一種在線清洗催化粒的廢水處理裝置的製作方法

2023-06-03 15:56:06 2

專利名稱：一種在線清洗催化粒的廢水處理裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及廢水處理領域，具體涉一種廢水處理裝置。
背景技術：
催化氧化方法是廢水處理中常用的一種方法。尤其是電催化氧化廢水處理具有氧 化還原、凝聚、氣浮、殺菌消毒和吸附等多種功能，並具有設備體積小、佔地面積少、操作簡 單靈活，可以去除多種汙染物，同時還可以回收廢水中的貴重金屬等優點，近年已廣泛應用 於處理電鍍廢水、化工廢水、印染廢水、製藥廢水、製革廢水、造紙黑液等場合。在催化氧化 處理廢水的過程中，需要使用催化粒，以提升廢水處理效率。 電極催化氧化是近年來發展起來的一種廢水處理方法，由於其有機物的降解有很 好的效果，不易產生毒害中間產物，具有較好的應用前景。二維反應器有效電極面積小，傳 質效率不高，而在工業生產中，要求有高度電機反應速率，需要提高反應器單位體積的有效 反應面積，從而提高傳質效果和電流效率，尤其是對於低濃度體系。三維電極的誕生，正是 為了解決這一問題。所謂三維電極，是在原有的二級電極之間，裝填粒狀或其他屑狀工作 電極材料，致使裝填材料電極表面帶電，在工作電極材料表面發生電化學反應。由於其面 積比較大，物質傳質得以極大改善，單位時空產率和電流效率均得以極大提高，尤其對低電 導率廢水，其優勢更是明顯。三維電極可分為以下幾類①單極性電極粒子是導電的，在反 應器內離子之間需以膜隔開；②復極性電極復極性電極的粒子在高梯度電場的作用下復極 化，形成復極粒子，為了儘可能使每個顆粒都復極化，粒子之間應是不導電的，通常可加入 一定比例密度多孔電極相近的絕緣材料來做到這一點；③多孔電極這是另一種形式的三維 電極，溶液在孔道內流動，其目的也是增大單位體積的有效反應面積，改善傳質過程。從工 程角度出發，三維電極更具競爭力。 目前，三維電極催化氧化廢水的方法和裝置正在得到不斷的改進。專利裝填粒狀 或其他屑狀工作電極材料，致使裝填材料電極表面帶電，在工作電極材料表面發生電化學 反應。CN03224998. 5《三維電極催化氧化法連續處理有機廢水裝置》，從三維電極的原理出 發，在兩個主電極之間的粒子電極含過渡金屬氧化物作電催化劑粒子。當待處理廢水通過 時，在一定的操作條件下(即一定的直流電壓、空氣流速等)，裝置內便會產生一定濃度初 生態!1202，並迅速分解為具強氧化性的羥基自由基(*011)和新生態的混凝劑，廢水中的有機 物便會發生諸如催化氧化分解、混凝、吸附等作用而迅速被去除。由於羥基自由基具有極強 的氧化性，有機汙染物往往會被直接氧化為C02和H20。三維電極催化技術用於有機廢水的 處理時，具有廣譜性，高效，快速，汙泥量極少，不產生二次汙染，同時具有除臭滅菌等功能， 其應用前景廣闊。 儘管電催化裝置在廢水處理領域的的應用廣泛，發展迅猛，但是目前的電催化裝 置仍然存在著較大的缺陷，比如，在連續處理高濃度有機廢水時，由於沒有在線清洗電催化 料粒的功能，極易出現電催化料粒堵塞，最終出現有機物處理效率大幅度下降的明顯缺陷。 如何使催化粒在裝置運行過程中始終保持高催化活性，成為這一領域面臨的一大難題。

實用新型內容本實用新型的目的在於針對現有技術的不足，提供一種具有在線清洗催化料粒功 能的，可實現連續高效電催化氧化處理有機廢水的裝置。 本實用新型通過以下技術方案實現上述目的。 —種在線清洗催化粒的廢水處理裝置，包括催化池，催化池內部有多個催化粒，其 特徵在於所述催化池內部設有催化粒清洗裝置，把催化池分為反應區間和清洗區間；所 述的催化粒清洗裝置還設有循環設備，催化粒通過循環設備在催化池的反應區間和清洗區 間之間循環流動。 催化粒清洗裝置包括位於催化池內部上端的洗料器，洗料器中設有隔板，將洗料 器內部分隔為內圍的清洗區域和外圍的排汙區域。清洗區域是催化粒停留及被清洗的區 域，其底部有落料口，已使經過清潔的催化粒可以重新落入催化池的反應區間；排汙區域是 經過清洗從催化粒上脫離出來的汙物排經的區域，其底部有排汙口 ，將汙物排出催化池外 部。 催化粒清洗裝置還包括有提料管，提料管從催化池底部一直延伸到所述洗料器內
部的清洗區域。提料管還連接有氣提器。壓縮空氣通過氣提器的射流噴嘴射入提料管，將
催化池底部的髒的催化粒提升到提料管頂部出口 ，在提料管內料粒與水強烈混合，料粒得
到一次清洗，然後落入洗料器，進入洗料器中的催化粒還可進行二次清洗過程。 連接提料管的氣提器、提料管、洗料器及洗料器中的落料口共同組成了催化池中
的循環設備，使得催化粒在反應區間和清洗區間之間循環流動。 由於催化粒的密度高，汙物的密度較低，為了使得乾淨的催化粒與汙物的分離，以 及汙物的有效排除，洗料器中的隔板高度低於洗料器的外圍板的高度，經過清洗後，催化粒 沉於清洗區域的底部，進而從落料口在重力作用下重新回到池體內，而汙物則漂浮於水面 進入排汙區域。 為了使得排汙區域中的汙物可以有效地排出，排汙口的水平位置應低於催化池中 反應區間水體的水位。因此，催化池上端設有出水口，並且該出水口應位於高於所述洗料器 排汙口的水平高度上。在水位差的作用下，一部分經處理後的清潔水將提料管中的衝洗水 及懸浮物頂出洗料器的清洗區域，進入排汙區域，進而從排汙口排出。 催化池下端設有進水口 ，廢水通過此處進入催化池內，其附近還有曝氣進口 ，位於 進水口下端。催化池底部為錐形的，並設有排渣口。 提料管下端外側有落料檔板，延伸至進水口的下方。催化粒從洗料器中重新落入 池體時。 在處理廢水過程中，有機廢水在泵的推力下，由落料檔板上方的進水口進入催化 池，並以上升流的方式向出水口方向流動，同時通過落料檔板上方的曝氣進口管通入空氣， 使廢水中的有機汙染物在三維電極催化氧化作用下完成分解過程。最後，經處理後的廢水 被連續地通過出水口排出催化池外。 本實用新型尤其適用於三維電極催化過程，所述的裝置尤其為一種三維電極催化 氧化裝置。催化池內部的一邊裝有正主電極石墨板，另一邊裝有負主電極不鏽鋼板。 與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果[0019] 1.本實用新型採用氣提方式，提供一種它既保證了三維電極催化氧化法處理有機 廢水的高效穩定性的目的，又通過氣提方式實現了在線自動清洗料粒及排汙操作，保證了 裝置工作連續暢通。 2.本實用新型結構簡單，在原有的催化裝置的基礎上加上簡單的改進，便可實現 高效連續的催化過程。 3.本實用新型通過催化池提料技術、洗料技術、均勻布水布氣技術、實現催化氧化 法連續處理有機廢水中的目的。尤其適用於三維電極催化氧化技術過程中，克服了現有技 術中催化粒由於被汙物附著容易失效的缺陷。 4.本實用新型適用於多種工業高濃度處理難生物降有機廢水的處理。在各種類 型有機廢水(製藥、電鍍、造紙、製革、垃圾滲瀝液)的現場小試(200L/hr，已穩定運轉約1 年)應用結果表明，該技術用於有機廢水的處理時，具有廣譜性，高效，快速，不產生二次汙 染，同時具有除臭滅菌等功能。通常本裝置處理每噸廢水的電耗一般為l-3KW，不但可使出 水的COD去除率在30%以上，而且可提高B0D/C0D生化比值，能為後續的生物法技術提供可 靠的保障。

圖1在線清洗催化粒的三維電極催化氧化處理廢水裝置示意圖。
具體實施方式
以下通過具體的實施例進一步說明本實用新型的技術方案。 如圖l所示，催化池ll由支架6支撐，催化池11底部為錐形底部7，池體內部的一 邊裝有正主電極1，另一邊裝有負主電極15，池體內布滿點催化粒3，催化池內部上端設有 洗料器13，其中設有隔板將洗料器13內部分隔為內圍的清洗區域和外圍的排汙區域；清洗 區域底部有落料口 2，排汙區域底部有排汙口 12。提料管4從催化池底部一直延伸到所述 洗料器13內部的清洗區域，提料管4還連接有氣提器8。提料管4下端外側有落料檔板5。 催化池下端設有進水口 10，進水口 10下端設有曝氣進口 9。 催化池上端設有出水口 14，出水口 14位於高於所述洗料器13的排汙口 12的水平 高度上。 工作時，壓縮空氣通過氣提器8的射流噴嘴射入提料管4，將池體11錐底的髒料提 升到提料管頂部出口 ，在提料管內料粒與水強烈混合，料粒得到一次清洗，然後落入洗料器 13，進入洗料器中的料粒還可進行二次清洗過程。在洗料器中出水水位與提粒管出水水位 的水位差的作用下，一部分經處理後的清潔水將提料管中的衝洗水及懸浮物頂出洗料器， 進入洗料排汙口 12排出池體11 ;而清洗乾淨的料粒則經洗料器13的落料口 2在重力作用 下重新回到池體內，達到工作時料粒自動清洗循環暢通的目的。在處理廢水過程中，有機廢 水在泵的推力下，由落料檔板5上方的進水口 10進入池體ll，並以上升流的方式向出水口 方向流動，同時通過落料檔板5上方的曝氣進口 9通入空氣，使廢水中的有機汙染物在三維 電極催化氧化作用下完成分解過程。最後，經處理後的廢水被連續地通過出水口 14排出池 體11夕卜。
權利要求一種在線清洗催化粒的廢水處理裝置，包括催化池(11)，催化池內部分布有多個催化粒，其特徵在於所述催化池內部設有催化粒清洗裝置，把催化池分為反應區間和清洗區間；所述的催化粒清洗裝置還設有循環設備，催化粒通過循環設備的驅動，在催化池的反應區間和清洗區間之間循環流動。
2. 如權利要求1所述的在線清洗催化粒的廢水處理裝置，其特徵在於，所述的催化粒 清洗裝置包括位於催化池內部上端的洗料器(13)，洗料器(13)中設有隔板將洗料器(13) 內部分隔為內圍的清洗區域和外圍的排汙區域；清洗區域底部有落料口 (2)，排汙區域底 部有排汙口 (12)。
3. 如權利要求1所述的在線清洗催化粒的廢水處理裝置，其特徵在於，所述的循環設 備由連接提料管(4)的氣提器(8)、提料管(4)、洗料器(13)及洗料器(13)中的落料口 (2) 組成，使得催化粒在反應區間和清洗區間之間循環流動。
4. 如權利要求3所述的在線清洗催化粒的廢水處理裝置，其特徵在於，所述的提料管 (4)從催化池底部一直延伸到所述洗料器(13)內部的清洗區域。
5. 如權利要求2所述的在線清洗催化粒的廢水處理裝置，其特徵在於，所述催化池下 端設有進水口 (IO)，催化池上端設有出水口 (14);出水口 (14)位於高於所述洗料器(13) 的排汙口 (12)的水平高度上。
6. 如權利要求3所述的在線清洗催化粒的廢水處理裝置，其特徵在於，所述的提料管 (4)下端外側有落料檔板(5)，延伸至進水口 (10)的下方。
7. 如權利要求廣6任一權利要求所述的在線清洗催化粒的廢水處理裝置，其特徵在 於，所述催化池(11)的底部為錐形的，並設有排渣口 (7)。
8. 如權利要求廣6任一權利要求所述的在線清洗催化粒的廢水處理裝置，其特徵在 於，所述催化池(11)內部還設有曝氣進口 (9)，位於進水口 (10)的下端。
9. 如權利要求廣6任一權利要求所述的在線清洗催化粒的廢水處理裝置，其特徵在 於，所述的廢水處理裝置為三維電極催化氧化裝置。
10. 如權利要求9所述的在線清洗催化粒的廢水處理裝置，其特徵在於，所述催化池 (11)內部的一邊裝有正主電極(l)，另一邊裝有負主電極(15)。
專利摘要本實用新型公開了一種在線清洗催化粒的廢水處理裝置，包括催化池，催化池內部有多個催化粒，其特徵在於所述催化池內部設有催化粒清洗裝置，把催化池分為反應區間和清洗區間；所述的催化粒清洗裝置還設有循環設備，催化粒通過循環設備在催化池的反應區間和清洗區間之間循環流動。本實用新型通過催化池提料技術、洗料技術、均勻布水布氣技術，實現催化氧化法連續處理有機廢水中的目的。
文檔編號C02F1/46GK201538699SQ20092026389
公開日2010年8月4日 申請日期2009年11月26日 優先權日2009年11月26日
發明者張玉霞, 朱錫海, 陳劍鵬, 陳衛國, 陳超舉 申請人:中山大學