一種鐵碳微電解降解堿性有機(jī)廢水的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提高堿性污水可生化性并對(duì)其進(jìn)行深度處理的工藝，更具體地涉及一種基于co2的鐵碳微電解降解堿性有機(jī)廢水的裝置。本發(fā)明還涉及利用上述裝置處理難降解堿性有機(jī)廢水的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]人們?cè)谏a(chǎn)、生活過(guò)程中都要產(chǎn)生大量的有機(jī)廢水，在未經(jīng)有效處理的有機(jī)廢水排入自然水體后將會(huì)使受納水體缺氧乃至厭氧，致使受納水體中原有的大多數(shù)水生生物死亡，從而使水體產(chǎn)生惡臭，變成灰水、黑水，惡化水質(zhì)和環(huán)境。有機(jī)廢水的介入使得受納水體失去了使用價(jià)值，甚至將會(huì)影響到周邊人類的正常生活。大多數(shù)有機(jī)廢水中都不同程度地含有有毒有害物質(zhì)，會(huì)通過(guò)土壤、水體中的水生動(dòng)物、植物不斷富集，最終進(jìn)入人體，危害人體健康。
[0003]而高濃度難降解有機(jī)廢水的處理，是目前國(guó)內(nèi)外環(huán)保界公認(rèn)的難題，“高濃度”是指C0D在2000mg/l以上的廢水，“難降解” 一般是指B0D5/C0D值在0.3以下，可生化性較低，且難以直接進(jìn)行生物降解的廢水。化學(xué)合成、制藥、造紙、印刷、煤化工、煉焦、石油加工、紡織印染、食品加工行業(yè)排放出大量有機(jī)廢水、甚至是難降解的堿性有機(jī)廢水，對(duì)于這類廢水，一般需要先經(jīng)預(yù)處理后再進(jìn)行生物降解?，F(xiàn)有的預(yù)處理方法有混凝沉淀或混凝氣浮法，化學(xué)氧化法，電化學(xué)氧化法，光催化氧化法等，其中鐵碳微電解是處理高濃度有機(jī)廢水應(yīng)用較為廣泛的一種工藝，它適用于高酸性有機(jī)廢水的處理，不但能大幅度地降低C0D和色度，還可以大大提高廢水的可生化性，對(duì)于中性或堿性有機(jī)廢水，則需要先加入大量的酸調(diào)節(jié)pH至3?4。這不僅增加了運(yùn)行成本、也增加了廢水中的無(wú)機(jī)鹽。而直接對(duì)強(qiáng)堿性廢水加酸進(jìn)行中和的操作具有一定的危險(xiǎn)性。本發(fā)明采用基于0)2的鐵碳微電解裝置提高堿性有機(jī)廢水的可生化性，再利用管式反應(yīng)器紊流凝聚和斜管沉淀池零速逆流固液分離降低有機(jī)物濃度、提高出水水質(zhì)、提高B0D5/C0D比使其達(dá)到適于生化處理?xiàng)l件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于C02的鐵碳微電解處理堿性有機(jī)廢水的裝置。
[0005]本發(fā)明的又一目的在于提供一種利用上述裝置處理難降解堿性有機(jī)廢水的方法。
[0006]—種鐵碳微電解降解堿性有機(jī)廢水的裝置，主要由C02壓力溶氣器、鐵碳微電解裝置、管式反應(yīng)器和高效斜管沉淀池組成，主要結(jié)構(gòu)包括:C02壓力溶氣器、進(jìn)水口一、排泥口一、進(jìn)氣口、微納米曝氣器、鋼絲篩網(wǎng)、填料、壓力表、布水器、安全排氣口、人孔一，出水口一、減壓閥、pH在線檢測(cè)儀一、pH在線檢測(cè)儀二、管式反應(yīng)器一、進(jìn)水口二，加酸口、出水口二、鐵碳填料、玻璃鋼篩板、人孔二、鐵碳微電解反應(yīng)器、進(jìn)水口三、排泥口二、出水槽一、出水口三、pH在線檢測(cè)儀三、pH在線檢測(cè)儀四、管式反應(yīng)器二、進(jìn)水口四、堿液加入口、絮凝劑加入口、出水口四、高效斜管沉淀池、排泥口三、進(jìn)水口五、鋼網(wǎng)、斜管填料、出水槽二、出水口五。
[0007]有機(jī)廢水經(jīng)C02壓力溶氣器中的鋼絲篩網(wǎng)和填料與微納米曝氣器釋放出來(lái)的C02微納米氣泡充分反應(yīng)后導(dǎo)出至管式反應(yīng)器一、加酸調(diào)節(jié)pH后進(jìn)入鐵碳微電解反應(yīng)器，通過(guò)鐵碳填料形成立體多維微電解池后導(dǎo)出至管式反應(yīng)器二，再加入堿液和絮凝劑處理后進(jìn)入沉淀池。
[0008]C02壓力溶氣器底部設(shè)有排泥口一，排泥口一上方設(shè)有一進(jìn)氣口，進(jìn)氣口與微納米曝氣器連接，進(jìn)氣口上方設(shè)有一鋼絲篩網(wǎng)，鋼絲篩網(wǎng)上方充填有填料，填料上方設(shè)有一布水器，布水器與進(jìn)水口一相連，co2壓力溶氣器頂部外側(cè)設(shè)有一壓力表和一安全排氣口，中部設(shè)有一人孔一，人孔的下方設(shè)有一出水口一?；旌弦和ㄟ^(guò)出水口一經(jīng)管式反應(yīng)器一加酸調(diào)節(jié)pH后至鐵碳微電解反應(yīng)器。
[0009]鐵碳微電解反應(yīng)器底部設(shè)有排泥口二，排泥口二上方設(shè)有一進(jìn)水口三，進(jìn)水口三上方設(shè)有一玻璃鋼篩板，玻璃鋼篩板上方填充有鐵碳填料形成立體多維微電解段，鐵碳填料段的中下部設(shè)有人孔二，微電解段上方為出水段，混合液通過(guò)出水槽一、出水口三導(dǎo)出至管式反應(yīng)器二。
[0010]管式反應(yīng)器二設(shè)有進(jìn)水口四，進(jìn)水口四下游設(shè)有一堿液加入口，堿液加入口下游設(shè)有一絮凝劑加入口，絮凝劑加入口下游設(shè)有出水口四。混合液通過(guò)出水口四導(dǎo)出至高效斜管沉淀池。
[0011]高效斜管沉淀池底部設(shè)有排泥口三，排泥口三上方為儲(chǔ)泥段，儲(chǔ)泥段上方設(shè)有一進(jìn)水口五，進(jìn)水口五上方設(shè)有一鋼網(wǎng)，鋼網(wǎng)上方充填有斜管填料形成沉淀區(qū)，沉淀區(qū)上方為清水區(qū)，清水區(qū)上方設(shè)有一出水槽二、處理后的水通過(guò)水槽二、出水口五導(dǎo)入集水池。
[0012]0)2壓力溶氣器為封閉的壓力容器，兩端連接有橢圓型或平板型封頭。
[0013]C02壓力溶氣器微納米曝氣器孔徑為20nm?50 μπι，陶瓷或耐酸堿高分子材料。
[0014]C02壓力溶氣器為空腔或充填有填料。
[0015]C02壓力溶氣器內(nèi)的填料可以是陶瓷、陶粒、塑料并有一定形狀及比表面積在200 ?1000m2/m3，填充率 0 ?80%。
[0016]C02壓力溶氣器出水口加有格網(wǎng)，防止設(shè)備內(nèi)部的填料隨水流出。
[0017]0)2壓力溶氣器下部裝有鋼絲篩網(wǎng)，防止填料堵塞排泥管道。
[0018]C02壓力溶氣器布水器為穿孔的管道或蓮蓬式裝置或裝有消能板的喇叭口管道。
[0019]0)2壓力溶氣器壓力由安裝在頂部的壓力表顯示，壓力控制在0?0.8MPa。
[0020]C02壓力溶氣器出口連接有減壓閥并與鐵碳微電解反應(yīng)器連接。
[0021]鐵碳微電解反應(yīng)器內(nèi)采用的鐵碳填料質(zhì)量比為1:1?2:3。
[0022]基于C02的鐵碳微電解裝置，其中，C02氣體通過(guò)微納米曝氣器壓力分散于0)2壓力溶氣器內(nèi)污水中，強(qiáng)化鐵碳微電解反應(yīng)器中羥基自由基的產(chǎn)生過(guò)程；管式反應(yīng)器二出水調(diào)節(jié)pH在9?10，便于經(jīng)過(guò)鐵碳微電解多維電極處理后的水形成絮體，更好地分離、去除污染物。污水通過(guò)鐵碳填料形成的三維立體電極后，在微納米C02氣泡的作用下，形成了大量的羥基自由基(.0H)，并在其羥基自由基(.0H)的作用下被氧化降解，溶解的Fe2+離子被氧化成Fe3+存在于水中，處理后的污水經(jīng)出水槽一收集后通過(guò)出水口三進(jìn)入管式反應(yīng)器二，污水在經(jīng)過(guò)設(shè)置在管式反應(yīng)器二前后的pH在線檢測(cè)儀三和pH在線檢測(cè)儀四檢測(cè)pH值后自動(dòng)啟動(dòng)加藥系統(tǒng)投加堿液，調(diào)整污水的pH在9?10，由堿液與廢水中的Fe2+、F3+生成Fe(0H)2、Fe(0H)3等膠體后投加絮凝劑形成尺寸大、密實(shí)的絮體，污水經(jīng)過(guò)進(jìn)水口五進(jìn)入高效斜管沉淀池，污水通過(guò)斜管沉淀區(qū)后進(jìn)入清水區(qū)，并經(jīng)出水槽二及出水口五排入集水池中。出水澄清液廢水COD值為1800mg/l。C02壓力溶氣器中形成的污泥通過(guò)排泥口一排出，鐵碳微電解反應(yīng)器中產(chǎn)生的污泥通過(guò)排泥口二排出，高效斜管沉淀池中的沉淀污泥通過(guò)排泥口三排出。
[0023]高效斜管沉淀池管內(nèi)上升流速小于0.5mm/秒。
[0024]本發(fā)明提供的利用上述基于C02的鐵碳微電解降解堿性有機(jī)廢水的裝置進(jìn)行污水處理的方法:污水在C02壓力溶氣器中與微納米曝氣器分散出來(lái)的C0 2進(jìn)行有效的接觸，由于微納米氣泡具有龐大的數(shù)量和比表面積、極低的上升速度等特性，同時(shí)氣泡在水中停留時(shí)間長(zhǎng)，增加了氣液接觸面積、接觸時(shí)間，利于0)2氣體溶于水中，克服C0 2氣體難溶于水的缺點(diǎn)；微納米氣泡內(nèi)部具有較大的壓力且微納米氣泡破裂時(shí)界面消失，周圍環(huán)境的劇烈變化產(chǎn)生的化學(xué)能有助于在鐵碳微電解過(guò)程中羥基自由基(.0Η)的生成，強(qiáng)化了鐵碳微電解的氧化能力。
[0025]本發(fā)明使用基于0)2的鐵碳微電解技術(shù)對(duì)難生化降解的堿性有機(jī)廢水進(jìn)行預(yù)處理，提高其可生化性。技術(shù)上使用壓力溶解、分散溶解C02氣體的污水在進(jìn)入鐵碳微電解反應(yīng)器中，可使反應(yīng)器內(nèi)鐵碳填料實(shí)時(shí)進(jìn)行活化，增強(qiáng)了羥基自由基(.0Η)的產(chǎn)生量，其羥基自由基(.0Η)產(chǎn)生量是普通鐵碳微電解的2?3倍。避免了鐵碳填料的板結(jié)、堵塞現(xiàn)象，不但提高處理效率，降低處理時(shí)間，更可延長(zhǎng)鐵碳填料使用壽命，使得運(yùn)行出水水質(zhì)穩(wěn)定、可靠。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)圖
[0027]圖中標(biāo)號(hào)包括:C02壓力溶氣器1、進(jìn)水口一 2，排泥口一 3、進(jìn)氣口 4、微納米曝氣器5、鋼絲篩網(wǎng)6、填料7、壓力表8、布水器9、安全排氣口 10、人孔一 11，出水口一 12、減壓閥13、pH在線檢測(cè)儀一 14A、pH在線檢測(cè)儀二 14B、管式反應(yīng)器一 15A，進(jìn)水口二 16，加酸口 17，出水口二 18，鐵碳填料19、玻璃鋼篩板20、鐵碳微電解反應(yīng)器21、人孔二 22、進(jìn)水口三23、排泥口二 24、出水槽一 25A、出水口三26、pH在線檢測(cè)儀三27A、pH在線檢測(cè)儀四27B、管式反應(yīng)器二 15B、進(jìn)水口四28，堿液加入口 29，絮凝劑加入口 30，出水口四31，進(jìn)水口五32、排泥口三33、鋼網(wǎng)34、斜管填料35、出水槽二 25B、出水口五36、高效斜管沉淀池37。
【具體實(shí)施方式】
[0028]本發(fā)明提供的基于C02的鐵碳微電解降解喊性有機(jī)廢水的裝置，可以尚效提尚污水可生化性并對(duì)污染物進(jìn)行有效去除。
[0029]本發(fā)明提供的一種基于C02的鐵碳微電解降解堿性有機(jī)廢水的裝置，主要結(jié)構(gòu)包括:
[0030]C02壓力溶氣器1底部設(shè)有排泥口一 3，排泥口一 3上方設(shè)有一進(jìn)氣口 4，進(jìn)氣口 4與微納米曝氣器5連接，進(jìn)氣口 4上方設(shè)有一鋼絲篩網(wǎng)6，鋼絲篩網(wǎng)6上方充填有填料7，填料7上方設(shè)有一布水器9，布水器9與進(jìn)水口一 2連接，C02壓力溶氣器1頂部外側(cè)設(shè)有一壓力表8和一安全排氣口 10，中部設(shè)有一人孔一 11，人孔一 11的下方設(shè)有一出水口一 12?；旌弦和ㄟ^(guò)出水口一 12進(jìn)入減壓閥13，通過(guò)減壓閥13減壓后經(jīng)管式反應(yīng)器一 15A加酸調(diào)節(jié)pH后導(dǎo)出至鐵碳微電解反應(yīng)器21。管式反應(yīng)器一 15A前后均設(shè)有pH在線檢測(cè)儀一 14A、和pH在線檢測(cè)儀二 14B。
[0031]鐵碳微電解反應(yīng)器21底部設(shè)有排泥口二 24，排泥口二 24上方設(shè)有一進(jìn)水口三23，進(jìn)水口三23上方設(shè)有一玻璃鋼篩板20，玻璃鋼篩板20上方填充有鐵碳填料19形成立體