CN203999069U - 一种旋转式内电解反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋转式内电解反应器，转筒(23)一侧设有料口(24)，所述的转筒(23)的主轴(29)通过传动设备(26)与动力设备(27)转动连接，所述的转筒(23)的内壁设有搅拌翅(21)，所述的转筒(23)内填充有铁碳填料(25)，所述的转筒(23)上设有进水口(22)和出水口(30)。本实用新型是一种处理效果好、操作灵活的旋转式内电解反应器。

Description

一种旋转式内电解反应器

技术领域

本实用新型涉及一种内电解反应器，尤其涉及一种用于含重金属废水处理的旋转式内电解反应器。

背景技术

随着工业的飞速发展，水污染日益严重和复杂，各种选矿、冶炼、表面处理等行业排放大量含重金属工业废水，这类废水毒性大、数量多、污染复杂、处理难度高，严重危害人类居住环境与身体健康。传统的污水处理方法已不能满足环境污染治理的需求，有时不能满足污水再生回用的需要。因此对于废水经济、实用性技术的研究，仍是当前的热点。铁碳内电解法是一种新型的有效的废水处理方法。近年来，内电解法新技术在工业废水处理方面的研究十分活跃，它对此类废水所表现出的较高的色度去除率，以及可以大大提高废水的生物降解性，单纯的铁碳内电解法虽然脱色效果好，但对COD处理效率低，一般不单独使用，多作为生物处理的预处理方法。作为生物处理的有效预处理方法引起人们越来越大的兴趣。铁碳内电解法处理废水的作用机理主要包括氧化还原作用、电化学作用、絮凝作用、沉淀过滤作用；铁碳内电解法能有效地去除废水的色度及COD，提高废水的可生化性。“十一五”、“十二五”阶段国家新出台了一系列针对重金属污染排放的新标准和法律法规，因此需要对这些废水进行处理，使其符合国家和地方标准，对于维持国家可持续发展和保护人民群众的生命健康安全显得尤为必要。铁碳内电解具有使用范围广，可利用此电解法及其组合工艺对制药、垃圾渗滤液、染料、重金属、农药等废水进行处理；还具有工艺简单、处理效果好等特点，尤其是对于高盐度，高COD以及色度较高的工业废水的处理较其他工艺具有更加明显的优势。难生物降解的废水经铁碳内电解工艺处理后B/C大大提高，有利于后续生物处理效果的提高。但是传统内电解法有一定的缺点：1、铁碳内电解柱经过一段时间后，铁碳填料表面会形成钝化膜，同时填料易结块，这样就阻隔了铁碳填料与废水的有效接触，使内电解柱内部废水流态恶化，导致处理效果降低。2、操作不灵活，铁碳内电解法通常是在酸性条件下进行的，但酸性条件下，以内电解柱作为废水的主要处理单元时，容易造成溶出的铁屑量大或处理效果不显著。因此，本实用新型通过改进，将克服传统电解工艺的缺点，对于处理污水有极其重要作用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种处理效果好、操作灵活的旋转式内电解反应器。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的旋转式内电解反应器，转筒一侧设有料口，所述的转筒的主轴通过传动设备与动力设备转动连接，所述的转筒的内壁设有搅拌翅，所述的转筒内填充有铁碳填料，所述的转筒上设有进水口和出水口。

所述的搅拌翅上设有网孔。

所述的进水口和出水口上均设有打孔塑料板或网格板。

所述的铁碳填料的体积为所述的转筒的内容积的30％～80％。

所述的动力设备为柴油机或汽油机。

所述的传动设备为齿轮传动或滚轮传动。

采用上述技术方案的旋转式内电解反应器，旋转式内电解反应器转动时能缓慢的对填料进行混合搅拌，结合了固定床与流化床的优点，解决了传统微电解固定床反应器填料钝化与板结、流化床运行费用高昂等问题。因此本实用新型提供的旋转式内电解反应器能够高效低能耗便捷地实现对废水重金属离子的脱除；其成套系统设备能在选矿、冶炼、电镀、染料等行业对含重金属废水进行深度处理与应用，尤其是对含重金属、高COD、高色度废水都具有良好的处理效果。

本实用新型具有如下优点：

1.旋转式内电解反应器内搅拌翅上面布满小孔或网孔使得搅拌阻力大大减小，只对填料进行缓慢翻滚和搅动混合，减少了能耗并增加了固液混合效果。

2.旋转式内电解反应器转筒一侧设有料口，能方便装填铁碳填料。

3.旋转式内电解反应器转筒内部进出水管口嵌有多孔塑料板或网格板，阻止铁碳颗粒往管道堆砌堵塞和随流水流失。

4.旋转式内电解反应器的动力设备选型方便。

5.铁碳填料可以是废旧铁屑、铁块、铁片等铁(或含铁)材料与活性炭颗粒、焦炭等碳材料。

6.成套设备的空间布置按加药系统、反应系统的压滤机安置在上层，而配水系统、反应系统、自控系统安置在下层，充分利用溢流有利于减少泵的数量，节省空间和节能。

7.水解反应池底部设有水泵，定期抽出沉积铁颗粒至调节池，实现流失铁的回用。

综上所述，本实用新型是一种处理效果好、操作灵活的含重金属废水成套处理设备。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是沿图2中A-A线剖示图。

图3是本实用新型的应用示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

参见图1和图2，旋转式内电解反应器2的结构是：转筒23一侧设有料口24，转筒23的主轴29通过传动设备26与动力设备27转动连接，转筒23的内壁设有搅拌翅21，转筒23内填充有铁碳填料25，转筒23上设有进水口22和出水口30。

优选地，搅拌翅21上设有网孔。

优选地，进水口22和出水口30上均设有打孔塑料板或网格板31。

优选地，铁碳填料25的体积为转筒23的内容积的30％～80％。

优选地，动力设备27为柴油机或汽油机。

优选地，传动设备26为齿轮传动或滚轮传动。

参见图1、图2和图3，本实用新型应用于含重金属废水成套处理设备，调节池1的一端连接有进水管12，调节池1的一端通过第一pH自动监控仪13与内电解反应器2的一端连接，内电解反应器2的另一端与水解池3的一端连接，水解池3的另一端通过第二pH自动监控仪14与絮凝池4连接，水解池3的出口通过水泵11与调节池1连接，絮凝池4与沉淀池连接，沉淀池的沉淀物出口通过污泥泵10与压滤机9连接，压滤机9的滤液出口与调节池1连接；硫酸配药槽6与调节池1连接，碱配药槽7与调节池1和水解池3连接，PAM配药槽8与絮凝池4连接；自控系统与第一pH自动监控仪13、第二pH自动监控仪14及各设备(如开关、搅拌速度、流量等)的控制器采用通信连接。

优选地，沉淀池为斜板沉淀池5。

优选地，调节池1、内电解反应器、水解池3、絮凝池4和沉淀池采用溢流方式排列连接。

优选地，硫酸配药槽6、碱配药槽7、PAM配药槽8和压滤机9安置在上层，调节池1、内电解反应器2、水解池3、絮凝池4、沉淀池和自控系统安置在下层。

含重金属废水成套处理设备对含重金属废水进行处理的工艺，包括以下步骤：

a)废水进入调解池，通过酸碱配药系统使调节池的pH调节为3～6；然后通过内电解反应器后废水含大量Fe³⁺、Fe²⁺；在水解池通过加碱调节pH为7.5～9，Fe³⁺、Fe²⁺水解变成氢氧化物的絮状沉淀吸附大量污染物；在絮凝池通过加入PAM助凝剂使絮体增大便于沉淀；在斜板沉淀池污染物随沉淀转移至污泥中，废水完成处理过程达标排放；污泥通过压滤机进行脱水后成泥饼排出，压滤液返回至调节池再处理。b)废水在内电解反应器反应15～90min后，通过在水解反应池调节pH水解反应15～30min，再通过絮凝反应池絮凝反应10～20min，反应产物在斜板沉淀池沉淀50～150min，最后得到处理后的水与压滤泥渣。

c)对于不同特征的废水，如多种重金属离子废水、单一(Ni、Cu、Pb、Cr等)重金属离子废水、污酸废水、含氰废水、喷漆废水等，处理工艺不一定完全与上工艺一致，可以在上工艺上进行改进，加药系统可以补充加入破络剂、破氰剂、氧化还原剂等，微电解与水解的pH范围也可以做相应的变化调整。

d)含重金属废水处理工艺，上述工艺根据实际操作情况，发现旋转式内电解反应器虽然有多孔板或网板阻挡填料，但是仍然有许多细小铁颗粒会在水解池沉积，造成铁的浪费，因此水解反应池底部设一水泵定期抽出沉积铁颗粒至调节池，实现流失铁的回用。

本实用新型提供的内电解反应器的铁碳微电解作用能够产生亚铁离子、铁离子、活性自由基和高吸附性铁化合物等，其反应能够去除多种重金属离子、提高水体的可生化性和进行脱色，通过微电解、水解、絮凝等化学反应能达到净化废水的目的；同时，旋转式内电解反应器转动时能缓慢的对填料进行混合搅拌，结合了固定床与流化床的优点，解决了传统微电解固定床反应器填料钝化与板结、流化床运行费用高昂等问题。因此本实用新型提供的旋转式内电解反应器能够高效低能耗便捷地实现对废水重金属离子的脱除；其成套系统设备能在选矿、冶炼、电镀、染料等行业对含重金属废水进行深度处理与应用，尤其是对含重金属、高COD、高色度废水都具有良好的处理效果。

实施例1：

参见图2和图3，旋转式内电解反应器2，由转筒23一侧的料口24将铁碳填料25加入到转筒23内，由动力设备27带动传动设备26进而使转筒23转动，转筒23转动的同时，转筒23内壁设有网孔的搅拌翅21对铁碳填料25进行搅拌，转筒23内部的网格板31可以阻止铁碳填料25的往进水口22和出水口30的管道堆砌堵塞和随流水流失。

参见图1，重金属成套处理设备，废水通过进水管12进入调节池1，通过硫酸配药槽6使调节池1的pH调节为3～6；然后通过旋转式内电解反应器2后废水含大量Fe³⁺、Fe²⁺；在水解池3通过碱配药槽7加碱调节pH为7.5～9，Fe³⁺、Fe²⁺水解变成氢氧化物的絮状沉淀吸附大量污染物；在絮凝池4通过PAM配药槽8加入PAM助凝剂使絮体增大便于沉淀；在斜板沉淀池5污染物随沉淀转移至污泥中，废水完成处理过程达标排放；污泥由污泥泵10泵到压滤机9，通过压滤机9进行脱水后成泥饼排出，滤液返回至调节池1再处理。

为了进一步说明本实用新型，以下结合实际案例对本实用新型提供的铁碳微电极及污水的处理方法进行详细描述，但不能将它们理解为对本实用新型保护范围的限定。

在电镀废水中的应用：

某五金加工厂电镀废水的处理，该厂电镀生产以镀锌为主，日排废水10～15t，六价铬质量浓度12.5～23.4mg/L。以铁屑、活性炭为填料的内电解反应池是本工艺关键的废水处理构筑物，为1.2×2.5m，有效水深1.8m，共有2个反应池(1个备用)，池底设布水系统，采用升流式反应，反应时间30～40min，沉淀时间为4～5h。其流程如图3所示。

工程正式运行后，环境监测站对处理后的电镀废水进行监测化验，结果表明，六价铬和总铬的去除率均高达99.99％，处理后的电镀废水达到国家排放标准。

在印染废水处理中的应用

印染废水中的有机污染物主要来源于染料及染整添加剂，近年来由于印染技术的不断进步和有机合成染料新产品的不断出现，使得印染废水具有pH低色泽深，毒性大，生物可降解性差等特点。因此，该实用新型用于印染废水的处理体现出了其他工艺不可比拟的优势。采用该实用新型成套设备分别对色度300倍，COD为602mg/L，PH为9.76和色度700倍，COD为1223mg/L，PH为5.76的2种印染废水进行处理，结果发现，当铁炭体积比为1∶1，PH为3.0左右，反应时间20～30min时，对色度的去除率能够达到95％以上，同时COD的去除率也能达到60％～70％。

用该实用新型处理印染废水，结果表明，PH为1，接触时间20～30min，色度去除率能达到90％以上，COD去除率也能达到60％左右。对于COD很高或者出水要求较高的印染废水，单纯用铁碳微电解工艺处理并不能达到要求，常使之与其他的生物处理工艺相结合，作为生物处理的预处理。

对原水COD为11000mg/L，PH为6，色度为8000倍的印染废水采用该实用新型进行预处理，当铁粉粒径为18目，焦炭粒径为2～4mm，铁粉和焦炭体积比为1∶1，水力停留时间为60～90min时，脱色率达到了90％以上，BOD/COD值从原来的0.23提高到0.59，大大提高了后续生物处理的COD去除率。

在垃圾渗滤液处理中的应用

垃圾渗滤液通常可根据填埋场的“年龄”分为两大类：一类是“年轻”的渗滤液，其填埋时间在5年以下，所产生的渗滤液的水质特点是PH值较低，BOD及COD浓度较高，且BOD与COD的比值较高，同时各类重金属离子的浓度也相对较高；另一类是“年老“的填埋场所产生的渗滤液，其填埋时间在5年以上，所产生的渗滤液的主要水质特点是PH接近中性(一般属缓冲溶液)，BOD以及COD浓度较低，且B/C的比值较低，而NH₃-N的浓度较高，重金属离子浓度相对较低。采用旋转式内电解器，铁碳内电解法对某填埋场的老龄填埋场渗滤液进行了预处理。

渗滤液来自某填埋场，属于老龄填埋场的渗滤液的水质特质。其水质如表1所示。

表1 老龄填埋场渗滤液水质指标

采用铁碳内电解工艺技术处理该渗滤液，渗滤液的去除效果如表2所示。

表2 老龄填埋场渗滤液的去除效果

由表1和表2对比可以看出，在该旋转式内电解反应器中，PH应控制在酸性。在酸性条件下，原电池反应更快，铁更容易变成离子形式存在。由于Fe²⁺的不断生成，能有效地克服阳极的极化作用，从而促进铁的电化学腐蚀，使大量的Fe²⁺进入溶液，其中一部分Fe²⁺被氧化成Fe³⁺，废水中部分悬浮物和有机物就通过Fe(OH)₂和Fe(0H)₃絮凝沉淀作用得以去除。经过滤的出水已经很清澈，COD、NH₃-N和色度的去除率达到较高的水平，为后面的生物处理创造了良好的条件。

Claims (7)

1.一种旋转式内电解反应器，其特征是：转筒(23)一侧设有料口(24)，所述的转筒(23)的主轴(29)通过传动设备(26)与动力设备(27)转动连接，所述的转筒(23)的内壁设有搅拌翅(21)，所述的转筒(23)内填充有铁碳填料(25)，所述的转筒(23)上设有进水口(22)和出水口(30)。

2.根据权利要求1所述的旋转式内电解反应器，其特征是：所述的搅拌翅(21)上设有网孔。

3.根据权利要求1或2所述的旋转式内电解反应器，其特征是：所述的进水口(22)和出水口(30)上均设有打孔塑料板或网格板(31)。

4.根据权利要求1或2所述的旋转式内电解反应器，其特征是：所述的铁碳填料(25)的体积为所述的转筒(23)的内容积的30％～80％。

5.根据权利要求3所述的旋转式内电解反应器，其特征是：所述的铁碳填料(25)的体积为所述的转筒(23)的内容积的30％～80％。

6.根据权利要求1或2所述的旋转式内电解反应器，其特征是：所述的动力设备(27)为柴油机或汽油机。

7.根据权利要求1或2所述的旋转式内电解反应器，其特征是：所述的传动设备(26)为齿轮传动或滚轮传动。