CN212770308U - 一种电芬顿处理沼液的工艺装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电芬顿处理沼液的工艺装置，包括依次连接的混凝沉淀单元、电芬顿处理单元和光生物反应单元，所述混凝沉淀单元和电芬顿处理单元之间的连接管道上、电芬顿处理单元和光生物反应单元之间的连接管道上均连接有在线pH调节单元。本实用新型的“混凝沉淀单元+电芬顿处理单元+光生物反应单元”的工艺系统，用于处理沼液，实现了COD、SS、氮磷及重金属等的同步去除，出水达标外排。

Description

一种电芬顿处理沼液的工艺装置

技术领域

本实用新型涉及一种电芬顿处理沼液的工艺装置，属于沼液的处理技术领域。

背景技术

近年来，随着居民生活水平的提高，对畜产品的消费需求不断上升，从而推动了畜牧业的不断发展。然而随着生产规模的扩大，畜禽养殖业的污染问题日益突出，畜禽养殖废水已成为我国农业面源污染之首，也是我国环境污染的重要来源，如果处理不当，则会造成严重的环境污染，使水体变黑发臭或富营养化，甚至威胁地下水环境安全，并对大气和土壤会造成一定的危害。因此，对畜禽养殖废水进行有效的处理迫在眉睫。

而畜禽养殖废水厌氧产沼处理过程中会产生大量的沼液需要处理，沼液中含有大量的氮磷等营养物质，可以用作肥料还田，但是沼液中也可能含有重金属等污染物，造成农产品重金属超标，无法食用，间接危害人体健康，同时由于沼液产生量较大，需要大量的土地进行消纳，会对环境具有潜在危害，同时造成资源的浪费。因此，研发经济、可行并且资源化处理沼液的技术和方法势在必行。

而藻类不仅能够利用养殖废水中富含的营养物质供自身生长从而降低废水中的营养物质，同时可以去除水中的重金属，并且收获的大量藻类又可以用于生产生物柴油或藻粉，这样不仅可以降低沼液对环境的污染，又可以避免资源的浪费。

实用新型内容

为了解决现有沼液处理存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种电芬顿处理沼液的工艺装置，用于处理沼液，实现了COD、SS、氮磷及重金属等的同步去除，出水达标外排。

为了实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种电芬顿处理沼液的工艺装置，包括依次连接的混凝沉淀单元、电芬顿处理单元和光生物反应单元，所述混凝沉淀单元和电芬顿处理单元之间的连接管道上、电芬顿处理单元和光生物反应单元之间的连接管道上均连接有在线pH调节单元。

进一步的，所述混凝沉淀单元包括内设有搅拌装置的混凝沉淀池、混凝剂加药罐和助凝剂加药罐，混凝剂加药罐和助凝剂加药罐分别通过混凝剂加药泵和助凝剂加药泵与混凝沉淀池连接，用于提供混凝剂和助凝剂。

进一步的，所述电芬顿处理单元包括电芬顿反应器和沉淀池，所述电芬顿反应器内交替设置有若干阳极板和阴极板，同类极板之间串联，阳极板和阴极板通过电源连接，电芬顿反应器底部设有曝气装置，曝气装置通过管道与气泵连接，电芬顿反应器底部与沉淀池连通。自混凝沉淀单元来的废水进入电芬顿反应器，在电源和底部曝气装置作用下进行电芬顿反应降解废水，反应后的废水进入沉淀池通过溢流流出，溢流出水去往光生物反应单元。

进一步的，所述电芬顿反应器下部设有周向的倾斜挡板，起到拦截污泥的作用。

进一步的，所述电芬顿反应器顶部设有排气口，所述排气口通过排气管道与光生物反应器底部的供气装置连接，所述排气管道上设有单向阀，电芬顿反应器内的气体通过排气管道向光生物反应单元供气用于微藻的生长繁殖，且排气管道上设置单向阀，防止光生物反应单元废水的回流。

进一步的，光生物反应单元包括光生物反应器、光照装置和微藻收集装置，所述光生物反应器底部设有供气装置，所述光照装置均布在光生物反应器四周，光生物反应器出口连接至微藻收集装置，所述微藻收集装置分别与微藻储存装置和清水池连接。光生物反应是在光照和供气的情况下发生反应，经电芬顿反应后废水在进入光生物反应器之前进行pH的调节，使其适宜于微藻生长繁殖，光生物反应器出水去往微藻收集装置，进行微藻的收集，收集的微藻储存在微藻储存装置中，用于生产生物柴油或藻粉，微藻收集后的废水则进入清水池，达标排放。

进一步的，在线pH调节单元包括两个pH在线检测仪、至少一个酸加药罐和至少一个碱加药罐，所述酸加药罐通过酸加药泵将酸液送至混凝沉淀单元和电芬顿处理单元之间的装有pH在线检测仪的连接管道、电芬顿处理单元和光生物反应单元之间的连接管道；所述碱加药罐通过碱加药泵将碱液送至混凝沉淀单元和电芬顿处理单元之间的装有pH在线检测仪的连接管道、电芬顿处理单元和光生物反应单元之间的连接管道；分别用于调节电芬顿处理单元和光生物反应单元的进水pH。

进一步的，所述混凝沉淀单元和电芬顿处理单元产生的污泥，通过污泥泵送往污泥池。

本实用新型采用“混凝沉淀单元+电芬顿处理单元+光生物反应单元”的工艺系统，用于处理沼液，实现了COD、SS、氮磷及重金属等的同步去除，本实用新型首先利用混凝沉淀单元去除沼液中的大颗粒悬浮物和胶体物质，提高了废水中的导电性，便于后续的电芬顿处理；在电芬顿处理单元前端进行pH的调节，使其有助于电芬顿处理单元的进行，然后电芬顿反应在曝气情况下进行，一方面利用反应生成的羟基自由基对废水中的有机物和氨氮进行氧化处理，降低废水中的浓度，使其有助于后续的微藻光生物反应单元处理而无需进行水质的稀释，一方面利用电芬顿反应产生的电絮凝和电气浮等作用对废水中的颗粒物、氮磷和重金属等进一步去除，同时电芬顿降解有机物生成的CO₂可作为微藻生长所需；电芬顿反应单元出水进行pH的调节，使其适用于微藻培养，同时减少羟基自由基等氧化物质进入后续的光生物反应单元，造成微藻的死亡；微藻在光照及电芬顿产生CO₂和曝气的条件下进行生长繁殖，利用微藻去除废水中的COD、氮磷、重金属等污染物，然后进行微藻的收集，收集的微藻用于生产生物柴油或藻粉，而微藻收集之后的水体进行达标排放。

本实用新型的有益效果：

(1)双重混凝去除悬浮物效果好。本实用新型首先采用投加混凝剂和助凝剂进行混凝沉淀，去除废水中的大颗粒悬浮物和胶体物质，然后进行电芬顿反应；电芬顿的极板材料采用不锈钢板，不锈钢板中的铁氧化为铁离子，然后水解为氢氧化铁胶体，起到电絮凝的作用，捕集废水中的悬浮物，使水质变清，利于后续光生物反应器中的反应。

(2)进入光生物反应器废水无需稀释。本实用新型在废水进入光生物反应器之前进行电芬顿反应，大幅去除废水中的COD、SS、氨氮、TP等污染物，使得进入光生物反应器的废水浓度较低，有利于微藻的生长繁殖，无需进行废水稀释。

(3)光生物反应器无需气泵。光生物反应器中所需的气体由电芬顿反应产生的CO₂和电芬顿反应剩余气体混合提供，并且电芬顿和光生物反应器之间的气体管道设有单向阀，气体只能由电芬顿反应器进入光生物反应器，防止光生物反应器中废水的回流。

(4)实现废水中COD、SS、氨氮、TP、重金属等污染物的同步去除。本实用新型首先进行混凝沉淀，主要去除废水中的SS和部分COD，然后进行电芬顿反应，电芬顿同时具有电氧化、电还原、电气浮、电絮凝的作用，可以去除废水中的COD、SS、氨氮、TP、部分重金属等污染物，最后进行微藻处理，利用微藻的生长繁殖去除废水中的COD、氨氮、TP和重金属等污染物，实现其同步去除。

(5)实现沼液的变废为宝。本实用新型利用沼液废水进行微藻的培养，可以利用微藻生产生物柴油和藻粉，实现沼液的变废为宝，并且减小了环境污染。

附图说明

图1为本实用新型一种优选的电芬顿处理沼液的工艺装置结构示意图；

其中：101、混凝沉淀池，102、搅拌装置，103、助凝剂加药罐；104、助凝剂加药罐，105、混凝剂加药泵，106、助凝剂加药泵；

201、电芬顿反应器，202、沉淀池，203、曝气装置，204、气泵，205、倾斜挡板，206、排气口，207、排气管道，208、单向阀；

301、光生物反应器，302、光照装置，303、微藻收集装置，304、供气装置，305、微藻储存装置，306、清水池；

401、pH在线检测仪，402、酸加药罐，403、碱加药罐，404、酸加药泵，405、碱加药泵；

501、污泥泵，502、污泥池。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，下面将结合附图与具体实施方式对本实用新型内容做进一步说明。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做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。

实施例1

如图1所示，为一种优选的电芬顿处理沼液的工艺装置，包括依次连接的混凝沉淀单元、电芬顿处理单元和光生物反应单元，混凝沉淀单元和电芬顿处理单元之间的连接管道上、电芬顿处理单元和光生物反应单元之间的连接管道上均连接有在线pH调节单元。

混凝沉淀单元包括内设有搅拌装置102的混凝沉淀池101、混凝剂加药罐103和助凝剂加药罐104，混凝剂加药罐103和助凝剂加药罐104分别通过混凝剂加药泵105和助凝剂加药泵106与混凝沉淀池101连接，用于混凝沉淀过程中提供混凝剂和助凝剂，混凝剂采用常规的混凝剂即可，例如铁盐、铝盐、聚铁、聚铝等中的一种；同样助凝剂也采用常规的助凝剂即可，例如为PAM、海藻酸钠、骨胶等中的一种。混凝沉淀池101底部产生的污泥，通过污泥泵501送往污泥池502。

电芬顿处理单元包括电芬顿反应器201和沉淀池202，电芬顿反应器202内交替设置有若干阳极板和阴极板，阳极板和阴极板的材质均为不锈钢板，同类极板之间串联，阳极板和阴极板通过电源连接，电源为脉冲电源、交流电源和直流电源中的一种，电芬顿反应器201底部设有曝气装置203，曝气装置203通过管道与气泵204连接，电芬顿反应器201底部与沉淀池202连通，同时电芬顿反应器202下部还设有周向的倾斜挡板205，即倾斜挡板205环绕着电芬顿反应器的壳体下端并与其呈一定角度(例如30～60°)设置，起到拦截污泥的作用，且倾斜挡板205与沉淀池202内壁之间存在一定间距，能让电芬顿反应器202的出水通过。自混凝沉淀池101来的废水进入电芬顿反应器201，在电源和底部曝气装置203作用下进行电芬顿反应降解废水，反应后的废水进入沉淀池202通过溢流流出，溢流出水去往光生物反应器301，沉淀池202底部产生的污泥，通过污泥泵501送往污泥池502。

电芬顿反应器201顶部还设有排气口206，排气口206通过排气管道207与光生物反应器301底部的供气装置304连接，电芬顿反应器201内的气体通过排气管道207向光生物反应器301底部的供气装置304供气用于微藻的生长繁殖，且排气管道207上设置单向阀208，防止光生物反应器301中废水的回流。

光生物反应单元包括光生物反应器301、光照装置302和微藻收集装置303，光生物反应器301底部设有供气装置304，所需气体为电芬顿反应器201曝气气体和反应后气体的混合气体，从而无需设置气泵；光照装置302均布在光生物反应器301四周，提供微藻生长繁殖所需光照。光生物反应器301出口连接至微藻收集装置303，微藻收集装置303分别与微藻储存装置305和清水池306连接。光生物反应是在光照和供气的情况下发生反应，经电芬顿反应后废水在进入光生物反应器之前进行pH的调节，使其适宜于微藻生长繁殖，光生物反应器出水去往微藻收集装置，进行微藻的收集，其收集方式可采用离心分离、絮凝、气浮、过滤、磁选、电絮凝等方式中的一种，收集的微藻储存在微藻储存装置中，用于生产生物柴油或藻粉，微藻收集后的废水则进入清水池，达标排放。

在线pH调节单元包括两个pH在线检测仪401、一个酸加药罐402和一个碱加药罐403，酸加药罐402通过酸加药泵404将酸液(例如稀硫酸、稀盐酸或稀硝酸)分别送至混凝沉淀池101和电芬顿反应器201之间的装有pH在线检测仪401的连接管道、电芬顿反应器201和光生物反应器301之间的连接管道；碱加药罐403通过碱加药泵405将碱液(例如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠或碳酸钠)分别送至混凝沉淀池101和电芬顿反应器201之间的装有pH在线检测仪401的连接管道、电芬顿反应器201和光生物反应器301之间的连接管道；分别用于调节电芬顿反应器的进水pH为3-5，光生物反应器的进水pH为8-10。本实用新型中，电芬顿反应器201的进水pH调节和光生物反应器301的进水pH调节可如本实施方式共用一套酸加药罐、酸加药泵、碱加药罐和酸加药泵，也可各自单独使用一套酸加药罐、酸加药泵、碱加药罐和酸加药泵。

本实用新型采用“混凝沉淀单元+电芬顿处理单元+光生物反应单元”的工艺系统，用于处理沼液，实现了COD、SS、氮磷及重金属等的同步去除。沼液首先进入混凝沉淀池，通过投加混凝剂和助凝剂，去除沼液中的大颗粒悬浮物和胶体物质，提高了废水中的导电性。然后混凝沉淀池的出水经在线调节pH至3-5后进入电芬顿反应器，在电源和底部曝气情况下进行，一方面利用反应生成的羟基自由基对废水中的有机物和氨氮进行氧化处理，降低废水中的浓度，使其有助于后续的微藻光生物反应单元处理而无需进行水质的稀释，另一方面利用电芬顿反应产生的电絮凝和电气浮等作用对废水中的颗粒物、氮磷和重金属等进一步去除，同时电芬顿降解有机物生成的CO₂和底部曝气后剩余的气体一起可作为微藻生长所需；电芬顿出水经沉淀池溢流送往光生物反应器，在进入光生物反应器之前经在线调节pH至8-10使其适用于微藻培养，同时减少羟基自由基等氧化物质进入后续的光生物反应单元，造成微藻的死亡；微藻在光照及电芬顿产生CO₂和曝气的条件下进行生长繁殖，利用微藻去除废水中的COD、氮磷、重金属等污染物，然后进行微藻的收集，收集的微藻用于生产生物柴油或藻粉，而微藻收集之后的水体进行达标排放。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，还会有若干变化、改进和润饰，这些变化、改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种电芬顿处理沼液的工艺装置，其特征在于：包括依次连接的混凝沉淀单元、电芬顿处理单元和光生物反应单元，所述混凝沉淀单元和电芬顿处理单元之间的连接管道上、电芬顿处理单元和光生物反应单元之间的连接管道上均连接有在线pH调节单元。

2.根据权利要求1所述的电芬顿处理沼液的工艺装置，其特征在于：所述混凝沉淀单元包括内设有搅拌装置的混凝沉淀池、混凝剂加药罐和助凝剂加药罐，混凝剂加药罐和助凝剂加药罐分别通过混凝剂加药泵和助凝剂加药泵与混凝沉淀池连接。

3.根据权利要求1所述的电芬顿处理沼液的工艺装置，其特征在于：所述电芬顿处理单元包括电芬顿反应器和沉淀池，所述电芬顿反应器内交替设置有若干阳极板和阴极板，同类极板之间串联，阳极板和阴极板通过电源连接，电芬顿反应器底部设有曝气装置，曝气装置通过管道与气泵连接，电芬顿反应器底部与沉淀池连通。

4.根据权利要求3所述的电芬顿处理沼液的工艺装置，其特征在于：所述电芬顿反应器下部设有周向的倾斜挡板。

5.根据权利要求3所述的电芬顿处理沼液的工艺装置，其特征在于：所述电芬顿反应器顶部设有排气口，所述排气口通过排气管道与光生物反应单元连接，所述排气管道上设有单向阀。

6.根据权利要求1所述的电芬顿处理沼液的工艺装置，其特征在于：光生物反应单元包括光生物反应器、光照装置和微藻收集装置，所述光生物反应器底部设有供气装置，所述光照装置均布在光生物反应器四周，光生物反应器出口连接至微藻收集装置，所述微藻收集装置分别与微藻储存装置和清水池连接。

7.根据权利要求1所述的电芬顿处理沼液的工艺装置，其特征在于：在线pH调节单元包括两个pH在线检测仪、至少一个酸加药罐和至少一个碱加药罐，所述酸加药罐通过酸加药泵将酸液送至混凝沉淀单元和电芬顿处理单元之间的装有pH在线检测仪的连接管道、电芬顿处理单元和光生物反应单元之间的连接管道；所述碱加药罐通过碱加药泵将碱液送至混凝沉淀单元和电芬顿处理单元之间的装有pH在线检测仪的连接管道、电芬顿处理单元和光生物反应单元之间的连接管道。

8.根据权利要求1所述的电芬顿处理沼液的工艺装置，其特征在于：所述混凝沉淀单元和电芬顿处理单元产生的污泥，通过污泥泵送往污泥池。

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