CN105645647A - 一种铁碳芬顿一体化污水处理装置 - Google Patents

一种铁碳芬顿一体化污水处理装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铁碳芬顿一体化污水处理装置，包括Fe/C反应室、溢流舱和Fenton反应室，Fe/C反应室上设置有进水口，溢流舱内套于Fe/C反应室内，溢流舱顶部设有开口，Fenton反应室内套于溢流舱内，Fenton反应室底部设有开孔，Fenton反应室设有出水口，污水通过进水口依次进入Fe/C反应室、溢流舱和Fenton反应室，进行Fe/C微电解和Fenton反应后再从出水口流出；一体化结构实现设备空间的减小，节省了占地面积，提高了反应效率，节约了能源，降低成本。

Description

一种铁碳芬顿一体化污水处理装置
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种铁碳芬顿一体化污水处理装置。
背景技术
高浓度有机废水来源广泛，印染工业、制药工业等排放的废水多为高浓度有机废水，此类废水所含有机物浓度高，COD一般在2000mg/L以上，有的甚至高达几万乃至几十万mg/L，相对而言，BOD较低，很多废水BOD与COD的比值小于0.3；此外该类废水成分复杂，往往还有芳香族化合物和杂环化合物，还多含有硫化物、氮化物、重金属和有毒有机物，难以直接生化处理。
铁碳微电解(Fe/C)和Fenton工艺是用于高浓度有机废水处理的常见方法。Fe/C微电解法是利用金属腐蚀原理，利用Fe和C形成原电池对废水进行微电解；Fenton法是利用Fe2+和H2O2反映生成氧化性极强的羟基自由基(·OH)氧化分解废水中的有机物。两种工艺原理不同，各有所长。在污水成分过于复杂时，单一的Fe/C或Fenton都无法达到出水水质要求，可将两种工艺进行串联使用。
Fe/C工艺进水最佳pH为2～3，经过微电解反应后，pH会上升1个单位左右，而Fenton反应进水最佳pH值为3～4，因此从对进水水质的要求来说，高浓度有机废水经调节池调节进入Fe/C工艺后，其出水pH正好适宜作为Fenton工艺的进水.此外，Fe/C微电解的过程中，铁会以Fe2+的形式溶出，使得Fe/C工艺出水中Fe2+含量会增加，正好可以作为Fenton反应的铁源，因此常常将Fe/C+Fenton工艺联合使用。
但现有的Fe/C-Fenton联合处理工艺中Fe/C和Fenton的处理装置是分开的，导致占地面积大；且Fenton反应中外加的H2O2价格高昂。因此，设计一种Fe/C-Fenton一体化污水处理装置以减少设备占地面积，同时提高Fenton反应的效率以降低H2O2的使用量从而降低污水治理的成本十分必要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种铁碳芬顿一体化污水处理装置，一体化结构实现设备空间的减小，节省了占地面积，提高了反应效率，节约了能源，降低成本。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种铁碳芬顿一体化污水处理装置，包括Fe/C反应室、溢流舱和Fenton反应室，Fe/C反应室上设置有进水口，溢流舱内套于Fe/C反应室内，溢流舱顶部设有开口，Fenton反应室内套于溢流舱内，Fenton反应室底部设有开孔，Fenton反应室设有出水口，污水通过进水口依次进入Fe/C反应室、溢流舱和Fenton反应室，进行Fe/C微电解和Fenton反应后再从出水口流出。
接上述技术方案，所述溢流舱与Fe/C反应室之间设有Fe/C填料，Fe/C填料的高度低于溢流舱入口，进水口设置于Fe/C反应室的底部，出水口设置于Fenton反应室顶部。
接上述技术方案，所述Fe/C反应室底部设有曝气系统。
接上述技术方案，曝气系统包括通气管、曝气头和风机，曝气头均匀布置于通气管上，风机与通气管连接。
接上述技术方案，Fe/C反应室内设有一个或多个隔板，每个隔板上方均设有进料口。
接上述技术方案，所述隔板为网状。
接上述技术方案，Fe/C反应室底部设有排泥阀。
接上述技术方案，所述Fenton反应室内设有撞击流反应器。
接上述技术方案，所述撞击流反应器包括转轴、一个或多个第一扇叶和一个或多个第二扇叶，转轴上方设有电机，第一扇叶和第二扇叶设置于转轴上，转轴带动第一扇叶和第二扇叶转动，第一扇叶和第二扇叶的扇叶方向相反，转动时形成相反的水流向。
接上述技术方案，所述第一扇叶和第二扇叶外均设有隔离环，隔离环上下均不密封，隔离环上设有固定片，通过固定片与Fenton反应室罐体连接固定。
本发明具有以下有益效果：
1、通过Fe/C反应室、溢流舱和Fenton反应室的嵌套式结构，在一个罐体内进行Fe/C反应室和Fenton反应室，一体化结构减小了空间，节省了占地面积，在溢流舱内污水与H2O2进行了预混合，提高了后续步骤中反应效率，Fe/C反应室内污水通过溢流舱可自动溢流至Fenton反应室，无需多余的泵进行提升，节约了能源，降低成本。
2、通过撞击流反应器形成相反的水流向，使污水在Fenton反应室内发生撞击式反应，与H2O2充分接触、反应，增大Fenton反应的反应效率、降低H2O2的使用量，节省污水处理的成本。
附图说明
图1是本发明实施例中铁碳芬顿一体化污水处理装置的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是本发明实施例中Fe/C填充示意图；
图4是本发明实施例中Fenton反应室结构图；
图5是本发明实施例中污水的流向示意图；
图中，1-进水口，2-Fe/C反应室，2.1-隔板，2.2-进料口，2.3-曝气系统，2.3.1-曝气头，2.3.2-通气管，2.3.3-风机，2.4-排泥阀，3-溢流舱，3.1-H2O2加料管，4-Fenton反应室，4.1-转轴，4.2-第一扇叶，4.3-第二扇叶，4.4-隔离环，4.5-固定片，5-出水口，6-脚架。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1～图2所示，本发明提供的一个实施例中的铁碳芬顿一体化污水处理装置，包括Fe/C反应室2、溢流舱3和Fenton反应室4，Fe/C反应室2上设置有进水口1，溢流舱3内套于Fe/C反应室2内，溢流舱3顶部设有开口，Fenton反应室4内套于溢流舱3内，Fenton反应室4底部设有开孔，Fenton反应室4设有出水口5，污水通过进水口1依次进入Fe/C反应室2、溢流舱3和Fenton反应室4，进行Fe/C微电解和Fenton反应后再从出水口5流出；污水从进水口1进入Fe/C反应室2，进行Fe/C微电解，再从溢流舱3顶部开口进入溢流舱3，同时从溢流舱3顶部开口加入H2O2，污水在溢流舱3内与H2O2进行初步接触与混合，然后由Fenton反应室4底部的开孔进入Fenton反应室4，进行充分的Fenton反应后，从出水口5流出，通过Fe/C反应室2、溢流舱3和Fenton反应室4的嵌套式结构，在一个罐体内进行Fe/C反应室2和Fenton反应室4，这种一体化结构实现设备空间的减小，节省了占地面积，在溢流舱3内污水与H2O2进行了预混合，提高了后续步骤中反应效率，Fe/C反应室2内污水通过溢流舱3可自动溢流至Fenton反应室4，无需多余的泵进行提升，节约了能源。
进一步地，Fe/C反应室2底部设有脚架6。
进一步地，如图3所示，所述溢流舱3与Fe/C反应室2之间设有Fe/C填料，Fe/C填料的高度低于溢流舱3入口，进水口1设置于Fe/C反应室2的底部，出水口5设置于Fenton反应室4顶部。
进一步地，所述Fe/C反应室2底部设有曝气系统2.3；使得污水和Fe/C填料反应时曝气均匀，提供Fe/C微电解过程中所需的氧。
进一步地，曝气系统2.3包括通气管2.3.2、曝气头2.3.1和风机2.3.3，曝气头2.3.1均匀布置于通气管2.3.2上，风机2.3.3与通气管2.3.2连接；曝气头2.3.1均匀布置使得出气均匀，同时防止气管堵塞。
进一步地，所述通气管2.3.2为环状。
进一步地，Fe/C反应室2内设有一个或多个隔板2.1，每个隔板2.1上方均设有进料口2.2，Fe/C填料从进料口2.2投入；隔板2.1用来承载Fe/C填料。
进一步地，Fe/C填料设置于隔板2.1上方，Fe/C填料尽可能的填充满，但最上层的Fe/C填料不高于溢流舱3顶部，最下一层隔板下方没有Fe/C填料。
进一步地，所述隔板2.1个数为2个，分别用来承载隔板2.1上方的Fe/C填料。
进一步地，所述隔板2.1为网状。
进一步地，Fe/C反应室2底部设有排泥阀2.4；Fe/C填料长时间反应后，填料中的Fe会被消耗，多余的碳粉会形成碳泥，定期通过排泥阀2.4将碳泥外排。
进一步地，如图4所示，所述Fenton反应室4内设有撞击流反应器；通过撞击流反应器形成相反的水流向，使污水在Fenton反应室4内发生撞击式反应，与H2O2充分接触、反应，增大Fenton反应的反应效率、降低H2O2的使用量，节省污水处理的成本。
进一步地，所述撞击流反应器包括转轴4.1、一个或多个第一扇叶4.2和一个或多个第二扇叶4.3，转轴4.1上方设有电机，第一扇叶4.2和第二扇叶4.3设置于转轴4.1上，转轴4.1带动第一扇叶4.2和第二扇叶4.3转动，第一扇叶4.2和第二扇叶4.3的扇叶方向相反，转动时形成相反的水流向；通过第一扇叶4.2和第二扇叶4.3转动形成相反的水流向，使污水在Fenton反应室4内发生撞击式反应，与H2O2充分接触、反应，增大Fenton反应的反应效率、降低H2O2的使用量，节省污水处理的成本。
进一步地，第一扇叶设置于第二扇叶上方。
进一步地，所述第一扇叶4.2和第二扇叶4.3外均设有隔离环4.4，隔离环4.4上下均不密封，隔离环4.4上设有固定片4.5，通过固定片4.5与Fenton反应室4罐体连接固定。
进一步地，所述污水处理装置由不锈钢制成。
进一步地，溢流舱顶部开口上方设有H2O2加料管3.1。
本发明的一个实施例中，本发明的工作原理：
如图5所示，经调解池调解至合适pH的废水由进水口1进入Fe/C反应室2底部，然后向上流动，在通过Fe/C填料的缝隙时与Fe/C填料充分接触，发生微电解反应，对高浓度有机物进行初步降解，同时经过微电解反应的铁粉变为Fe2+溶于废水中；经过充分Fe/C反应后的污水从溢流舱3顶部进入溢流舱3，在此与H2O2加料管3.1中流入的H2O2进行初步接触与混合，然后由Fenton反应室4底部的水口进入Fenton反应室4；含有Fe2+和H2O2的有机污水在第一扇叶4.2和第二扇叶4.3的作用下，在Fenton反应室4内发生撞击流反应，Fe2+和H2O2充分反应成强氧化性的·OH，同时·OH充分作用于废水中的有机物，将其氧化、分解为小分子有机物，进入后续反应单元。
Fenton反应是指H2O2在Fe2+的催化作用下分解产生·OH,其氧化电位达到2.8V,它通过电子转移等途径将有机物氧化分解成小分子，同时,Fe2+被氧化成Fe3+产生混凝沉淀,去除大量有机物。在水处理中具有氧化和混凝两种作用。
以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种铁碳芬顿一体化污水处理装置，其特征在于，包括Fe/C反应室、溢流舱和Fenton反应室，Fe/C反应室上设置有进水口，溢流舱内套于Fe/C反应室内，溢流舱顶部设有开口，Fenton反应室内套于溢流舱内，Fenton反应室底部设有开孔，Fenton反应室设有出水口，污水通过进水口依次进入Fe/C反应室、溢流舱和Fenton反应室，进行Fe/C微电解和Fenton反应后再从出水口流出。
2.根据权利要求1所述的铁碳芬顿一体化污水处理装置，其特征在于，所述溢流舱与Fe/C反应室之间设有Fe/C填料，Fe/C填料的高度低于溢流舱入口，进水口设置于Fe/C反应室的底部，出水口设置于Fenton反应室顶部。
3.根据权利要求1所述的铁碳芬顿一体化污水处理装置，其特征在于，所述Fe/C反应室底部设有曝气系统。
4.根据权利要求3所述的铁碳芬顿一体化污水处理装置，其特征在于，曝气系统包括通气管、曝气头和风机，曝气头均匀布置于通气管上，风机与通气管连接。
5.根据权利要求1所述的铁碳芬顿一体化污水处理装置，其特征在于，Fe/C反应室内设有一个或多个隔板，每个隔板上方均设有进料口。
6.根据权利要求5所述的铁碳芬顿一体化污水处理装置，其特征在于，所述隔板为网状。
7.根据权利要求1所述的铁碳芬顿一体化污水处理装置，其特征在于，Fe/C反应室底部设有排泥阀。
8.根据权利要求1所述的铁碳芬顿一体化污水处理装置，其特征在于，所述Fenton反应室内设有撞击流反应器。
9.根据权利要求8所述的铁碳芬顿一体化污水处理装置，其特征在于，所述撞击流反应器包括转轴、一个或多个第一扇叶和一个或多个第二扇叶，转轴上方设有电机，第一扇叶和第二扇叶设置于转轴上，转轴带动第一扇叶和第二扇叶转动，第一扇叶和第二扇叶的扇叶方向相反，转动时形成相反的水流向。
10.根据权利要求9所述的铁碳芬顿一体化污水处理装置，其特征在于，所述第一扇叶和第二扇叶外均设有隔离环，隔离环上下均不密封，隔离环上设有固定片，通过固定片与Fenton反应室罐体连接固定。
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