CN212102371U - 一种微气泡臭氧氧化协同电芬顿处理废水的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微气泡臭氧氧化协同电芬顿处理废水的装置，包括臭氧发生器、微气泡发生器、进水泵和反应器，反应器从下到上依次包括相连通的臭氧反应区、pH调节区和电芬顿反应区，微气泡发生器的出口与臭氧反应区连通，电芬顿反应区内设有反应电极；pH调节区设有pH检测仪、酸液投加口和碱液投加口，酸液投加口通过酸加药泵与酸加药罐连通，所述碱液投加口通过碱加药泵与碱加药罐连通，所述pH检测仪与所述酸加药泵和碱加药泵电性连接。本实用新型首先对废水进行臭氧氧化反应，降解废水中高分子物质，其次进行电芬顿反应，未反应完全的臭氧随水流进入电芬顿反应区，促进H₂O₂和羟基自由基的生成，从而利于电芬顿反应的进行。

Description

一种微气泡臭氧氧化协同电芬顿处理废水的装置

技术领域

本实用新型属于废水处理技术领域，尤其涉及一种微气泡臭氧氧化协同电芬顿处理废水的装置。

背景技术

近年来，随着我国城镇化和工业化进程的进行，水污染日益突出，已成为亟待解决的重要问题。其中最为典型且污染最为严重的是工业废水的排放，尽管我国工业废水排放量逐年减少，但现阶段工业废水排放量依然十分巨大。工业废水中含有大量的有毒有害、难降解有机污染物，一般不能或很难被微生物降解，一旦进入环境中，很容易通过食物链在生物体内富集，对生物体造成一系列“三致”危害。因此，目前工业废水处理面临的关键问题是找到适宜的工艺对工业废水进行有效处理。

专利CN201810282581.0公开了UV光催化/微气泡臭氧化废水深度处理系统，充分发挥臭氧微气泡技术优势，并利用微气泡类催化效应和紫外线灯照射光催化效应增强氧化能力，显著改善废水可生化性。但是上述专利需要设置UV光，成本比较高，处理效率比较低的问题。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的目的之一在于提供一种处理效率高，无需投加芬顿药剂，运行条件温和的微气泡臭氧氧化协同电芬顿处理废水的装置。

为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：

一种微气泡臭氧氧化协同电芬顿处理废水的装置，包括臭氧发生器、微气泡发生器、进水泵和反应器，所述臭氧发生器的出口与所述微气泡发生器相连通，所述进水泵的出口与所述微气泡发生器相连通；

所述反应器从下到上依次包括相连通的臭氧反应区、pH调节区和电芬顿反应区，所述微气泡发生器的出口与所述臭氧反应区连通，所述电芬顿反应区内设有反应电极；

所述pH调节区设有pH检测仪、酸液投加口和碱液投加口，所述酸液投加口通过酸加药泵与酸加药罐连通，所述碱液投加口通过碱加药泵与碱加药罐连通，所述pH检测仪与所述酸加药泵和碱加药泵电性连接。

进一步的，所述pH调节区内设有上下相错开设置的至少两块挡板，所述酸液投加口和碱液投加口设置在相邻的两块挡板之间。

进一步的，所述pH调节区和电芬顿反应区通过隔板分隔，所述隔板上均布有过液孔。

进一步的，所述电极板包括数量相等且交替设置的阴极板和阳极板，所述阳极板和阴极板分别与脉冲电源的正负极连接。

进一步的，所述电极板的材质为不锈钢。

进一步的，所述电极板通过固定在反应器内壁上的极板插槽进行固定。

进一步的，废水经电芬顿反应区后溢流至溢流池，然后通过管道进入集水池。

进一步的，所述微气泡发生器与位于臭氧反应区内的气水混合管连接，所述气水混合管上均布有若干设有开口朝下的出水口。

进一步的，所述pH调节区的pH为3.5。

进一步的，所述酸加药罐中酸液采用硫酸溶液，所述碱加药罐中碱液采用氢氧化钠溶液。

一种微气泡臭氧氧化协同电芬顿处理废水的方法，使用上述装置，臭氧发生器产生的臭氧和废水在微气泡发生器内充分混合后，进入臭氧反应区与废水进行氧化反应；臭氧与废水反应产生的氧气和未反应完成的臭氧随废水向上流动，经pH调节区调节pH值至3-4；经过pH调节后的废水通过进入电芬顿反应区，进行电芬顿反应；废水经电芬顿反应后溢流至溢流池，然后通过管道进入集水池。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果在于：

(1)废水处理效率高：首先对废水进行臭氧氧化反应，降解废水中高分子物质，其次进行电芬顿反应，进一步处理废水；臭氧氧化产生的氧气和未反应彻底的臭氧随水流进入电芬顿反应区，促进H₂O₂和羟基自由基的生成，处理效率高，并且无需投加芬顿药剂，另外臭氧还具有除臭功能，使得反应过程无异味。

(2)臭氧利用效率高：首先采用微气泡发生器对臭氧进行微气泡化，并将微气泡臭氧与废水混合，增大臭氧与废水的接触面积，促进了臭氧的利用效率；另外，臭氧氧化区设置在电芬顿反应区的下方，便于未反应完全的臭氧在电芬顿反应区的充分利用。

(3)运行条件温和，处理成本低：本实用新型是在常温常压下进行，反应条件温和，整个过程仅需要投加试剂进行pH的调节，其它无需投加试剂，并且pH调节是根据pH在线检测仪进行实时调节，可大幅减少酸碱试剂的投加，处理成本低。

(4)采用气水混合管向下设置进水，促进了废水和气体的混合，无需搅拌，并且使得底部废水向上流动，反应无死角，反应快速充分；挡板的错流设置也促进了废水和酸碱试剂的充分混合，避免出现pH调节不均匀的问题；承托层上的小孔设置使得废水和气体快速流动，同时将气泡打碎，便于与极板进行反应。

(5)电芬顿电源采用脉冲电源，阴极和阳极极板采用不锈钢板，延长了极板的使用寿命，减少极板更换，采用器壁固定插槽的方法固定极板，便于极板安装和更换，维护方便。

(6)电芬顿反应同时具有电氧化、电还原、电气浮、电絮凝的作用，处理效率高，同时承托层上的小孔设置使得废水快速流动，并且气体对废水起到冲击作用，避免了铁离子的絮凝沉降，使得铁泥产生量大幅降低，节约处理成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，一种微气泡臭氧氧化协同电芬顿处理废水的装置,包括臭氧发生器2、微气泡发生器4、进水泵20和反应器6，臭氧发生器2的出口与微气泡发生器4相连通，进水泵20的出口与微气泡发生器4相连通。

具体的，反应器6从下到上依次包括相连通的臭氧反应区601、pH调节区602和电芬顿反应区603，微气泡发生器4的出口与臭氧反应区601连通，电芬顿反应区603内设有反应电极；

pH调节区602设有pH检测仪11、酸液投加口和碱液投加口19，酸液投加口通过酸加药泵7与酸加药罐8连通，碱液投加口通过碱加药泵9与碱加药罐10连通，pH检测仪11与酸加药泵7和碱加药泵9的控制板电性连接。

本实施例，臭氧发生器2以制氧机1制备的氧气为气源制备臭氧，制备的臭氧通过气泵3进入微气泡发生器4与通过水泵1的废水进水在微气泡发生器4中混合，然后气水混合液通过气水混合管5进入臭氧反应区601，气水混合管5向下设置有多个出水口，废水通过出水口向下流动，使得臭氧与废水充分接触，同时对反应器6底部的废水进行冲击，使其向上流动，使得臭氧氧化反应无死角，臭氧与废水反应产生的氧气和未反应完成的臭氧随废水向上流动。

可以理解的是，在一些实施例中，pH调节区602内设有上下相错开设置的至少两块挡板18，酸液投加口和碱液投加口19设置在相邻的两块挡板18之间。本实施例中，臭氧氧化反应后的废水经过挡板进入pH调节区602，在两层错流设置的挡板18之间进行pH的调节，调节废水的pH为3.5，并根据pH检测仪11在线测量的pH数值控制酸加药泵7和碱加药泵9的加药速率，实时调节酸加药罐8和碱加药罐10中酸碱试剂的投加量。

在实际应用中，酸液和碱液可以分别选择硫酸溶液和氢氧化钠溶液，酸液投加口和碱液投加口分开设置在两端，两层错流设置的挡板18起到强化混合的作用，将酸碱试剂与废水混合均匀，可以降低药剂投加量。

参见图1，作为本实用新型的一种优选方案，本实施例中pH调节区602和电芬顿反应区603通过隔板17分隔，隔板17上均布有过液孔，电极板包括数量相等且交替设置的阳极板15和阴极板16，阳极板和阴极板分别与脉冲电源14的正负极连接。本实施例经过pH调节后的废水通过隔板17上设置的过液孔进入电芬顿反应区603，过液孔一方面起到打碎气泡的作用，一方面起到混流的作用。电芬顿反应区603的阴极在氧气和臭氧的作用下促进H₂O₂和羟基自由基的生成，阳极则发生反应生成Fe²⁺，在阳极和阴极之间构成芬顿反应。

此外，电芬顿反应区的阳极板16和阴极板15交替设置，通过固定在反应器器壁上的极板插槽进行固定，同时也便于极板的更换和维护，电芬顿反应区的阳极板16和阴极板15分别与脉冲电源14的正负极连接，极板材质均为不锈钢板，废水经电芬顿反应后溢流至溢流池12，然后通过管道进入集水池13，最后出水。

上述微气泡臭氧氧化协同电芬顿处理废水的装置，具有如下优点：

1、废水处理效率高：首先对废水进行臭氧氧化反应，降解废水中高分子物质，其次进行电芬顿反应，进一步处理废水；臭氧氧化产生的氧气和未反应彻底的臭氧随水流进入电芬顿反应区，促进H₂O₂和羟基自由基的生成，处理效率高，同时可以减少臭氧用量，并且无需投加芬顿药剂，另外臭氧还具有除臭功能，使得反应过程无异味。

2、臭氧利用效率高：首先采用微气泡发生器对臭氧进行微气泡化，并将微气泡臭氧与废水混合，增大臭氧与废水的接触面积，促进了臭氧的利用效率；另外，臭氧氧化区设置在电芬顿反应区的下方，便于未反应完全的臭氧在电芬顿反应区的充分利用。

3、运行条件温和，处理成本低：本实用新型是在常温常压下进行，反应条件温和，整个过程仅需要投加试剂进行pH的调节，其它无需投加试剂，并且pH调节是根据pH在线检测仪进行实时调节，可大幅减少酸碱试剂的投加，处理成本低。

4、采用气水混合管向下设置进水，促进了废水和气体的混合，无需搅拌，并且使得底部废水向上流动，反应无死角，反应快速充分；挡板的错流设置也促进了废水和酸碱试剂的充分混合，避免出现pH调节不均匀的问题；承托层上的小孔设置使得废水和气体快速流动，同时将气泡打碎，便于与极板进行反应。

5、电芬顿电源采用脉冲电源，阴极和阳极极板采用不锈钢板，延长了极板的使用寿命，减少极板更换，采用器壁固定插槽的方法固定极板，便于极板安装和更换，维护方便。

6、电芬顿反应同时具有电氧化、电还原、电气浮、电絮凝的作用，处理效率高，同时承托层上的小孔设置使得废水快速流动，并且气体对废水起到冲击作用，避免了铁离子的絮凝沉降，使得铁泥产生量大幅降低，节约处理成本。

上述实施例仅仅是清楚地说明本实用新型所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种微气泡臭氧氧化协同电芬顿处理废水的装置，包括臭氧发生器、微气泡发生器、进水泵和反应器，所述臭氧发生器的出口与所述微气泡发生器相连通，所述进水泵的出口与所述微气泡发生器相连通，其特征在于：

所述反应器从下到上依次包括相连通的臭氧反应区、pH调节区和电芬顿反应区，所述微气泡发生器的出口与所述臭氧反应区连通，所述电芬顿反应区内设有反应电极；

所述pH调节区设有pH检测仪、酸液投加口和碱液投加口，所述酸液投加口通过酸加药泵与酸加药罐连通，所述碱液投加口通过碱加药泵与碱加药罐连通，所述pH检测仪与所述酸加药泵和碱加药泵电性连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述pH调节区内设有上下相错开设置的至少两块挡板，所述酸液投加口和碱液投加口设置在相邻的两块挡板之间。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述pH调节区和电芬顿反应区通过隔板分隔，所述隔板上均布有过液孔。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述反应电极包括数量相等且交替设置的阴极板和阳极板，所述阳极板和阴极板分别与脉冲电源的正负极连接。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述反应电极的材质为不锈钢。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述反应电极通过固定在反应器内壁上的极板插槽进行固定。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：废水经电芬顿反应区后溢流至溢流池，然后通过管道进入集水池。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述微气泡发生器与位于臭氧反应区内的气水混合管连接，所述气水混合管上均布有若干设有开口朝下的出水口。

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