CN217895234U - 一种连续净化水中有机污染物的处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种连续净化水中有机污染物的处理装置，包括滤式反应罐及与其相连通的污水入口管道和净水出口管道，污水入口管道连通有提供活化过硫酸氢盐的储存罐，滤式反应罐上设有供污水和活化过硫酸氢盐透过的催化段，催化段连通在污水入口管道和净水出口管道之间，催化段内填充有用于催化活化过硫酸氢盐产生活性物种、过滤活化过硫酸氢盐内金属离子的碳基催化剂，混合后的活化过硫酸氢盐与污水一同进入滤式反应罐内，由于催化段内填充有碳基催化剂，既保证了活化过硫酸氢盐的高活性，对污水能够充分降解，避免了现有技术中采用传统金属基催化剂释放金属离子和粉体催化剂，面临难于分离回收易造成二次污染的不足。

Description

一种连续净化水中有机污染物的处理装置

技术领域

本实用新型涉及水处理设备技术领域，特别是涉及一种连续净化水中有机污染物的处理装置。

背景技术

当前我国水污染问题严峻，水中有机污染物的降解是水处理的一个重要方向。传统水处理方法难以处理有毒难降解的有机物，而高级氧化技术具有去除效率高、适应性广的特点，过硫酸盐(PMS)氧化技术可以产生不同的高反应活性物质，包括硫酸根自由基(SO₄·-)、羟基自由基(·OH)、超氧自由基(O₂·-)和单线态氧(¹O₂)等，这可为复杂污染水体中实现污染物的有效降解而提供更多的选择。由于传统PMS活化方式不足，因金属离子均相活化，导致催化剂用量大，大量金属离子进入水体，易造成二次污染，且经济性差；且金属及其氧化物催化剂非均相活化，释放金属离子进入水体，造成二次污染的风险，粉体难以回收、易二次污染、难以设备化和工程化应用等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种连续净化水中有机污染物的处理装置，以解决上述现有技术存在的问题，既保证了活化过硫酸氢盐的高活性，对污水能够充分降解，且取消了现有技术中催化剂分离的步骤，降低操作成本和能源的消耗。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种连续净化水中有机污染物的处理装置，包括滤式反应罐及与其相连通的污水入口管道和净水出口管道，所述污水入口管道连通有提供活化过硫酸氢盐的储存罐，所述滤式反应罐上设有供污水和活化过硫酸氢盐透过的催化段，所述催化段连通在所述污水入口管道和所述净水出口管道之间，所述催化段内填充有用于催化活化过硫酸氢盐产生活性物种、过滤活化过硫酸氢盐内金属离子的碳基催化剂。

优选的，所述污水入口管道上设有第一水质检测传感器，所述第一水质检测传感器沿污水流动方向位于所述储存罐与所述污水入口管道连接处的进水侧，所述储存罐的出口处设有调节阀，所述第一水质检测传感器电连接有根据其检测值控制所述调节阀开度的控制器。

优选的，所述污水入口管道上还设有与所述控制器电连接的入口阀，所述入口阀位于所述储存罐和所述污水入口管道的连接处与所述第一水质检测传感器之间。

优选的，所述净水出口管道上设有与所述控制器电连接的第二水质检测传感器。

优选的，所述净水出口管道上还设有与所述控制器电连接的出口阀，所述出口阀位于所述第二水质检测传感器的进水侧。

优选的，所述滤式反应罐沿竖直方向延伸，所述污水入口管道和所述净水出口管道分别连通在所述滤式反应罐的顶端和底端。

优选的，所述催化段的底端设有用于支撑所述碳基催化剂的多孔板，所述多孔板呈供过滤后污水透过的网状结构。

优选的，所述催化段的顶端设有用于将污水均匀分布的多孔分流板。

优选的，所述的多孔分流板上的开口均为避免冲击所述碳基催化剂的斜向开口结构。

优选的，所述储存罐的顶部开设有注水口和加料口，且所述储存罐的顶部还设有提供驱动气体的进气口，所述驱动气体推动活化过硫酸氢盐进入所述滤式反应罐内。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

第一，包括滤式反应罐及与其相连通的污水入口管道和净水出口管道，污水入口管道连通有提供活化过硫酸氢盐的储存罐，滤式反应罐上设有供污水和活化过硫酸氢盐透过的催化段，催化段连通在污水入口管道和净水出口管道之间，催化段内填充有用于催化活化过硫酸氢盐产生活性物种、过滤活化过硫酸氢盐内金属离子的碳基催化剂，通过储存罐与污水入口管道相连通，使得污水与活化过硫酸氢盐在污水入口管道处提前混合，对污水进行初步降解，混合后的活化过硫酸氢盐与污水一同进入滤式反应罐内，由于催化段内填充有碳基催化剂，既保证了活化过硫酸氢盐的高活性，对污水能够充分降解，避免了现有技术中采用传统金属基催化剂释放金属离子和粉体催化剂，面临难于分离回收易造成二次污染的不足，减少了污染物的排放，进而取消了现有技术中催化剂分离的步骤，降低操作成本和能源的消耗。

第二，污水入口管道上设有第一水质检测传感器，第一水质检测传感器沿污水流动方向位于储存罐与污水入口管道连接处的进水侧，储存罐的出口处设有调节阀，第一水质检测传感器电连接有根据其检测值控制调节阀开度的控制器，通过第一水质检测传感器，可根据污水中有机物含量、流量等自动控制调节阀的开度，进而调节活化过硫酸氢盐的配比，且实现连续投加，相比与传统的续批式处理体系，无需大空间存储装置，更加集约化，降低了成本。

第三，污水入口管道上还设有与控制器电连接的入口阀，入口阀位于储存罐和污水入口管道的连接处与第一水质检测传感器之间，在第一水质检测传感器与调节阀配合的前提下，增加入口阀，进一步的根据检测得到的污水水质情况，以调节污水的流量，扩大了污水与活化过硫酸氢盐的配比范围，保证两者配比的有效性。

第四，净水出口管道上设有与控制器电连接的第二水质检测传感器，通过设置第二水质检测传感器，以对净化后的水质进行检测，进而根据净化后水质对入口阀、调节阀进一步调节，提高污水和活化过硫酸氢盐配比的有效性，且能够根据净化后的水质对催化段进行调节，保证对污水降解处理的有效性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型剖式的结构示意图；

图2为本实用新型多孔板和多孔分流板的示意图；

图3为本实用新型第一水质检测传感器和第二水质检测传感器的结构示意图；

图4为本实用新型滤式反应罐示意图；

图中：1、滤式反应罐；2、多孔板；3、碳基催化剂；4、多孔分流板；5、污水入口管道；6、入口阀；7、第一水质检测传感器；8、净水出口管道；9、出口阀；10、第二水质检测传感器；11、储存罐；12、调节阀；13、固定段；14、传感器主体；15、固定环；16、探头；17、电源线；18、注水口；19、进气口；20、加料口；21、活化过硫酸氢盐出口。

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。

本实用新型的目的是提供一种连续净化水中有机污染物的处理装置，以解决上述现有技术存在的问题，既保证了活化过硫酸氢盐的高活性，对污水能够充分降解，且取消了现有技术中催化剂分离的步骤，降低操作成本和能源的消耗。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

请参考图1-，本实施例提供一种连续净化水中有机污染物的处理装置，包括滤式反应罐1及与其相连通的污水入口管道5和净水出口管道8，污水入口管道5连通有提供活化过硫酸氢盐(PMS)的储存罐11，滤式反应罐1上设有供污水和活化过硫酸氢盐透过的催化段，催化段连通在污水入口管道5和净水出口管道8之间，催化段内填充有用于催化活化过硫酸氢盐产生活性物种、过滤活化过硫酸氢盐内金属离子的碳基催化剂3，通过储存罐11与污水入口管道5相连通，使得污水与活化过硫酸氢盐在污水入口管道5处提前混合，对污水进行初步降解，混合后的活化过硫酸氢盐与污水一同进入滤式反应罐1内，由于催化段内填充有碳基催化剂3，既保证了活化过硫酸氢盐的高活性，对污水能够充分降解，具体为污水穿透碳基催化剂3并与其接触，活化过硫酸氢盐在碳基催化剂3催化下产生高活性官能团将污水中的有机污染物降解，避免了现有技术中采用传统金属基催化剂释放金属离子和粉体催化剂，面临难于分离回收易造成二次污染的不足，减少了污染物的排放，进而取消了现有技术中催化剂分离的步骤，降低操作成本和能源的消耗。

其中，碳基催化剂3为高活性可透碳基催化剂3，可透碳基催化剂3具有多孔结构，并且每一层是相同或者不同的多孔结构，优选高活性可透碳基催化剂3选用由具有机械强度的碳纤维交错构成的碳毡为基底，不仅保证了催化剂的比表面积，还保证了材料填充时污水的穿透与接触性能，避免了材料板结和损失，降低了废弃物排放。具体的，高活性碳基催化剂3采用壳聚糖锚定Co再高温煅烧碳化固定的方式，与传统的铁基芬顿体系相比，本实用新型基于的活化过硫酸氢盐活化技术，不会产生铁泥，减少了后续处理成本和废弃物排放。与传统的生化法相比，本实用新型不用考虑微生物本身的缺陷，可以连续高效地降解水中有毒难降解有机物。与臭氧氧化法相比，本实用新型能耗低，活化过硫酸氢盐价格低廉，氧化效率高，无需臭氧发生装置，成本低。

污水入口管道5上设有第一水质检测传感器7，第一水质检测传感器7沿污水流动方向位于储存罐11与污水入口管道5连接处的进水侧，储存罐11的出口处设有调节阀12，第一水质检测传感器7电连接有根据其检测值控制调节阀12开度的控制器，通过第一水质检测传感器7，可根据污水中有机物含量、流量等自动控制调节阀12的开度，进而调节活化过硫酸氢盐的配比，且实现连续投加，相比与传统的续批式处理体系，无需大空间存储装置，更加集约化，降低了成本。

污水入口管道5上还设有与控制器电连接的入口阀6，入口阀6位于储存罐11和污水入口管道5的连接处与第一水质检测传感器7之间，在第一水质检测传感器7与调节阀12配合的前提下，增加入口阀6，进一步的根据检测得到的污水水质情况，以调节污水的流量，扩大了污水与活化过硫酸氢盐的配比范围，保证两者配比的有效性。具体的，第一水质检测传感器7检测进水处的水中有机污染物浓度、盐度等信息，该数据传输至控制器，通过软件计算所需活化过硫酸氢盐的量，再通过入口阀6和调节阀12，自动调节污水流量和活化过硫酸氢盐的添加量。

净水出口管道8上设有与控制器电连接的第二水质检测传感器10，通过设置第二水质检测传感器10，以对净化后的水质进行检测，进而根据净化后水质对入口阀6、调节阀12进一步调节，提高污水和活化过硫酸氢盐配比的有效性，且能够根据净化后的水质对催化段进行调节，保证对污水降解处理的有效性。

其中，第一水质检测传感器7和第二水质检测传感器10结构一致，两者均包括传感器主体14、固定环15、探头16和电源线17，通过固定环15固定在污水入口管道5和净水出口管道8上，优选的污水入口管道5和净水出口管道8上均设有用于连接固定环的固定段13。探针通过在污水入口管道5和净水出口管道8上开设的固定孔进入管道内侧，进行测定水质，通过电源线17将水质信息传输给控制器。

净水出口管道8上还设有与控制器电连接的出口阀9，出口阀9位于第二水质检测传感器10的进水侧，通过设置出口阀9，以进一步根据净化后的水质，对出水流速进行调节，以实时调节催化段对混合后的污水和活化过硫酸氢盐催化的速率，保证了污水降解效果。

本实用新型完美的融合了智能控制和互联网的特性，可以实现污水处理效果的自动控制，还可以让检测人员在检测站坐着看显示屏就能清楚地了解到需要检测的水体的性质，从而根据进水处的污水有机物浓度调节需要添加的PMS浓度以及根据出水处的水质检测检验是否符合排放标注，大大的减轻了检测人员的工作量，可以实现全天运行，不需要考虑天气等因素。

滤式反应罐1沿竖直方向延伸，污水入口管道5和净水出口管道8分别连通在滤式反应罐1的顶端和底端，通过将污水由滤式反应罐1的顶端进入，底端输出，即利用污水的自重，将其沿催化段进行输送，无需再设置水泵等装置，简化了整个装置的结构，充分降低了使用成本。优选滤式反应罐1为圆柱形筒体，该圆柱形筒体的高度是其底部直径的1.5-3倍。

催化段的底端设有用于支撑碳基催化剂3的多孔板2，多孔板2呈供过滤后污水透过的网状结构，通过多孔板2既能够完成对碳基催化剂3的支撑作用，又能够保证水流穿过，实现连续降解污水的工作。

催化段的顶端设有用于将污水均匀分布的多孔分流板4，通过多孔分流板4使得污水能够在催化段中均匀分布，以能够充分对活化过硫酸氢盐进行催化，保证了对污水的充分降解。由于污水入口管道5和净水出口管道8分别连通在滤式反应罐1的顶端和底端，那么分孔分流板位于滤式反应罐1顶部，从而在多孔分流板4下方形成均匀布水区。

多孔分流板4上的开口均为避免冲击碳基催化剂3的斜向开口结构，通过将多孔分流板4上的开口斜向设置，使得污水的动能被斜向开口结构充分抵消，进而对污水进行缓流，避免动能较大的污水直接冲击在催化段的碳基催化剂3上，对其造成破坏，导致对污水的降解能力减弱。

储存罐11的顶部开设有注水口18和加料口20，且储存罐11的顶部还设有提供驱动气体的进气口19，驱动气体推动活化过硫酸氢盐进入滤式反应罐1内，无需再设置任何泵组管件等对活化过硫酸氢盐进行引导，避免对水泵长期使用造成其腐蚀损坏，增加使用成本。优选的储存罐11的底部开设有与污水入口管道5相连通的活化过硫酸氢盐出口21。且优选进气口19连通压缩空气管路，供给活化过硫酸氢盐高压，将其压入污水入口管道5。

根据实际需求而进行的适应性改变均在本实用新型的保护范围内。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种连续净化水中有机污染物的处理装置，其特征在于，包括滤式反应罐及与其相连通的污水入口管道和净水出口管道，所述污水入口管道连通有提供活化过硫酸氢盐的储存罐，所述滤式反应罐上设有供污水和活化过硫酸氢盐透过的催化段，所述催化段连通在所述污水入口管道和所述净水出口管道之间，所述催化段内填充有用于催化活化过硫酸氢盐产生活性物种、过滤活化过硫酸氢盐内金属离子的碳基催化剂。

2.根据权利要求1所述的连续净化水中有机污染物的处理装置，其特征在于，所述污水入口管道上设有第一水质检测传感器，所述第一水质检测传感器沿污水流动方向位于所述储存罐与所述污水入口管道连接处的进水侧，所述储存罐的出口处设有调节阀，所述第一水质检测传感器电连接有根据其检测值控制所述调节阀开度的控制器。

3.根据权利要求2所述的连续净化水中有机污染物的处理装置，其特征在于，所述污水入口管道上还设有与所述控制器电连接的入口阀，所述入口阀位于所述储存罐和所述污水入口管道的连接处与所述第一水质检测传感器之间。

4.根据权利要求2或3所述的连续净化水中有机污染物的处理装置，其特征在于，所述净水出口管道上设有与所述控制器电连接的第二水质检测传感器。

5.根据权利要求4所述的连续净化水中有机污染物的处理装置，其特征在于，所述净水出口管道上还设有与所述控制器电连接的出口阀，所述出口阀位于所述第二水质检测传感器的进水侧。

6.根据权利要求5所述的连续净化水中有机污染物的处理装置，其特征在于，所述滤式反应罐沿竖直方向延伸，所述污水入口管道和所述净水出口管道分别连通在所述滤式反应罐的顶端和底端。

7.根据权利要求6所述的连续净化水中有机污染物的处理装置，其特征在于，所述催化段的底端设有用于支撑所述碳基催化剂的多孔板，所述多孔板呈供过滤后污水透过的网状结构。

8.根据权利要求7所述的连续净化水中有机污染物的处理装置，其特征在于，所述催化段的顶端设有用于将污水均匀分布的多孔分流板。

9.根据权利要求8所述的连续净化水中有机污染物的处理装置，其特征在于，所述的多孔分流板上的开口均为避免冲击所述碳基催化剂的斜向开口结构。

10.根据权利要求9所述的连续净化水中有机污染物的处理装置，其特征在于，所述储存罐的顶部开设有注水口和加料口，且所述储存罐的顶部还设有提供驱动气体的进气口，所述驱动气体推动活化过硫酸氢盐进入所述滤式反应罐内。

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