CN210764765U

CN210764765U - 一种新型废水处理装置

Info

Publication number: CN210764765U
Application number: CN201921785399.3U
Authority: CN
Inventors: 刘海洋; 谷小兵; 白玉勇; 杨言; 李飞; 荆亚超; 高阳; 彭代军
Original assignee: Datang Environment Industry Group Co Ltd
Current assignee: Datang Environment Industry Group Co Ltd
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2020-06-16
Anticipated expiration: 2029-10-23

Abstract

本实用新型涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种新型废水处理装置，包括铁氧微晶体反应器、类芬顿反应器和澄清池；所述铁氧微晶体反应器的输入端与进水管连接，所述铁氧微晶体反应器的输出端与所述类芬顿反应器的输入端连接，所述类芬顿反应器的输出端与所述澄清池的输入端连接，所述澄清池的输出端与出水管连接。该装置有效的将铁氧微晶体反应器与类芬顿反应器以及澄清池相结合，高效地去除了废水中的重金属和COD污染物，解决现有技术中处理成本高、操作复杂的问题。

Description

一种新型废水处理装置

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种新型废水处理装置。

背景技术

随着我国社会经济的高速发展和工业化进程的不断加速，越来越多的工业废水排放到水体环境中，其中，尤其是含有重金属的高浓度有机废水，存在着重金属种类众多、形态不一，有机物浓度高、成分复杂，处理难度大，对水生环境污染严重等诸多问题，严重威胁到人类社会的健康发展和环境的生态安全。

重金属污染对人体健康和环境安全危害的广泛性和持久性日益引起政府和人民的高度关注。作为世界上最大的工业国，我国面临严重的重金属污染问题，各类工业生产活动，包括能源开采、发电、冶金、电镀、采矿等都涉及大量含有重金属矿物和原料的加工使用，由此产生了大量重金属污染的废水。随着我国经济发展进入新的阶段，通过设立严格的环境保护标准和控制措施以保护人民健康、实现社会经济的可持续性发展已经成为社会共识。近年来，政府环保部门对各类工业废水的重金属排放标准设定日趋严格，治理监控也逐渐到位，因此，重金属污染废水治理的复杂性日益挑战现有常规的技术处理能力，尤其是某些特殊工业废水的达标处理。

COD即化学需氧量，是指水中的还原性物质在强氧化剂的作用下，发生氧化还原反应时消耗氧的量，主要用以表示水中还原性物质的多少，水中的还原性物质主要包括各种有机物，此外还包括少量的亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。因此，COD往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标，COD越高，说明水体受有机物的污染越严重。COD超标不仅会造成自然水质的恶化，最终影响到生态平衡，即危害水体的生物如鱼类，同时还会经过食物链的富集，最后进入人体，造成慢性中毒。

传统中和絮凝沉淀法，通过加Ca(OH)₂、铝盐、铁盐、有机硫等传统的水处理剂，可以去除大部分重金属，但这类处理过程涉及的化学机理单一，主要是以吸附沉淀为主，有相当的局限性，特别是对某些特定的重金属，无法满足新的排放标准，比如对于硒酸根形态的溶解硒的去除，传统絮凝剂吸附剂基本无效。

电化学法，例如电渗析及电解絮凝法，也可用于处理重金属废水，尽管这些处理方法具有独特的优势，但仍然面临一些经济技术障碍，其运行控制复杂，而且存在无法满足最新的严格排放标准的问题。

因此，针对传统的化学絮凝沉淀法以及各类电化学法，已无法满足日益严格的各类相关的国家及地方环保排放达标标准这一问题，迫切需要一种操作简单、成本合理，而且又能够高效去除废水中重金属和COD污染物的处理技术。

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新型废水处理装置，解决现有废水处理技术无法高效去除废水中重金属和COD污染物，并且存在处理成本高、操作复杂的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种新型废水处理装置，包括铁氧微晶体反应器1、类芬顿反应器2和澄清池3；

所述铁氧微晶体反应器1的输入端与进水管连接，所述铁氧微晶体反应器1的输出端与所述类芬顿反应器2的输入端连接，所述类芬顿反应器2的输出端与所述澄清池3的输入端连接，所述澄清池3的输出端与出水管连接；

所述类芬顿反应器2包括反应罐4、布水系统5、填料层6和第一投药系统7，所述布水系统5和所述填料层6均设置在所述反应罐4的内部，并且所述布水系统5设置在所述填料层6的下部，所述第一投药系统7设置在所述铁氧微晶体反应器1和所述类芬顿反应器2之间的通路上，所述类芬顿反应器2的输入端与所述布水系统5相连通，所述类芬顿反应器2的输出端位于所述填料层6的上部。

进一步，所述类芬顿反应器2还包括曝气器8和支撑层9，所述曝气器8设置在所述布水系统5的下部，所述支撑层9设置在所述布水系统5和所述填料层6之间。

进一步，所述填料层6的填料为海绵铁或铁刨花中的一种或两种以任意比例混配的混合物。

进一步，还包括设置在所述铁氧微晶体反应器1和进水管之间的预沉池15，所述预沉池15的输入端与进水管连接，所述预沉池15的输出端与所述铁氧微晶体反应器1的输入端连接。

进一步，所述铁氧微晶体反应器1和所述澄清池3的上部分别设置有第二投药系统10和第三投药系统11。

进一步，所述铁氧微晶体反应器1的内部设置有搅拌器12。

进一步，所述预沉池15和所述澄清池3底部均设置有排泥系统13。

进一步，所述预沉池15和所述澄清池3的底部为锥形结构，且锥角为30-150°。

本实用新型提供一种新型废水处理装置，包括铁氧微晶体反应器1、类芬顿反应器2和澄清池3；所述铁氧微晶体反应器1的输入端与进水管连接，所述铁氧微晶体反应器1的输出端与所述类芬顿反应器2的输入端连接，所述类芬顿反应器2的输出端与所述澄清池3的输入端连接，所述澄清池3的输出端与出水管连接；所述类芬顿反应器2包括反应罐4、布水系统5、填料层6和第一投药系统7，所述布水系统5和所述填料层6均设置在所述反应罐4的内部，并且所述布水系统5设置在所述填料层6的下部，所述第一投药系统7设置在所述铁氧微晶体反应器1和所述类芬顿反应器2之间的通路上，所述类芬顿反应器2的输入端与所述布水系统5相连通，所述类芬顿反应器2的输出端位于所述填料层6的上部。这样，在本实用新型的一种新型废水处理装置中，进水管与铁氧微晶体反应器1的输入端连通，铁氧微晶体反应器1的输出端与类芬顿反应器2的输入端连通，类芬顿反应器2的输出端与澄清池3的输入端连通，澄清池3的输出端与出水管连通。废水自进水管由铁氧微晶体反应器1的输入端输入至铁氧微晶体反应器1中，在碱性条件下，利用金属铁粉、二价亚铁盐、三价铁盐和硝酸钠在铁氧微晶体反应器1中生成铁氧微晶体，其合成的铁氧微晶体不同于自然界中常见的铁氧化物矿物，其主体是一种非稳定的易于转化的铁氧化物混合物，主要的有效组分类似某些绿锈结构和非标态的铁氧化物，无固定的组分和结构组成，具有很高的化学活性，活性铁氧微晶体具备有大容量的阴离子交换能力和阳离子晶格替代能力，同时具备一定的化学还原能力，以及铁氧化物内在的表面亲和吸附力，因此，铁氧微晶体通过表面吸附、离子交换、晶格替代、化学还原等复合作用和协同机理，可以用于转化和去除废水中各种形态的重金属污染物，并予以吸收固定在铁氧微晶体结构内，已达到稳定化、减量化、无害化的处理目的。进而将经铁氧微晶体处理后的废水输入到类芬顿反应器2中，类芬顿反应器2包括布水系统5、填料层6、第一投药系统7和反应罐4，布水系统5和填料层6均设置在反应罐4的内部，且布水系统5设置在填料层6的下部，类芬顿反应器2中的第一投药系统7设置在铁氧微晶体反应器1和类芬顿反应器2之间的通路上，类芬顿反应器2的输入端与布水系统5连通，类芬顿反应器2的输出端位于填料层6的上部，因经铁氧微晶体处理后的废水中含有一定浓度的Fe²⁺，在该废水进入类芬顿反应器2中之前，由第一投药系统7依次投入酸性试剂和双氧水，然后由类芬顿反应器2的输入端输送至布水系统5中，布水系统5可以将促进试剂混合均匀，此时，含有双氧水的废水与填料层6中的填料及一定浓度的Fe²⁺反应产生羟基自由基，其中，铁和过氧化氢的类芬顿反应体系产生羟基自由基的原理如下:

Fe⁰(s)+H₂O₂+2H⁺→Fe(II)+2H₂O

Fe(II)+H₂O₂→Fe(III)+·OH+OH^-

Fe(II)+H₂O₂→Fe(IV)(e.g.,FeO²⁺)+H₂O

Fe(II)+O₂→Fe(III)+O₂·^-

Fe(II)+O₂·^-+2H⁺→Fe(III)+H₂O₂

利用产生的羟基自由基处理废水中的COD，因羟基自由基可非选择性地快速矿化有毒难降解污染物，或者将有毒难降解污染物分解转化为易生化处理的小分子物质，提高废水的可生化性，降低废水中的COD，然后通过溢流的方式由类芬顿反应器2的输出端排出至澄清池3，由澄清池3对废水进行澄清处理后进行排放。

本实用新型一种新型废水处理装置，与现有技术相比，具有以下技术效果：

将铁氧微晶体反应器与类芬顿反应器以及澄清池有效结合，高效去除了废水中重金属和COD污染物，提高了铁氧微晶体反应器中产物Fe²⁺的利用率，操作简单，有效保证了废水的达标排放，并且降低了废水的处理成本。

附图说明

图1为本实用新型一种新型废水处理装置示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、铁氧微晶体反应器，2、类芬顿反应器，3、澄清池，4、反应罐，5、布水系统，6、填料层，7、第一投药系统，8、曝气器，9、支撑层，10、第二投药系统，11、第三投药系统，12、搅拌器，13、排泥系统，14、加碱系统，15、预沉池。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“中心”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型提供一种新型废水处理装置，包括铁氧微晶体反应器1、类芬顿反应器2和澄清池3；所述铁氧微晶体反应器1的输入端与进水管连接，所述铁氧微晶体反应器1的输出端与所述类芬顿反应器2的输入端连接，所述类芬顿反应器2的输出端与所述澄清池3的输入端连接，所述澄清池3的输出端与出水管连接；所述类芬顿反应器2包括反应罐4、布水系统5、填料层6和第一投药系统7，所述布水系统5和所述填料层6均设置在所述反应罐4的内部，并且所述布水系统5设置在所述填料层6的下部，所述第一投药系统7设置在所述铁氧微晶体反应器1和所述类芬顿反应器2之间的通路上，所述类芬顿反应器2的输入端与所述布水系统5相连通，所述类芬顿反应器2的输出端位于所述填料层6的上部。

这样，在本实用新型的一种新型废水处理装置中，进水管与铁氧微晶体反应器1的输入端连通，铁氧微晶体反应器1的输出端与类芬顿反应器2的输入端连通，类芬顿反应器2的输出端与澄清池3的输入端连通，澄清池3的输出端与出水管连通。废水自进水管由铁氧微晶体反应器1的输入端输入至铁氧微晶体反应器1中，在碱性条件下，利用金属铁粉、二价亚铁盐、三价铁盐和硝酸钠在铁氧微晶体反应器1中生成铁氧微晶体，其合成的铁氧微晶体不同于自然界中常见的铁氧化物矿物，其主体是一种非稳定的易于转化的铁氧化物混合物，主要的有效组分类似某些绿锈结构和非标态的铁氧化物，无固定的组分和结构组成，具有很高的化学活性，活性铁氧微晶体具备有大容量的阴离子交换能力和阳离子晶格替代能力，同时具备一定的化学还原能力，以及铁氧化物内在的表面亲和吸附力，因此，铁氧微晶体通过表面吸附、离子交换、晶格替代、化学还原等复合作用和协同机理，可以用于转化和去除废水中各种形态的重金属污染物，并予以吸收固定在铁氧微晶体结构内，已达到稳定化、减量化、无害化的处理目的。进而将经铁氧微晶体处理后的废水输入到类芬顿反应器2中，类芬顿反应器2包括布水系统5、填料层6、第一投药系统7和反应罐4，布水系统5和填料层6均设置在反应罐4的内部，且布水系统5设置在填料层6的下部，类芬顿反应器2中的第一投药系统7设置在铁氧微晶体反应器1和类芬顿反应器2之间的通路上，类芬顿反应器2的输入端与布水系统5连通，类芬顿反应器2的输出端位于填料层6的上部，因经铁氧微晶体处理后的废水中含有一定浓度的Fe²⁺，在该废水进入类芬顿反应器2中之前，由第一投药系统7依次投入酸性试剂和双氧水，然后由类芬顿反应器2的输入端输送至布水系统5中，布水系统5可以将促进试剂混合均匀，此时，含有双氧水的废水与填料层6中的填料及一定浓度的Fe²⁺反应产生羟基自由基，进而利用产生的羟基自由基处理废水中的COD，因羟基自由基可非选择性地快速矿化有毒难降解污染物，或者将有毒难降解污染物分解转化为易生化处理的小分子物质，提高废水的可生化性，降低废水中的COD，然后通过溢流的方式由类芬顿反应器2的输出端排出至澄清池3，由澄清池3对废水进行澄清处理后进行排放。

在较为优选的方案中，可以设置多级铁氧微晶体反应器1，并且多级铁氧微晶体反应器1可以以串联或并联的形式连接，这是因为某些成分复杂废水需要多级处理才能达标。

为促进药剂混合均匀和并防止填料层6的堵塞，所述类芬顿反应器2还包括曝气器8和支撑层9，所述曝气器8设置在所述布水系统5的下部，所述支撑层9设置在所述布水系统5和所述填料层6之间。

为提高反应速率和处理废水的效率，所述填料层6的填料为海绵铁或铁刨花中的一种或两种以任意比例混配的混合物。

为减小废水水质波动，预先去除废水中的干扰因素，还包括设置在所述铁氧微晶体反应器1和进水管之间的预沉池15，所述预沉池15的输入端与进水管连接，所述预沉池15的输出端与所述铁氧微晶体反应器1的输入端连接。

为准确的向铁氧微晶体反应器1和澄清池3中加入药剂，所述铁氧微晶体反应器1和所述澄清池3的上部分别设置有第二投药系统10和第三投药系统11。

为保证沉积在池底的积料有效排出，所述预沉池15和所述澄清池3底部均设置有排泥系统13。

为加快沉积速度，所述预沉池15和所述澄清池3的底部为锥形结构，且锥角为30-150°。

本实用新型提供的又一优选的方案中，如图1所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述类芬顿反应器2还包括曝气器8和支撑层9，所述曝气器8设置在所述布水系统5的下部，所述支撑层9设置在所述布水系统5和所述填料层6之间。这样，曝气器8设置在布水系统5的下部，支撑层9设置在布水系统5和填料层6之间，曝气器8的设置可以通过曝气对类芬顿反应器2进行充分的搅拌和冲刷，进而促进药剂混合均匀和防止填料层6的堵塞，曝气的强度和频次可根据具体运行情况和填料层6腐蚀程度灵活控制，当填料层6无明显堵塞时，可以不进行曝气处理。

在另一技术方案中，在前述的基础上，所述填料层6的填料为海绵铁或铁刨花中的一种或两种以任意比例混配的混合物。这样，填料层6中的海绵铁或铁刨花可以为类芬顿反应体系提供反应物铁单质，并且海绵铁和铁刨花形式存在的铁单质可以与整个反应体系充分接触，提高反应速率和处理废水的效率。

在上述优选技术方案的基础之上，本实用新型提供的装置，还包括设置在所述铁氧微晶体反应器1和进水管之间的预沉池15，所述预沉池15的输入端与进水管连接，所述预沉池15的输出端与所述铁氧微晶体反应器1的输入端连接。这样，在进水管和铁氧微晶体反应器1之间还设置有预沉池15，通过预沉池15对废水进行预处理，以使废水中固体悬浮物的浓度降低，再进行后续处理，这是因为，废水中可能含有大量的悬浮固体，大量悬浮固体的存在会严重影响铁氧微晶体反应器1和类芬顿反应器2对废水的处理程度，但是，当废水中的固体悬浮物的浓度较低时，可不经预沉池15处理。此外，废水的酸碱度也可能发生较大的波动，比如有锅炉酸洗废水排入脱硫废水系统时，导致废水呈酸性，并且含有大量的络合剂、辅助溶出铁锈和积垢，含有大量酸和络合剂的废水直接进入铁氧微晶体反应器1，会干扰铁氧微晶体反应工艺的正常运行，因此，对废水进行预处理的过程，通过必要的药剂处理，预先去除废水中的干扰因素，减小废水水质波动，有助于整个处理装置的稳定运行和达标排放。

更为优选的，所述铁氧微晶体反应器1和所述澄清池3的上部分别设置有第二投药系统10和第三投药系统11。这样，分别通过第二投药系统10和第三投药系统11向铁氧微晶体反应器1和澄清池3中加入药剂。

为了实现了较佳的处理工艺，进一步优选的技术方案为，在类芬顿反应器2与澄清池3之间的通路上设置有加碱系统14；所述铁氧微晶体反应器1的内部设置有搅拌器12；所述预沉池15和所述澄清池3底部均设置有排泥系统13。这样，铁氧微晶体反应器1内部设有搅拌器12，搅拌器12的设置可以保证反应器中反应介质处于流化状态，进而加快反应的进行。预沉池15和澄清池3底部设置的排泥系统13可以有效的将沉积在池底的积料排出。

在上述方案的基础之上，所述预沉池15和所述澄清池3的底部为锥形结构，且锥角为30-150°。这样，预沉池15和澄清池3的底部为锥形结构，并且锥角设置为30-150°，锥形结构的设置可以加快沉积速度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种新型废水处理装置，其特征在于，包括铁氧微晶体反应器(1)、类芬顿反应器(2)和澄清池(3)；

所述铁氧微晶体反应器(1)的输入端与进水管连接，所述铁氧微晶体反应器(1)的输出端与所述类芬顿反应器(2)的输入端连接，所述类芬顿反应器(2)的输出端与所述澄清池(3)的输入端连接，所述澄清池(3)的输出端与出水管连接；

所述类芬顿反应器(2)包括反应罐(4)、布水系统(5)、填料层(6)和第一投药系统(7)，所述布水系统(5)和所述填料层(6)均设置在所述反应罐(4)的内部，并且所述布水系统(5)设置在所述填料层(6)的下部，所述第一投药系统(7)设置在所述铁氧微晶体反应器(1)和所述类芬顿反应器(2)之间的通路上，所述类芬顿反应器(2)的输入端与所述布水系统(5)相连通，所述类芬顿反应器(2)的输出端位于所述填料层(6)的上部。

2.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，所述类芬顿反应器(2)还包括曝气器(8)和支撑层(9)，所述曝气器(8)设置在所述布水系统(5)的下部，所述支撑层(9)设置在所述布水系统(5)和所述填料层(6)之间。

3.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，所述填料层(6)的填料为海绵铁或铁刨花中的一种或两种以任意比例混配的混合物。

4.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，还包括设置在所述铁氧微晶体反应器(1)和进水管之间的预沉池(15)，所述预沉池(15)的输入端与进水管连接，所述预沉池(15)的输出端与所述铁氧微晶体反应器(1)的输入端连接。

5.根据权利要求4所述的废水处理装置，其特征在于，所述铁氧微晶体反应器(1)和所述澄清池(3)的上部分别设置有第二投药系统(10)和第三投药系统(11)。

6.根据权利要求5所述的废水处理装置，其特征在于，所述铁氧微晶体反应器(1)的内部设置有搅拌器(12)。

7.根据权利要求4-6任一项所述的废水处理装置，其特征在于，所述预沉池(15)和所述澄清池(3)底部均设置有排泥系统(13)。

8.根据权利要求7所述的废水处理装置，其特征在于，所述预沉池(15)和所述澄清池(3)的底部为锥形结构，且锥角为30-150°。