臭氧最终产物的彻底去除；臭氧曝气改善了装置内的pH微环境，与特制的铁碳填料合用有效缓解了铁碳床微电解技术在运行过程中的钝化、结块、沟流等问题；提高了铁碳床的处理效率并延长了铁碳床的工作周期；省去了铁碳床工艺调节pH值所需酸部分的处理成本；本发明应用的领域广泛，各种有机废水和重金属废水均能获得理想的处理效果，适应性强。
附图说明
图1是本发明的臭氧微电解废水处理装的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。
请参阅图1，本发明提供了一种臭氧微电解废水处理装置10，臭氧微电解废水处理装置10设有反应罐11，所述反应罐11内部由下之上依次设有进水管12、进气管13、布水布气板15、承托层17、第一反应区19、第二反应区21。所述第二反应区21上方设有出水堰23、出水管25、回流管27。在本实施例中，出水堰23的结构形式为锯齿形。
进水管12用于将待处理的废水送入反应罐11以进行净化处理。在本实施例中，所述进水管12连通于反应罐11的内部与外部。
进气管13用于将臭氧送入反应罐11的内部，从而对反应罐11内部的废水进行净化处理。所述进气管13连通于反应罐11的内部与外部。在反应罐11的内部，进气管13上沿其延伸方向设有多个曝气头131，所述曝气头131用于使排入反应罐11内的臭氧排放更加均匀，提供反应罐11内的液体与臭氧的接触表面积，利于臭氧与液体的充分接触。
布水布气板15上开设有多个布水布气孔151，以便使气体及液体在整个反应罐11的横截面上分布均匀，防止偏流现象的发生。
承托层17可用于承托铁碳滤料并进一步使气体及液体分布均匀。承托层17采用均质的鹅卵石组成。
第一反应区19可作为臭氧反应区或臭氧微电解反应区。当第一反应区19作为臭氧微电解反应区时，在第一反应区19内填充有微电解填料。臭氧对微电解床进行曝气，一方面强化了处理能力；另一方面改善了铁碳床的局部微环境，小范围内调节pH值，大幅缓解了微电解床表面因铁离子的氢氧化物沉淀而导致的钝化、板结和沟流等问题，延长了微电解床的运行周期，从而大幅降低微电解床反洗的水量和成本。
第二反应区21设置第一反应区19上方，第二反应区21内填充有微电解填料。由进水管12进入反应罐11的废水先经过第一反应区19净化后进入第二反应区21。在本实施例中，微电解填料以同粒径的铁粉和活性炭粉末高温无氧烧结加工而成，微电解填料的粒径为1cm-2cm；比重为1.1 t/m3；比表面积为1.2 m2/g；空隙率为65%；物理强度为≧1000 kg/cm2。微电解填料的特征在于该材料由以下按质量分数计的原料组成：极化铁粉为79%、粉末活性炭为13%、催化剂为5%、纳米凹凸棒土为3%。微电解填料由筛选—混合—压制—高温无氧烧结—冷却等步骤制备而成。通过高温烧结改变了微电解填料的内部结构，从而能够有效地降低微电解运行过程中出现的钝化和板结等问题。
第一反应区19还设有排空管31，排空管31设置于反应罐11底部，用于将反应罐11内的液体完全排放至外部。第二反应区21还可设置回水管，所述回水管连通于进水管12。当第一反应区19内没有装填微电解填料时，可通过回水管将部分处理后的废水回流至进水管12。出水回流的作用是充分利用微电解过程中产生的二价铁离子三价铁离子对臭氧的催化作用。且铁离子的回流也可降低微电解填料中金属铁原子的溶出速率，进一步降低微电解填料的损耗而节约成本。第一反应区19及第二反应区21还设有观察口35及取样口37，分别用于对第一反应区19或第二反应区21的观察及取样。
反应罐11的顶部还设有气体排出孔33，臭氧气体经过第一反应区19及第二反应区21净化后会有部分残留，臭氧尾气经气体排出孔33收集后排入大气中。
本发明的臭氧微电解废水处理装置10的工作过程如下：
待处理的废水由进水管12通过水泵或自流进入反应罐11内部，臭氧由进气管13进入反应罐11内部。废水及臭氧经过布水布气板15后进入承托层17并充分混合，并进行混合反应。而后废水依次进入第一反应区19及第二反应区21，在臭氧与微电解以及微电解填料中的零价铁以及零价铁被氧化后的二价铁离子和三价铁离子对臭氧的催化作用下，提高臭氧的氧化能力，降低臭氧的投加量，进而降低生产臭氧的成本。通过定制的微电解填料，利用微电解产生的铁离子强化了臭氧的氧化能力，充分发挥了臭氧的高效脱色能力和微电解的高效矿化能力，提高处理效果并降低处理成本，彻底解决微电解技术的钝化和板结等问题。
本发明涉及的臭氧铁碳床废水处理工艺和技术以特定的铁碳微电解填料为基础，通过整体工艺的调整可适合于多种废水的深度处理，充分利用了臭氧的强氧化特性和铁碳微电解的高矿化率特性，具有以下优点：大幅降低了臭氧的投加量；降低了臭氧设备的投资费用；提高了臭氧利用率以及小分子有机酸等臭氧最终产物的彻底去除；臭氧曝气改善了装置内的pH微环境，与特制的铁碳填料合用有效缓解了铁碳床微电解技术在运行过程中的钝化、结块、沟流等问题；提高了铁碳床的处理效率并延长了铁碳床的工作周期；省去了铁碳床工艺调节pH值所需酸部分的处理成本；本发明应用的领域广泛，各种有机废水和重金属废水均能获得理想的处理效果，适应性强。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种臭氧微电解废水处理装置，用于废水的处理，其特征在于：所述臭氧微电解废水处理装置设有反应罐，所述反应罐内部由下之上依次设有用于接入废水的进水管、用于接入臭氧的进气管、布水布气板、承托层、第一反应区、第二反应区，所述第二反应区上方设有出水堰及出水管，所述出水堰连通于所述出水管。
2.根据权利要求1所述臭氧微电解废水处理装置，其特征在于：所述第一反应区为臭氧反应区，所述第二反应区为微电解反应区。
3.根据权利要求2所述臭氧微电解废水处理装置，其特征在于：所述第二反应区还设有回水管，所述回水管连通于所述进水管。
4.根据权利要求1所述臭氧微电解废水处理装置，其特征在于：所述第一反应区及第二反应区内填充有微电解填料，所述第一、二反应区均为臭氧微电解反应区。
5.根据权利要求1至4中任一项所述臭氧微电解废水处理装置，其特征在于：所述微电解填料按质量分组成: 极化铁粉为79%、粉末活性炭为13%、催化剂为5%、纳米凹凸棒土为3%。
6.根据权利要求5所述臭氧微电解废水处理装置，其特征在于：所述微电解填料的粒径为1cm至2cm；比重为1.1 t/m3；比表面积为1.2 m2/g；空隙率为65%。
7.根据权利要求1所述臭氧微电解废水处理装置，其特征在于：所述第一反应区及第二反应区还设有观察口及取样口。
8.根据权利要求1所述臭氧微电解废水处理装置，其特征在于：所述反应罐的顶部还设有气体排出孔。
9.根据权利要求1所述臭氧微电解废水处理装置，其特征在于：所述承托层采用均质的鹅卵石组成。
10.根据权利要求1所述臭氧微电解废水处理装置，其特征在于：所述进水管设有曝气头。
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