CN204185281U - 一种铁碳内电解旋转床设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铁碳内电解旋转床设备，包括进料斗、卧式旋转反应筒、调速旋转装置、出料中间槽和分离回流槽，所述卧式旋转反应筒一端与进料斗连接，另一端设置正对出料中间槽上方的出料口，所述卧式旋转反应筒内设有呈螺旋状分布的扬料叶片，所述卧式旋转反应筒内出料端设有防止固体反应料外泄的反向螺旋回料板，所述出料中间槽通过管道与分离回流槽连接，所述分离回流槽通过回流提升泵与进料斗连接。本实用新型将铁碳内电解反应从传统的固定床静态氧化还原反应，改为旋转床动态反应，具有自清洗、自活化功能，确保处理效果稳定可靠。

Description

一种铁碳内电解旋转床设备

技术领域

本实用新型涉及工业废水处理技术领域，具体涉及一种铁碳内电解旋转床设备。

背景技术

铁碳内电解法（铁碳微电解法）属于一种废水的电化学处理方法，其原理为利用铁屑与碳（焦碳、烟煤、废活性碳）颗粒料在酸性条件下，由于铁、碳微粒之间自动形成的不同等级的电极电位，在溶液中自发产生微电池放电作用，构成一个由若干细小电流组成的庞大空间内电解电场，废水中的污染物质在此形成的内电解床中发生连续不断的电化学、电沉积氧化（或还原）反应，使污染物质不断拆分结构、破环断链、氧化降解。

在此电场中，铁（Fe）作为阳极，碳（Fe₃C）作为阴极。阳极的电极反应为：Fe-2e^-→Fe²⁺，阴极的电极反应为：2H⁺+2e^-→H²↑，阳极电位E°（Fe²⁺/Fe）=-0.44V，阴极电位E°（H⁺/H₂）=0.00V。铁碳内电解的运行结果，产生了数量巨大的、具有高活性的新生态氢(H)和Fe²⁺。新生态（H）的化学活性十分强大，可以立即与废水中的各种有机物、重金属粒子发生各种氧化、还原反应，其活性满足以使长链有机断段裂拆分为短链，使大分子逐渐降解为小分子，使环状（或杂环状）有机物开环断键为进一步降解提供可能，使带有发色基团物质的偶氮键被打开而消解废水色度。新生态的Fe²⁺不仅具有很高的还原作用，而且也是一种良好的絮凝剂，具有强大的吸附絮凝活性，当后续处理提高PH值（9.0-10.0），即形成氢氧化铁絮凝状沉淀，十分方便将污染物分离移除。此外焦炭粒（废活性炭粒）作为多孔材料，对污染物具有一定吸附作用，增大了反应接触面积与反应停留时间。

因此，铁碳内电解技术是一种不依靠外界电源，以废治废，集电沉积、氧化还原、絮凝、吸附等各功能于一体的高效可靠的电化学处理方法，广泛适用于高浓度、高色度、难处理的有机废水、含铬废水、含氰废水、化工制药废水、印染农药废水、煤气焦化废水、垃圾渗滤液废水的净化治理。

目前在重金属废水、电镀废水、有机化工废水、印染废水、焦化煤气、氰废水等治理中，基本上采用固定床、固定池、固定罐式的静态铁碳内电解反应器。其优点为：建造、安装简单，工程建设费用相对较低。缺点是在运行过程中由于Fe²⁺不断氧化为Fe³⁺，最终形成不溶性的氢氧化铁胶体，当其逐渐沉积吸附在铁屑表面而又不能及时清除时，就会破坏内电解回路的形成，内电解电流急剧下降，随之内电解降解效率下降。另一方面，形成的氢氧化铁胶体逐渐使床层胶凝板结，导致内电解床反应表面积丧失，同时床层通过阻力也逐渐增大，最终导致整个内电解处理系统失效。而一旦板结后的内电解料，形成了一种十分坚实而带绵性的固体，无法切割分离，致使床层的清洗、换料作业基本上不可能而造成设备的整体报废。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种铁碳内电解旋转床设备，既保持铁碳内电解法的技术优点，同时又可以防止床层胶凝、板结。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型的铁碳内电解旋转床设备，包括进料斗、卧式旋转反应筒、调速旋转装置、出料中间槽和分离回流槽，所述卧式旋转反应筒上设有支撑卧式旋转反应筒并使卧式旋转反应筒保持水平旋转状态的支撑机构，所述卧式旋转反应筒上还设有与调速旋转装置传动配合的传动机构，所述卧式旋转反应筒一端与进料斗连接，另一端设置正对出料中间槽上方的出料口，所述卧式旋转反应筒内设有呈螺旋状分布的扬料叶片，所述卧式旋转反应筒内出料端设有防止固体反应料外泄的反向螺旋回料板，所述出料中间槽通过管道与分离回流槽连接，所述分离回流槽通过回流提升泵与进料斗连接。

进一步，所述支撑机构包括两组外套于卧式旋转反应筒的滚动托环和滚动托环底部的承托底座。

进一步，所述调速旋转装置包括调速电机、减速器和传动小齿轮。

进一步，所述传动机构包括与传动小齿轮啮合的传动大齿轮。

进一步，所述反向螺旋回料板的螺旋角度为5~35℃。

进一步，所述卧式旋转反应筒的筒体材料为不锈钢、不锈钢碳钢复合板或碳钢内衬防腐材料，筒体直径为600~3000毫米，筒体长度为3000~20000毫米。

进一步，所述出料中间槽为圆桶形或矩形，槽体材料为不锈钢或工程塑料，槽体容积1.0~5.0m3。

进一步，所述分离回流槽为圆桶形或矩形，槽体材料为不锈钢或工程塑料，槽体容积8.0~40m3。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型将铁碳内电解反应从传统的固定床静态氧化还原反应，改为旋转床动态反应，提高分解处置效率8-10倍，同等条件下，吨废水处理费用下降50%-60%。

2、本实用新型具有自清洗、自活化功能，确保处理效果稳定可靠，由于卧式旋转反应筒内设置的呈螺旋状分布的扬料叶片使铁碳内电解料在运行时，不断翻转、互相挤压、碰撞、摩擦，使处理废水中携带的杂质、胶质以及经电解反应后产生的Fe²⁺ 、Fe³⁺铁盐或其它絮凝物、胶粘物不易沉积、包膜在内电解料与反应筒壁上，确保内电解料在运行过程中始终保持新鲜活性的反应表面。

3、彻底解决内电解反应器的胶结淤堵难题，由于反应后产生的胶结性物质不断随处理废水排出反应筒，筒内胶体浓度始终维持在不絮凝、沉积状态。

4、适用面广、通用性强，本实用新型能适应各种高浓度、难生化降解的任何种类废水，以目前水质复杂最难处理的垃圾填埋场渗滤液为例，COD的降低率可达98%以上，色度的降低率可达96%以上。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为本实用新型的铁碳内电解旋转床设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。

图1为本实用新型的铁碳内电解旋转床设备的结构示意图，如图所示，本实用新型的铁碳内电解旋转床设备，包括进料斗1、卧式旋转反应筒2、调速旋转装置3、出料中间槽4和分离回流槽5，所述卧式旋转反应筒2上设有支撑卧式旋转反应筒2并使卧式旋转反应筒2保持水平旋转状态的支撑机构6，所述卧式旋转反应筒2上还设有与调速旋转装置3传动配合的传动机构7，所述卧式旋转反应筒2一端与进料斗1连接，另一端设置正对出料中间槽4上方的出料口8，所述卧式旋转反应筒2内设有呈螺旋状分布的扬料叶片9，所述卧式旋转反应筒2内出料端设有防止固体反应料外泄的反向螺旋回料板10，所述出料中间槽4通过管道与分离回流槽5连接，所述分离回流槽5通过回流提升泵11与进料斗1连接。

本实用新型中，所述支撑机构6包括两组外套于卧式旋转反应筒2的滚动托环和滚动托环底部的承托底座。

本实用新型中，所述调速旋转装置3包括调速电机、减速器和传动小齿轮。

本实用新型中，所述传动机构7包括与传动小齿轮啮合的传动大齿轮。

本实用新型中，所述反向螺旋回料板10的螺旋角度为5~35℃。

本实用新型中，所述卧式旋转反应筒2的筒体材料为不锈钢、不锈钢碳钢复合板或碳钢内衬防腐材料，筒体直径为600~3000毫米，筒体长度为3000~20000毫米。

本实用新型中，所述出料中间槽4为圆桶形或矩形，槽体材料为不锈钢或工程塑料，槽体容积1.0~5.0m3。

本实用新型中，所述分离回流槽5为圆桶形或矩形，槽体材料为不锈钢或工程塑料，槽体容积8.0~40m3。

使用本实用新型的铁碳内电解旋转床设备进行废水处理的工艺包括以下步骤：

1、启动调速电机，卧式旋转反应筒2空车旋转，将计量后的废水送入卧式旋转反应筒2内，待出料口8有废水溢出时，调小进水阀；

2、根据待处理的废水原水污染负荷（COD值、BOD值、PH值、重金属离子浓度）和要求处理后达到的工艺指标，将计量好的废铁屑与焦碳（或废活性碳、烟煤、木碳）粒料，从进料斗1加入；

3、运行15-20分钟后，根据分离回流槽5废水的COD值、PH值、色度的检测数据，补充加入酸；继续运行15-20分钟后，开启回流提升泵11，将料液回流进入进料斗1；

4、再次检测分离回流槽5内废水的COD值、PH值、色度变化情况，调节进水阀门进液流量，或调节反应床旋转速度继续运行处理，待分离回流槽5内废水的各项指标达到工艺设计目标值后，通过阀门切换，将处理后的废水泵入下一处理工序。

使用本实用新型的铁碳内电解旋转床设备进行废水处理的部分工程案例如下：

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种铁碳内电解旋转床设备，其特征在于：包括进料斗、卧式旋转反应筒、调速旋转装置、出料中间槽和分离回流槽，所述卧式旋转反应筒上设有支撑卧式旋转反应筒并使卧式旋转反应筒保持水平旋转状态的支撑机构，所述卧式旋转反应筒上还设有与调速旋转装置传动配合的传动机构，所述卧式旋转反应筒一端与进料斗连接，另一端设置正对出料中间槽上方的出料口，所述卧式旋转反应筒内设有呈螺旋状分布的扬料叶片，所述卧式旋转反应筒内出料端设有防止固体反应料外泄的反向螺旋回料板，所述出料中间槽通过管道与分离回流槽连接，所述分离回流槽通过回流提升泵与进料斗连接。

2.根据权利要求1所述的铁碳内电解旋转床设备，其特征在于：所述支撑机构包括两组外套于卧式旋转反应筒的滚动托环和滚动托环底部的承托底座。

3.根据权利要求1所述的铁碳内电解旋转床设备，其特征在于：所述调速旋转装置包括调速电机、减速器和传动小齿轮。

4.根据权利要求3所述的铁碳内电解旋转床设备，其特征在于：所述传动机构包括与传动小齿轮啮合的传动大齿轮。

5.根据权利要求1所述的铁碳内电解旋转床设备，其特征在于：所述反向螺旋回料板的螺旋角度为5~35℃。

6.根据权利要求1所述的铁碳内电解旋转床设备，其特征在于：所述卧式旋转反应筒的筒体材料为不锈钢、不锈钢碳钢复合板或碳钢内衬防腐材料，筒体直径为600~3000毫米，筒体长度为3000~20000毫米。

7.根据权利要求1所述的铁碳内电解旋转床设备，其特征在于：所述出料中间槽为圆桶形或矩形，槽体材料为不锈钢或工程塑料，槽体容积1.0~5.0m3。

8.根据权利要求1所述的铁碳内电解旋转床设备，其特征在于：所述分离回流槽为圆桶形或矩形，槽体材料为不锈钢或工程塑料，槽体容积8.0~40m3。