一種管式廢水處理裝置以及處理廢水方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢水處理處理技術(shù)，尤其涉及一種管式廢水處理裝置以及處理廢水方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電絮凝
電絮凝的處理原理是:將金屬電極(鋁或鐵)置于被處理的水中，然后通以直流電，此時金屬陽極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，在直流電的作用下，溶出Al3+或Fe2+等離子，并在水中水解而發(fā)生混凝或絮凝作用。
[0003]通常，電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)過程是極其復(fù)雜的。在現(xiàn)在的電絮凝反應(yīng)器中同時發(fā)生了電絮凝、電氣浮和電氧化過程，水中的溶解性、膠體和懸浮態(tài)污染物在混凝、氣浮和氧化作用下均可得到有效轉(zhuǎn)化和去除。
[0004]感應(yīng)電Fenton
鐵犧牲陽極通過陽極氧化反應(yīng)產(chǎn)生溶解態(tài)的Fe2+離子，產(chǎn)生的Fe2+離子會迅速與投加H202發(fā)生Fenton反應(yīng)，這樣，污染物就可以通過電化學(xué)產(chǎn)生的羥基自由基去除。感應(yīng)電fenton的Fe2+離子是通過感應(yīng)反應(yīng)逐漸投加到溶液中的，這樣可以減少由于Fe2+離子過多而捕捉羥基自由基反應(yīng)的發(fā)生。
[0005]功率超聲
利用超聲波降解水中的化學(xué)污染物，尤其是難降解的有機(jī)污染物，是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)新型環(huán)境治理技術(shù)，它的主要機(jī)理是空化機(jī)制，液體中的微小氣核在超聲波的作用下被激活，它表現(xiàn)在泡核的振蕩、生長、收縮、崩潰等一系列動力學(xué)過程，在空化泡崩潰的極短的時間內(nèi)，會在其周圍產(chǎn)生高溫和高壓，這些條件足以打開結(jié)合力強(qiáng)的化學(xué)鍵，其中包括氧化性很強(qiáng)的羥基自由基，這樣它就可以有效的分解難降解的有機(jī)污染物。
[0006]紫外光催化
通過氧化劑在光的輻射下產(chǎn)生氧化能力較強(qiáng)的自由基而進(jìn)行的，根據(jù)氧化劑的種類不同，可分為UV/H202、UV/03及UV/H2O2 /03等系統(tǒng)。
[0007]超聲/紫外/電Fenton協(xié)同作用
采用超聲、紫外和電fenton等多種高級氧化技術(shù)聯(lián)合使用已經(jīng)被廣泛的研究，多種氧化技術(shù)能夠產(chǎn)生疊加效應(yīng)，能更高速的產(chǎn)生羥基自由基。
[0008]超聲能夠提高溶液的導(dǎo)電性能，利用超聲的空化效應(yīng)，可以不斷清潔電極表面，降低陰極極化、提高電流效率。消除因傳質(zhì)擴(kuò)散而引起的濃差極化，超聲空化效應(yīng)有利于協(xié)調(diào)電催化過程產(chǎn)生羥基自由基使廢水中的化學(xué)污染物發(fā)生分解。
[0009]現(xiàn)有電絮凝產(chǎn)品主要存在電流效率低、極板易鈍化、極板消耗過快、極板更換不方便等特點(diǎn)。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)也有超聲復(fù)合電絮凝的設(shè)備，但他們只是對其進(jìn)行簡單的疊加，設(shè)備內(nèi)的聲能強(qiáng)度低，能耗大，沒有起到疊加效應(yīng)。[0011 ]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種管式廢水處理裝置以及處理廢水方法，集合了超聲、紫外、感應(yīng)電Fenton等催化氧化技術(shù)，避免了電反應(yīng)器常見的缺點(diǎn)，拓寬了原有電反應(yīng)器的應(yīng)用領(lǐng)域，同時設(shè)備設(shè)計(jì)緊湊，體現(xiàn)了模塊化、智能化。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:本發(fā)明提供一種管式廢水處理裝置，包括:調(diào)節(jié)池、第一水栗、超聲波發(fā)生器、管式超聲波反應(yīng)器、管式電反應(yīng)器、中間水箱、第二水栗、射流器以及管式微濾膜，所述第一水栗的進(jìn)水口與所述調(diào)節(jié)池底部的出水口管道連接，所述第一水栗的出水口與所述管式超聲波反應(yīng)器的進(jìn)水口管道連接，所述管式超聲波反應(yīng)器與所述第一水栗連接端還與所述射流器管道連接，所述管式超聲波反應(yīng)器的出水口與所述管式電反應(yīng)器的入水口管道連接，所述管式電反應(yīng)器的出水口分別與調(diào)節(jié)池及中間水箱管道連接，所述中間水箱底部的一出水口與所述第二水栗的進(jìn)水口管道連接，所述第二水栗的出水口與所述管式微濾膜的入水口管道連接，所述管式微濾膜頂部的一出水口與所述中間水箱管道連接，所述超聲波發(fā)生器與所述管式超聲波反應(yīng)器連接，所述管式微濾膜頂部還設(shè)有另一出水口用于與外部連接。
[0014]所述管式廢水處理裝置還包括:與所述中間水箱底部的另一出水口管道連接的壓濾機(jī)、用于調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)池中廢水pH值的第一調(diào)節(jié)容器以及用于調(diào)節(jié)中間水箱中廢水pH值的第二調(diào)節(jié)容器。
[0015]所述調(diào)節(jié)池中廢水的pH值為3~5，所述第一水栗為具有耐酸功能的水栗，流速不低于3m/s ；所述中間水箱中廢水的pH值為8~9。
[0016]所述管式電反應(yīng)器的電源采用高頻脈沖電源，所述超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的超聲波的頻率為24KHz，所述射流器輸送氧化劑給管式超聲波反應(yīng)器，所述氧化劑包括H202與03中的一種或兩種。
[0017]所述管式超聲波反應(yīng)器包括反應(yīng)器主體、設(shè)于所述反應(yīng)器主體兩端的接頭以及設(shè)于所述反應(yīng)器主體內(nèi)部的管式紫外燈管;所述反應(yīng)器主體為多面體結(jié)構(gòu)，其面數(shù)為奇數(shù);所述反應(yīng)器主體每一面上粘有一種頻率或多種頻率的超聲波震子;所述管式紫外燈管具有耐酉交、耐震動性能。
[0018]所述反應(yīng)器主體為三面體結(jié)構(gòu)或五面體結(jié)構(gòu)。
[0019]所述管式電反應(yīng)器呈管狀設(shè)計(jì)，包括一組或多組并聯(lián)設(shè)置的支管，所述支管由數(shù)量少于7的節(jié)管串聯(lián)而成。
[0020]所述節(jié)管中陰極為無縫鋼管，陽極為圓鋼，兩者之間形成管腔，所述管腔中設(shè)有改性塑料彈簧，所述改性塑料彈簧為塑膠材質(zhì)，其內(nèi)部復(fù)合有催化材料，所述催化材料為銅或/和錳。
[0021]本發(fā)明還提供一種采用上述的管式廢水處理裝置處理廢水方法，包括以下步驟:步驟101、第一調(diào)節(jié)容器在調(diào)節(jié)池中將廢水的pH值調(diào)節(jié)為3~5，并將廢水在調(diào)節(jié)池中停留1小時以上；
步驟102、第一水栗將廢水輸送至管式超聲波反應(yīng)器，射流器注入氧化劑至管式超聲波反應(yīng)器中，通過氧化劑在紫外光的輻射下對廢水中的有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，同時，超聲波發(fā)生器產(chǎn)生超聲波對廢水中的有機(jī)污染物進(jìn)行分解，再將廢水輸送至管式電反應(yīng)器；
步驟103、管式電反應(yīng)器采用感應(yīng)電Fenton法對廢水進(jìn)行處理，處理后的一部分廢水回流至調(diào)節(jié)池中，一部分廢水流至中間水箱；
步驟104、第二調(diào)節(jié)容器在中間水箱中將廢水的pH值調(diào)整為8?9，之后第二水栗將廢水輸送給管式微濾膜，進(jìn)行固液分離；
步驟105、中間水箱底部的濃縮液定時進(jìn)入壓濾機(jī)，完成廢水的處理。
[0022]所述步驟103中廢水回流至調(diào)節(jié)池的量與流至中間水箱的量的比例為2?4:1。
[0023]采用上述方案，本發(fā)明的管式廢水處理裝置以及處理廢水方法，通過將功率超聲、紫外光催化、感應(yīng)電fenton和非均相催化氧化等高級氧化技術(shù)有效的整合在一起，使其形成疊加效應(yīng)，同時避免了常規(guī)電反應(yīng)電流效率低、極板易鈍化、極板消耗過快、極板更換不方便等缺點(diǎn)，整個方案設(shè)計(jì)中盡可能把所有單元都設(shè)計(jì)為管式結(jié)構(gòu)，從而使整個裝置能夠?qū)崿F(xiàn)小型化、模塊化和智能化。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明管式廢水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明中管式超聲波反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的管式電反應(yīng)器中節(jié)管的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明處理廢水方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0026]請參閱圖1至圖3，本發(fā)明提供一種管式廢水處理裝置，將功率超聲、紫外光催化、感應(yīng)電fenton和非均相催化氧化等高級氧化技術(shù)有效的整合在一起，使其形成疊加效應(yīng)，同時避免了常規(guī)電反應(yīng)電流效率低、極板易鈍化、極板消耗過快、極板更換不方便等常見的缺點(diǎn)；整個方案設(shè)計(jì)中盡可能把所有單元都設(shè)計(jì)為管式結(jié)構(gòu)，從而使整個裝置能夠?qū)崿F(xiàn)小型化、模塊化和智能化。該管式廢水處理裝置主要包括:調(diào)節(jié)池1、第一水栗2、超聲波發(fā)生器
3、管式超聲波反應(yīng)器4、管式電反應(yīng)器6、中間水箱10、第二水栗11、射流器8以及管式微濾膜12。所述第一水栗2的進(jìn)水口與所述調(diào)節(jié)池1底部的出水口管道連接，所述第一水栗2的出水口與所述管式超聲波反應(yīng)器4的進(jìn)水口管道連接，所述管式超聲波反應(yīng)器4與所述第一水栗2連接端還與所述射流器8管道連接，而且在安裝條件允許的情況下，射流器8要盡可能緊靠管式超聲波反應(yīng)器4，所述管式超聲波反應(yīng)器4與射流器8之間不得有彎頭、三通等，所述管式超聲波反應(yīng)器4的出水口與所述管式電反應(yīng)器6的入水口管道連接，所述管式電反應(yīng)器6的出水口分別與調(diào)節(jié)池1及中間水箱10管道連接，所述中間水箱10底部的一出水口與所述第二水栗11的進(jìn)水口管道連接，所述第二水栗11的出水口與所述管式微濾膜12的入水口管道連接，所述管式微濾膜12頂部的一出水口與所述中間水箱10管道連接，所述管式微濾膜12頂部還設(shè)有另一出水口用于與外部連接，所述超聲波發(fā)生器3與所述管式超聲波反應(yīng)器4連接，以傳遞超聲波給管式超聲波反應(yīng)器4。
[0027]所述管式廢水處理裝置還包括:與所述中間水箱10底部的另一出水口管道連接的壓濾機(jī)13、用于調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)池1中廢水pH值的第一調(diào)節(jié)容器7以及用于調(diào)節(jié)中間水箱10中廢水pH值的第二調(diào)節(jié)容器9。
[0028]優(yōu)選的，所述調(diào)節(jié)池1中廢水的pH值為3?5，所述第一水栗2為具有耐酸功能的水栗，流速不低于3m/s ；所述中間水箱10中廢水的pH值為8~9。
[0029]所述超聲波發(fā)生器3產(chǎn)生的超聲波的頻率優(yōu)選為24KHz，也可以用不同頻率協(xié)同作用。所述射流器8輸送氧化劑給管式超聲波反應(yīng)器4，所述氧化劑包括H202與03中的一種或兩