CN204022601U - Meo微电解高级氧化反应器 - Google Patents

Abstract

本实用型新的目的在于提供一种用于化工、制药行业废水预处理的MEO微电解高级氧化反应器，包括微电解反应单元、芬顿氧化单元、PH调节单元、混凝反应单元和沉淀单元，其中，微电解单元内设置了改良型铁碳填料、布水管、曝气装置和出水堰，芬顿氧化单元、PH调节单元、混凝反应单元内均设置了搅拌机，沉淀单元内设置了斜管填料和出水堰。微电解单元位于反应器的前端，沉淀单元位于反应器的后端，芬顿氧化单元、PH调节单元和混凝反应单元位于反应器中段，各单元通过孔洞联通，待处理废水依次流经所述的微电解反应单元、芬顿氧化单元、PH调节单元、混凝反应单元和沉淀单元。

Description

MEO微电解高级氧化反应器

技术领域

本实用新型属于废水处理领域，特别涉及用于化工、制药等难生化降解工业废水预处理的一种MEO微电解高级氧化反应器。 

背景技术

化工、制药废水通常具有污染物质浓度高、成分复杂，废水有一定的毒性，含有多种微生物难于降解的组分等特点，因此，采用单一处理工艺不仅达标困难，而且投资和运行成本会很高，必须将废水按照浓度高低实行清污分流，分别收集并选择有针对性的物化工艺对高浓度废水进行预处理，降低其毒性和浓度并提高其可生化性，然后与低浓度废水混合进行生化处理，经生化处理后，出水方可达到接管或排放标准。对于高浓度、有毒、生化性较差的废水通常采用化学法进行预处理。化学法预处理的作用是降低进入生化系统的废水的有机物浓度；分解大分子芳香烃等生化难降解物质，提高可生化性；分解、改性有毒有害物质，降低其浓度至生化允许的范围。废水化学处理法与生物处理法相比，能较迅速、有效地去除更多的污染物，可作为生物处理前的预处理措施，也可以作为生物处理后的三级处理措施。此法还具有设备容易操作、容易实现自动检测和控制、便于回收利用等优点。化学处理法能有效地去除废水中多种剧毒和高毒污染物。化学法是利用化学反应的作用以去除水中的有机物、无机物杂质。主要有化学混凝法、化学氧化法、电化学氧化法等。化学混凝法作用对象主要是水中微小悬浮物和胶体物质，通过投加化学药剂产生的凝聚和絮凝作用，使胶体脱稳形成沉淀而去除。混凝法不但可以去除废水中的粒径为1O～10mm的细小悬浮颗粒，而且还能去除色度，微生物以及有机物等，该方法受pH值、水温、水质、水量等变化影响大，对某些可溶性好的有机、无机物质去除率低；化学氧化法通常是以氧化剂对化工废水中的有机污染物进行氧化去除的方法。废水经过化学氧化还原，可使废水中所含的有机和无机的有毒物质转变成无毒或毒性较小的物质，从而达到废水净化的目的。常用的有空气氧化，氯氧化、臭氧化法、微电解法及芬顿氧化法。空气氧化因其氧化能力弱，主要用于含还原性较强物质的废水处理，Cl是普通使用的氧化剂，主要用在含酚、含氰等有机废水的处理上，用臭氧处理废水，氧化能力强，无二次污染。臭氧氧化法、氯氧化法，其水处理效果好，但是能耗大，成本高，不适合处理高浓度化工废水。 

微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺，又称内电解法。它是在不通电的情况下，利用填充在废水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。 

铁碳原电池反应： 

阳极：  Fe - 2e →Fe²⁺     E（Fe / Fe²⁺）=0.44V

阴极：  2H⁺ + 2e →H₂       E(H⁺/ H₂)=0.00V

当有氧存在时，阴极反应如下：

O₂ +  4H⁺ + 4e → 2H₂O      E (O₂)=1.23V

O₂ + 2H₂O + 4e → 4OH^-     E（O₂/OH^-）=0.41V　　

当系统通水后，设备内会形成无数的微电池系统,在其作用空间构成一个电场。在处理过程中产生的新生态[H] 、Fe²⁺ 等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团，甚至断链，达到降解脱色的作用；生成的Fe²⁺ 进一步氧化成Fe³⁺，它们的水合物具有较强的吸附- 絮凝活性，特别是在加碱调pH 值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂，它们的吸附能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体，能大量吸附水中分散的微小颗粒，金属粒子及有机大分子。其工作原理基于电化学、氧化- 还原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用对废水进行处理。该法具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、操作维护方便，不需消耗电力资源等优点。该工艺用于难降解高浓度废水的处理可大幅度地降低COD和色度，提高废水的可生化性，同时可对氨氮的脱除具有很好的效果。传统微电解工艺所采用的微电解材料一般为铁屑和木炭，使用前要加酸碱活化，使用的过程中很容易钝化板结，又因为铁与炭是物理接触，之间很容易形成隔离层使微电解不能继续进行而失去作用，这导致了频繁地更换微电解材料，不但工作量大成本高还影响废水的处理效果和效率。另外，传统微电解材料表面积太小也使得废水处理需要很长的时间，增加了吨水投资成本，这都严重影响了微电解工艺的利用和推广。

芬顿氧化法是一种高级的氧化技术，具有较高的去除难降解有机污染物的能力。近年来以芬顿试剂(Fe²⁺和H₂0₂)为主的系列高级氧化技术在水处理中得到了越来越广泛的应用，标准芬顿试剂是由H₂0₂和Fe²⁺组成的混合体系，它通过催化分解H₂0₂产生的·OH进攻有机物分子夺取氢，将大分子有机物降解为小分子有机物或矿化为二氧化碳和水等无机物。芬顿试剂反应体系复杂，关键是H₂0₂在Fe²⁺催化下生成的·OH，其氧化能力仅次于氟，高达2.8O V。另外，·OH具有很高的电负性或亲电性，其电子亲和能力高达569．3 kJ，具有很强的加成反应特性。因此，芬顿试剂可以氧化水中的大多数有机物，适合处理难生物降解和一般物理化学方法难以处理的废水。传统的芬顿氧化工艺需在废水中分别投加FeSO₄和H₂0₂，药剂消耗量较大，存在运行费用高的缺点，在一定程度上限制了该工艺的广泛应用。 

发明内容

本实用型新的目的在于提供一种用于化工、制药行业废水预处理的MEO微电解高级氧化反应器，该反应器在对传统微电解和芬顿氧化工艺进行了优化升级的基础上将微电解和芬顿氧化工艺进行了有机结合，同时在芬顿氧化工艺之后增加了高效斜管沉淀单元，并对这三种工艺进行了一体化结构设计，克服了单纯采用微电解和芬顿氧化工艺预处理化工制药废水处理效果不明显，药剂消耗量大等缺点，有效提高了系统对COD的去除率，并显著提高了废水的可生化性。相较现有技术，该反应器用于化工、制药废水预处理，具有效果显著，解毒性能优良，COD去除率高，B/C提高明显，药剂消耗量少，结构紧凑，占地面积小等优点，也可广泛应用于其它行业的高浓度、难降解、有毒性的废水预处理。 

本实用新型的MEO微电解高级氧化反应器，包括微电解反应单元、芬顿氧化单元、pH调节单元、混凝反应单元和沉淀单元，其中，微电解单元内设置了改良型铁碳填料、布水管、曝气装置和出水堰，芬顿氧化单元、pH调节单元、混凝反应单元内均设置了搅拌机，沉淀单元内设置了斜管填料和出水堰。其特征在于微电解单元位于反应器的前端，沉淀单元位于反应器的后端，芬顿氧化单元、pH调节单元和混凝反应单元位于反应器中段，各单元通过孔洞联通，待处理废水依次流经所述的微电解反应单元、芬顿氧化单元、pH调节单元、混凝反应单元和沉淀单元。所述的改良型铁碳填料位于微电解单元中部，所述的布水管位于所述的微电解单元底部，所述的曝气装置位于所述的布水管下部，所述的微电解单元内出水堰位于所述的微电解单元上部；所述的斜管填料位于所述的沉淀单元中部，所述的沉淀单元内出水堰位于所述的沉淀单元上部；所述的改良型铁碳填料为市售铁、炭及金属催化剂高温烧结颗粒产品。 

 附图说明：图1为本实用新型的结构示意图。 

具体实施方式：下面结合附图的具体实施例对本实用新型作进一步说明，图1所示结构为本实用新型其中的一个优选结构，它是一种MEO微电解高级氧化反应器，主要包括：微电解反应单元1、芬顿氧化单元2、pH调节单元3、混凝反应单元4和沉淀单元5，其中，微电解单元1内设置了改良型铁碳填料6、布水管7、曝气装置8和出水堰9，芬顿氧化单元2内设置了搅拌机10、pH调节单元3内设置了搅拌机11、混凝反应单元4内设置了搅拌机12，沉淀单元5内设置了斜管填料13和出水堰14。微电解单元1位于反应器的前端，沉淀单元5位于反应器的后端，芬顿氧化单元2、pH调节单元3和混凝反应单元4位于反应器中段，各单元通过孔洞联通，待处理废水依次流经微电解反应单元1、芬顿氧化单元2、pH调节单元3、混凝反应单元4和沉淀单元5。改良型铁碳填料6位于微电解单元1中部，布水管7位于微电解单元1底部，曝气装置8位于布水管7下部，微电解单元1内出水堰9位于微电解单元1上部；斜管填料13位于沉淀单元5中部，沉淀单元5内出水堰14位于沉淀单元5上部；改良型铁碳填料6为市售铁、炭及金属催化剂高温烧结颗粒产品。 

Claims (3)

1.MEO微电解高级氧化反应器，其特征在于包括微电解反应单元、芬顿氧化单元、pH调节单元、混凝反应单元和沉淀单元，其中，微电解单元内设置了改良型铁碳填料、布水管、曝气装置和出水堰，芬顿氧化单元、pH调节单元、混凝反应单元内均设置了搅拌机，沉淀单元内设置了斜管填料和出水堰，微电解单元位于反应器的前端，沉淀单元位于反应器的后端，芬顿氧化单元、pH调节单元和混凝反应单元位于反应器中段，各单元通过孔洞联通，待处理废水依次流经所述的微电解反应单元、芬顿氧化单元、pH调节单元、混凝反应单元和沉淀单元。

2.根据权利要求1所述的MEO微电解高级氧化反应器，其特征在于所述的改良型铁碳填料位于微电解单元中部，所述的布水管位于所述的微电解单元底部，所述的曝气装置位于所述的布水管下部，所述的微电解单元内出水堰位于所述的微电解单元上部。

3.根据权利要求1所述的MEO微电解高级氧化反应器，其特征在于所述的斜管填料位于所述的沉淀单元中部，所述的沉淀单元内出水堰位于所述的沉淀单元上部。