CN110921937A - 一种基于Fenton-超声波耦合化废水处理体系 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于Fenton‑超声波耦合化废水处理体系，包括絮凝池与沉淀池，絮凝池与沉淀池之间通过缓流管进行连通，絮凝池的上方左侧设有进水口，进水口处设有用于向废水内等比例添加Fenton试剂的下料组件，絮凝池的内部设有多个上下交替排列的多个导流板，沉淀池的上侧侧壁呈圆周阵列的形式开有多个溢水口，所述沉淀池的下侧壁上固定安装有第一超声波振子，通过絮凝池内部的导流板的设置，继而使废水与Fenton试剂在絮凝池中上下循环流动，使Fe(OH)₃固体絮状物更加有效的将氧化后的杂质进行吸附，利用第一、第二超声波振子的特性，使沉淀和漂浮着的凝聚杂质中吸附的·OH释放出来，大大减少了Fenton试剂的用量，有效的节省了成本。

Description

一种基于Fenton-超声波耦合化废水处理体系

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体为一种基于Fenton-超声波耦合化废水处理体系。

背景技术

随着我国经济持续高效发展，人类活动地不断加剧，水污染日益严重，这不但越来越制约农业生产、工业发展，也影响着人们的身体健康，其中，有机污染是水污染的一大类别，它主要以工业废弃物、残留农药、有机废水、生活垃圾等形式通过各种途径排放到环境中，进而污染水源；而且这些有机污染物以其持久性、高毒性、积聚性、流动性为特征，会长期累积，很难通过自然降解过程去除，也会在自然或人为条件下迁移到其他环境中，总之，在水资源日益匮乏的今天，水污染急需整治治理；

Fenton试剂法为作为一种高级氧化技术，作为污水深度处理尤其是有机物降解方面的应用，越来越受到国内外的广泛应用，Fenton试剂法为Fe²⁺与H₂O₂混合后生成Fe³⁺与·OH，继而使废水中产生Fe(OH)₃固体絮状物与·OH，·OH对废水中的杂质进行氧化作用，并且Fe(OH)₃固体絮状物对废水中氧化后的杂质进行吸附，继而对废水中的杂质进行凝聚并沉淀到池底，但是Fe(OH)₃固体絮状物对废水中氧化后的杂质进行吸附的同时还具有对·OH的吸附作用，致使Fenton试剂产生的部分·OH不能对废水中的物质进行氧化，致使Fenton试剂法的效果变差，达不到净化废水的作用；并且Fenton试剂法对废水进行处理的方法，一般是将定量废水与Fenton试剂倒在一个絮凝池中，根据Fenton试剂的化学反应对废水中的杂质进行凝聚沉淀，凝聚过程废水与Fenton试剂均为静止状态，无法保证对废水中的杂质完全凝聚，并且混在沉淀物中的·OH不能释放出来，导致废水处理效果不佳，降低了Fenton试剂对废水处理的效率，因此我们提出了一种基于Fenton-超声波耦合化废水处理体系。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于Fenton-超声波耦合化废水处理体系，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于Fenton-超声波耦合化废水处理体系，包括絮凝池与沉淀池，所述絮凝池与沉淀池之间通过缓流管进行连通，所述絮凝池的上方左侧设有进水口，所述进水口处设有用于向废水内等比例添加Fenton试剂的下料组件，所述絮凝池的内部设有多个上下交替排列的多个导流板；

所述沉淀池的上侧侧壁呈圆周阵列的形式开有多个溢水口，所述溢水口的下方且位于沉淀池的外侧壁上固定连接有积水槽，所述积水槽的一侧下侧壁上固定连通有排水管，所述沉淀池的池底为锥形结构，且所述沉淀池的池底中部设有排污口，所述排污口上固定连接有排污泵，所述沉淀池的下侧壁上固定安装有用于释放凝聚杂质中含有的·OH的多个第一超声波振子。

优选的，所述下料组件包括固定安装在进水口上侧的试剂箱，所述试剂箱的下侧口部转动连接有两个辊轴，两个辊轴的侧壁上均呈圆周阵列的形式开有多个用于容纳等比例Fenton试剂的凹槽，且两个辊轴交替密封试剂箱下侧的口部，所述下料组件还包括转动连接在进水口内部的转轴，且所述转轴通过同步带同时驱动两个辊轴转动，所述转轴的外侧壁上固定连接有按照圆周阵列形式布置的多个接水板。

优选的，所述缓流管的内部转动连接有挡板，所述挡板的侧壁上固定连接有橡胶垫。

优选的，所述沉淀池的上侧固定连接有支撑板，所述支撑板上固定安装有多个安装箱，所述安装箱的内部设有多个第二超声波振子，多个第二超声波振子的振头贯穿安装箱的侧壁并延伸至沉淀池的内部，所述第二超声波振子的振头上依次套接有橡胶圈与空心螺母，且所述空心螺母啮合连接在安装箱的外侧壁上。

优选的，所述安装箱包括两个壳体，两个壳体之间设有用于密封的密封垫，且两个壳体通过多个螺栓进行固定连接。

优选的，所述支撑板的中部固定连接有电机，所述电机的输出轴上固定连接有驱动轴，所述驱动轴的下端固定连接有多个清扫叶。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、废水通过废水管进入絮凝池中时会驱动下料组件启动，继而使定量的Fenton试剂加注到絮凝池内部的废水中，通过絮凝池内部的导流板的设置，继而使废水与Fenton试剂在絮凝池中上下循环流动，增加了废水与Fenton试剂的流动长度，流动过程中废水与Fenton试剂得以充分混合，并且此时Fenton试剂在废水中发生化学反应后产生Fe(OH)₃固体絮状物与·OH，继而使·OH对流动废水中的杂质进行充分氧化，并且Fe(OH)₃固体絮状物在废水流动过程中起到搅拌作用，继而使Fe(OH)₃固体絮状物更加有效的将氧化后的杂质进行吸附。

2、絮凝池中混合的废水与Fenton试剂从缓流管的内部进入沉淀池后，废水与Fenton试剂的流动会变得缓慢，此时凝聚的杂质会沉淀在沉淀池的内部，且处理后的水会从溢水口流到积水槽的内部，最终从排水管的内部排出，快速有效的将水与沉淀的杂质进行分离。

3、通过第一、第二超声波振子，将超声波废水处理技术与高级氧化工艺Fenton试剂法有机结合起来，利用第一、第二超声波振子的空化效应、自由基反应、机械剪切力及凝聚作用这些特性，使沉淀和漂浮着的凝聚杂质中吸附的·OH释放出来，并使·OH再次对废水中的杂质进行氧化作用，从而提高了Fenton试剂对废水处理的效率，大大减少了Fenton试剂的用量，有效的节省了废水处理成本。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的整体结构剖视图；

图3为本发明的试剂箱、辊轴、凹槽、转轴与接水板处的剖视图；

图4为本发明的沉淀池、溢水口与积水槽处的结构示意图；

图5为本发明的缓流管、挡板、絮凝池与沉淀池处的剖视图；

图6为本发明的支撑板、安装箱、驱动轴与清扫叶处的结构示意图；

图7为本发明的壳体、密封垫与第二超声波振子处的爆炸图；

图8为本发明的橡胶圈、空心螺母与第二超声波振子处的爆炸图。

图中：1、絮凝池，2、沉淀池，3、缓流管，4、进水口，5、下料组件，501、试剂箱，502、辊轴，503、凹槽，504、转轴，505、接水板，6、导流板，7、溢水口，8、积水槽，9、排水管，10、排污口，11、排污泵，12、第一超声波振子，13、挡板，14、橡胶垫，15、支撑板，16、安装箱，1601、壳体，1602、密封垫，17、第二超声波振子，18、橡胶圈，19、空心螺母，20、电机，21、驱动轴，22、清扫叶。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种基于Fenton-超声波耦合化废水处理体系，包括絮凝池1与沉淀池2，絮凝池1使废水与Fenton试剂混合均匀的场所，所述絮凝池1与沉淀池2之间通过缓流管3进行连通，所述絮凝池1的上方左侧设有进水口4，所述进水口4处设有用于向废水内等比例添加Fenton试剂的下料组件5，当废水注入到絮凝池1的内部时，下料组件5根据废水的水流进行往下注入试剂，所述絮凝池1的内部设有多个上下交替排列的多个导流板6，导流板6使废水与Fenton试剂在絮凝池1中上下循环流动，增加了废水与Fenton试剂的流动长度，流动过程中废水与Fenton试剂得以充分混合；

所述沉淀池2的上侧侧壁呈圆周阵列的形式开有多个溢水口7，当沉淀池2内部的水位到达溢水口7处时，沉淀池2内部的水会从多个溢水口7处流出，由于溢水口7的数量为多个且遍布在沉淀池2上侧口部四周，因此起到减小沉淀池2内部水流的作用，有利于凝聚杂质的沉淀作用，所述溢水口7的下方且位于沉淀池2的外侧壁上固定连接有积水槽8，所述积水槽8的一侧下侧壁上固定连通有排水管9，从溢水口7处流出的水会流到积水槽8的内部，然后积水槽8汇聚的水会汇聚到排水管9处，然后处理后的水从排水管9处排到收集区，所述沉淀池2的池底为锥形结构，且所述沉淀池2的池底中部设有排污口10，所述排污口10上固定连接有排污泵11，启动排污泵11，此时沉淀池2内部的凝聚杂质会从排污口10的内部排出，所述沉淀池2的下侧壁上固定安装有用于释放凝聚杂质中含有的·OH的多个第一超声波振子12，第一超声波振子12起动后利用超声波的空化效应、自由基反应、机械剪切力及凝聚作用这些特性在原理上可以很好的处理污水，例如超声波机械剪切力会使大分子主链上的碳键断裂，可以使凝聚杂质中(沉淀在沉淀池2底部的杂质)吸附的·OH释放出来，并使·OH再次对废水中的杂质进行氧化作用，从而提高了Fenton试剂对废水处理的效率。

具体而言，所述下料组件5包括固定安装在进水口4上侧的试剂箱501，试剂箱501为盛放Fenton试剂(Fe²⁺与H₂O₂混合物)的装置，所述试剂箱501的下侧口部转动连接有两个辊轴502，两个辊轴502的侧壁上均呈圆周阵列的形式开有多个用于容纳等比例Fenton试剂的凹槽503，且两个辊轴502交替密封试剂箱501下侧的口部，如图3所示，两个辊轴502上下排列，当两个辊轴502转动时，位于上方的辊轴502上的凹槽503会将试剂箱501内部的试剂带到两个辊轴502之间，且位于下方的辊轴502上的凹槽503会将两个转轴502之间的试剂拨下并使试剂落到絮凝池1内，且上述两个拨料动作交替进行，继而使两个辊轴502停止转动时，任意一个辊轴502会将试剂箱501下侧的口部密封，落料停止，所述下料组件5还包括转动连接在进水口4内部的转轴504，且所述转轴504通过同步带同时驱动两个辊轴502转动，所述转轴504的外侧壁上固定连接有按照圆周阵列形式布置的多个接水板505，从废水管中流出的废水会落在接水板505上，接水板505受到废水的重量后使转轴504转动，此时转轴504会带着两个辊轴502转动，这样容纳在凹槽503内部的Fenton试剂从进水口4落到絮凝池1的内部，继而使定量的Fenton试剂加注到絮凝池1内部的废水中与其混合。

具体而言，所述缓流管3的内部转动连接有挡板13，所述挡板13的侧壁上固定连接有橡胶垫14，如图2所示，挡板13在闭合时，挡板13具有一定的斜度，当絮凝池1内部的废水从缓流管3的内部流到沉淀池2的内部时，水流会将挡板13冲开至如图5所示的状态，若水流减小时，挡板13的开度就会变小，另外若水流停止或水流逆流(从沉淀池2反流到絮凝池1的内部)时，挡板13闭合，防止了逆流现象的发生，并且橡胶垫14起到挡板13闭合时的密封作用，使防逆流的效果更佳。

具体而言，所述沉淀池2的上侧固定连接有支撑板15，所述支撑板15上固定安装有多个安装箱16，所述安装箱16的内部设有多个第二超声波振子17，第二超声波振子17的原理与第一超声波振子12的原理相同，可以使漂浮在沉淀池2内部的杂质中含有的·OH释放出来，并使·OH再次对废水中的杂质进行氧化作用，从而提高了Fenton试剂对废水处理的效率，多个第二超声波振子17的振头贯穿安装箱16的侧壁并延伸至沉淀池2的内部，所述第二超声波振子17的振头上依次套接有橡胶圈18与空心螺母19，且所述空心螺母19啮合连接在安装箱16的外侧壁上，如图8所示，当第二超声波振子17穿出安装箱16的侧壁后，再将橡胶圈18与空心螺母19套在第二超声波振子17上，转动空心螺母19，此时空心螺母19的内侧壁会对橡胶圈18进行按压，继而使橡胶圈18密封住第二超声波振子17与安装箱16之间的缝隙，防止水进入安装箱16的内部。

如图7所述，为了便于将第二超声波振子17安装在安装箱16上，具体而言，所述安装箱16包括两个壳体1601，两个壳体1601之间设有用于密封的密封垫1602，且两个壳体1601通过多个螺栓进行固定连接，安装第二超声波振子17时，将安装箱16的两个壳体1601分开，此时便可对第二超声波振子17的安装，然后再将两个壳体1601连接起来，使第二超声波振子17的接线端处于安装箱16的内部，防止第二超声波振子17的接线端与水接触后损坏，密封垫1602起到将两个壳体1601的连接处进行密封的装置，防止安装箱16的内部进水。

为了便于清洁沉淀池2的底部侧壁，具体而言，所述支撑板15的中部固定连接有电机20，所述电机20的输出轴上固定连接有驱动轴21，所述驱动轴21的下端固定连接有多个清扫叶22，如图2和6所示，清扫叶22贴在沉淀池2的底部侧壁上，且清扫叶22的下侧壁设有清洁毛刷，当排出沉淀杂质时，启动排污泵11，此时沉淀池2内部的水会从排污口10的内部排出，继而此时启动电机20，电机20会驱动驱动轴21使清扫叶22转动，可以将附着在沉淀池2池底侧壁上的杂质清洁掉，继而使排污更加彻底。

工作原理：废水管上安装有水泵，水泵启动后，废水可通过废水管加注到絮凝池1的内部，当废水通过废水管进入絮凝池1中时会驱动下料组件5启动，使废水与Fenton试剂在絮凝池1中混合后并顺着多个导流板6上下循环流动，流动过程中废水与Fenton试剂得以充分混合均匀，继而使·OH对流动废水中的杂质进行充分氧化，且Fe(OH)₃固体絮状物更加有效的将氧化后的杂质进行吸附；絮凝池1中混合的废水与Fenton试剂从缓流管3的内部进入沉淀池2后，废水与Fenton试剂的流动会变得缓慢，此时凝聚的杂质会由于水流的减小而沉淀在沉淀池2的底部，且随着废水从絮凝池1的内部流到沉淀池2内部，沉淀池2内部的水位会不断的升高并最终到达溢水口7处，处理后的水会从溢水口7流到积水槽8的内部，最终从排水管9的内部排出，实现水与杂质的分离；同时第一超声波振子12与第二超声波振子17启动时，使沉淀和漂浮杂质中吸附的·OH释放出来，并使释放出来的·OH再次对废水中的杂质进行二次氧化作用，从而提高了Fenton试剂对废水处理的效率，继而对废水中的杂质分离更加彻底。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于Fenton-超声波耦合化废水处理体系，包括絮凝池(1)与沉淀池(2)，其特征在于：所述絮凝池(1)与沉淀池(2)之间通过缓流管(3)进行连通，所述絮凝池(1)的上方左侧设有进水口(4)，所述进水口(4)处设有用于向废水内等比例添加Fenton试剂的下料组件(5)，所述絮凝池(1)的内部设有多个上下交替排列的多个导流板(6)；

所述沉淀池(2)的上侧侧壁呈圆周阵列的形式开有多个溢水口(7)，所述溢水口(7)的下方且位于沉淀池(2)的外侧壁上固定连接有积水槽(8)，所述积水槽(8)的一侧下侧壁上固定连通有排水管(9)，所述沉淀池(2)的池底为锥形结构，且所述沉淀池(2)的池底中部设有排污口(10)，所述排污口(10)上固定连接有排污泵(11)，所述沉淀池(2)的下侧壁上固定安装有用于释放凝聚杂质中含有的·OH的多个第一超声波振子(12)。

2.根据权利要求1所述的一种基于Fenton-超声波耦合化废水处理体系，其特征在于：所述下料组件(5)包括固定安装在进水口(4)上侧的试剂箱(501)，所述试剂箱(501)的下侧口部转动连接有两个辊轴(502)，两个辊轴(502)的侧壁上均呈圆周阵列的形式开有多个用于容纳等比例Fenton试剂的凹槽(503)，且两个辊轴(502)交替密封试剂箱(501)下侧的口部，所述下料组件(5)还包括转动连接在进水口(4)内部的转轴(504)，且所述转轴(504)通过同步带同时驱动两个辊轴(502)转动，所述转轴(504)的外侧壁上固定连接有按照圆周阵列形式布置的多个接水板(505)。

3.根据权利要求1所述的一种基于Fenton-超声波耦合化废水处理体系，其特征在于：所述缓流管(3)的内部转动连接有挡板(13)，所述挡板(13)的侧壁上固定连接有橡胶垫(14)。

4.根据权利要求1所述的一种基于Fenton-超声波耦合化废水处理体系，其特征在于：所述沉淀池(2)的上侧固定连接有支撑板(15)，所述支撑板(15)上固定安装有多个安装箱(16)，所述安装箱(16)的内部设有多个第二超声波振子(17)，多个第二超声波振子(17)的振头贯穿安装箱(16)的侧壁并延伸至沉淀池(2)的内部，所述第二超声波振子(17)的振头上依次套接有橡胶圈(18)与空心螺母(19)，且所述空心螺母(19)啮合连接在安装箱(16)的外侧壁上。

5.根据权利要求4所述的一种基于Fenton-超声波耦合化废水处理体系，其特征在于：所述安装箱(16)包括两个壳体(1601)，两个壳体(1601)之间设有用于密封的密封垫(1602)，且两个壳体(1601)通过多个螺栓进行固定连接。

6.根据权利要求4所述的一种基于Fenton-超声波耦合化废水处理体系，其特征在于：所述支撑板(15)的中部固定连接有电机(20)，所述电机(20)的输出轴上固定连接有驱动轴(21)，所述驱动轴(21)的下端固定连接有多个清扫叶(22)。

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