一種多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器的製造方法
2023-12-04 21:49:31
一種多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器，其特徵在於它包括提升水泵、進水管道、過氧化氫投加裝置、進水管道混合器、配水室、多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器本體、取換料口、單質鐵和顆粒活性碳混合物層、出水澄清區、篩板布水系統、排泥口、反應器出水渠、出水管和沉澱池，沉澱池包括沉澱池本體、出水管道和排泥管道。本發明所提出的一種多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器，解決了傳統焦化廢水處理工藝對難降解複雜有機汙染物去除效果不理想而導致出水中COD、氨氮、總氮及色度不達標等問題，對於廢水中的難降解多環、雜環類有機物和有毒有害物質的處理極為有效。
【專利說明】一種多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器
【技術領域】
[0001]本發明屬於水處理【技術領域】，具體涉及一種多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器。
【背景技術】
[0002]焦化廢水是煤焦化過程中產生的一種含大量油、酚、氨氮等有害、有毒物質的難降解廢水。該類廢水具有成分複雜、汙染物濃度高等特點，其有機組分除85 %的酚類化合物以外，還包括脂肪族化合物、多環芳烴(PAHs)和含氧、氮、硫元素的雜環化合物等。有機汙染物的排入水體會消耗水中溶解氧，最終會導致水體缺氧進而引起水中的水生動物的無法呼吸而死亡，其屍體會在水中厭氧分解產生甲烷、硫化氫等惡臭氣體，同時使水體發黑變臭，使水體流域環境發生惡化。氮等營養元素的排入水體會導致水體的富營養化，使大量藻類和微生物繁殖進而影響水源水質。同時因廢水中含有酚類化合物，其可通過皮膚、黏膜的接觸和經口服侵入人體內部，使人體細胞失去活力，還可進一步向深部滲透，引起深部組織損傷或壞死，長期飲用含酚水會引起頭暈、貧血以及各種神經系統病症。另外，未經達標排放的廢水直接灌溉農田，會使農作物減產和枯死，廢水中的油類物質會堵塞土壤孔隙，使土壤鹽鹼化。水汙染已經成為我國水源性缺水及環境汙染的主要問題，同時按照人均水資源量我國也是嚴重貧水國，水體不斷受到汙染導致了我國很多城市和地方出現了水源性缺水，大量廢水的排放不僅導致水體汙染嚴重加劇也導致了水資源的浪費。隨著我國鋼鐵產能的過剩發展，焦化廢水的數量也在與日俱增，再加上焦化行業新標準和綜合排放標準對汙染物排放指標的要求日趨嚴格，焦化廢水的達標排放問題嚴重製約了焦化行業和鋼鐵行業的可持續發展。整個行業對經濟合理、新型高效的焦化廢水處理技術的需求非常迫切。因此，如何採用經濟、高效和穩定的處理方法，使處理後的焦化廢水能夠達到最新《鋼鐵工業水汙染物排放標準》，對於鋼鐵行業和焦化行業的發展顯得十分必要，符合我國可持續經濟發展的要求。
[0003]長期以來，國內焦化廠普遍採用生化法對焦化廢水進行處理，且80%以上採用普通生化法，但是現有工藝雖能將焦化廢水中的酚、氰等有機物有效去除，但仍存在COD很難達標，氨氮超標嚴重，廢水中的難降解多環、雜環類有機物和有毒有害物質極難處理，處理後的水色度和氣味較重等問題。為此，生化後出水需要進行深度處理，但是深度處理費用昂貴,成本壓力大。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器，解決傳統焦化廢水處理工藝對難降解複雜有機汙染物去除效果不理想而導致出水中C0D、氨氮、總氮及色度不達標等問題，特別是對於廢水中的難降解多環、雜環類有機物和有毒有害物質的處理極為有效。
[0005]為實現上述目的，本發明提供一種多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器，它包括提升水泵、進水管道、過氧化氫投加裝置、進水管道混合器、配水室、多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器本體、取換料口、單質鐵和顆粒活性碳混合物層、出水澄清區、篩板布水系統、排泥口、反應器出水渠、出水管和沉澱池，沉澱池包括沉澱池本體、出水管道和排泥管道，所述的進水管道一端與焦化廢水原水並經常規普通生物處理工藝處理後的出水相連接，另一端通過提升水泵後連通多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器本體下部，在提升水泵與多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器本體之間的一段進水管道上設置過氧化氫投加裝置和進水管道混合器，配水室設置在多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器本體下部，在配水室下部設置排泥口，單質鐵和顆粒活性碳混合物層設置在多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器本體內、配水室上部，在單質鐵和顆粒活性碳混合物層下部設置篩板布水系統，在單質鐵和顆粒活性碳混合物層左側設置取換料口，單質鐵和顆粒活性碳混合物層上部為出水澄清區，出水澄清區連通反應器出水渠，反應器出水渠通過出水管與沉澱池相連，沉澱池本體中上部連接出水管道，底部連接排泥管道。
[0006]所述的單質鐵和顆粒活性碳混合物層、篩板布水系統、取換料口設置多組。
[0007]所述的多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器還包括上循環口、回流管道、循環泵和下循環口，上循環口設置在反應器出水渠底部，下循環口設置在配水室上部，回流管道一端連接上循環口，另一端穿過循環泵後連接下循環口。
[0008]所述的多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器還包括pH在線監測儀、鹼液自動投加系統和出水管道混合器，PH在線監測儀、鹼液自動投加系統和出水管道混合器設置在反應器出水渠與沉澱池之間的出水管上。
[0009]使用時，廢水預先經調節pH至3.0-5.0，然後由提升水泵、進水管道並經管道混合器送入多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器進行氧化處理；過氧化氫投加裝置投加的過氧化氫經管道混合器與由進水管道輸送來的廢水混合後進入鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器配水室，在多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器內的篩板布水系統上部分級填裝有混合均勻的單質鐵和顆粒活性碳混合物層，該反應器出水渠中設置有上循環口，上循環口通過回流管道、循環泵和配水室側壁的下循環口相連接，廢水經由篩板布水系統向上流經多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床，通過鐵碳微電解產生的羥基的氧化還原作用去除廢水中的部分雜環類有機物和色度，同時利用微電解產生的Fe2+與廢水中投加的過氧化氫構成芬頓(Fenton)試劑的強氧化性,在鐵碳微電解-Fenton稱合氧化體系內使廢水中的難降解多環、雜環類有機物和有毒有害物質開環、斷鏈降解為易被微生物吸收降解的小分子物質、氨氮、水和二氧化碳，由於鐵碳微電解耦合芬頓氧化床設計為多級疊加，水流為上向流柱推形式，所以每一級的氧化對象和產生的氧化後物質均不同，一般來講從下至上所氧化對象由難變易，確保了反應器最終的氧化效果。由於通過該反應器處理後的溢流出水具有強酸性，需進行中和處理，所以反應器出水渠的溢流出水經過設置在出水管上的PH在線監測儀，將監控信號反饋到鹼液自動投加系統，並由鹼液自動投加系統的PLC系統根據流量和監測的PH值向管道混合器進行鹼液自動精確投加混合，以實現程序調節pH值至6~9，經過鹼液投加中和以後的處理出水排入沉澱池，以促進酸鹼中和過程生成的Fe (OH)2和Fe(OH)3等膠體通過沉 澱池進行絮凝沉澱，中和後的澄清液由出水管道排入下一個處理單元，而沉澱汙泥則由排泥管道排出進行脫水處置。
[0010]本發明所提出的一種多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器，解決了傳統焦化廢水處理工藝對難降解複雜有機汙染物去除效果不理想而導致出水中COD、氨氮、總氮及色度不達標等問題，對於廢水中的難降解多環、雜環類有機物和有毒有害物質的處理極為有效。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器的結構、系統、控制示意圖。
[0012]1、提升水泵，2、進水管道，3、過氧化氫投加裝置，4、管道混合器，5、配水室，6、多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器，7、取換料口，8、單質鐵和顆粒活性碳混合物層，9、出水澄清區，10、篩板布水系統，11、上循環口，12、回流管道，13、循環泵，14、下循環口，15、排泥口，16、反應器出水渠，17、pH在線監測儀，18、出水管，19、鹼液自動投加系統，20、管道混合器，21、沉澱池，22、出水管道，23、排泥管道。
【具體實施方式】
[0013]本發明【具體實施方式】結合附圖，進行詳細的描述。
[0014]一種多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器，包括提升水泵1、進水管道2、過氧化氫投加裝置3、進水管道混合器4、配水室5、多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器本體6、取換料口 7、單質鐵和顆粒活性碳混合物層8、出水澄清區9、篩板布水系統10、排泥口 15、反應器出水渠16、出水管18和沉澱池，沉澱池包括沉澱池本體21、出水管道22和排泥管道23，所述的進水管道一端與焦化廢水原水並經常規普通生物處理工藝處理後的出水相連接，另一端通過提升水泵後連通多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器本體下部，在提升水泵與多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器本體之間的一段進水管道上設置過氧化氫投加裝置和進水管道混合器，配水室設置在多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器本體下部，在配水室下部設置排泥口，單質鐵和顆粒活性碳混合物層設置在多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器本體內、配水室上部，在單質鐵和顆粒活性碳混合物層下部設置篩板布水系統，在單質鐵和顆粒活性碳混合物層左側設置取換料口，單質鐵和顆粒活性碳混合物層上部為出水澄清區，出水澄清區連通反應器出水渠，反應器出水渠通過出水管與沉澱池相連，沉澱池本體中上部連接出水管道，底部連接排泥管道。
[0015]所述的單質鐵和顆粒活性碳混合物層、篩板布水系統、取換料口設置多組。
[0016]所述的多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器還包括上循環口 11、回流管道12、循環泵13和下循環口 14，上循環口設置在反應器出水渠底部，下循環口設置在配水室上部，回流管道一端連接上循環口，另一端穿過循環泵後連接下循環口。
[0017]所述的多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器還包括pH在線監測儀17、鹼液自動投加系統19和出水管道混合器20，pH在線監測儀、鹼液自動投加系統和出水管道混合器設置在反應器出水渠與沉澱池之間的出水管上。
[0018]3、焦化廢水原水並經常規普通生物處理工藝處理後的出水，在進入本反應器前須預先調節PH至3.0-5.0，然後由提升水泵1、進水管道2並經管道混合器4送入多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器6進行氧化處理；過氧化氫投加裝置3投加的過氧化氫經管道混合器4與由進水管道2輸送來的廢水混合後進入鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器配水室5，在多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器6內的篩板布水系統10上部分級填裝有混合均勻的單質鐵和顆粒活性碳混合物層8，該反應器出水渠16中設置有上循環口 11，上循環口 11通過回流管道12、循環泵13和配水室5側壁的下循環口 14相連接，廢水經由篩板布水系統10向上流經多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床，通過鐵碳微電解產生的羥基的氧化還原作用去除廢水中的部分雜環類有機物和色度，同時利用微電解產生的Fe2+與廢水中投加的過氧化氫構成芬頓(Fenton)試劑的強氧化性，在鐵碳微電解-Fenton耦合氧化體系內使廢水中的難降解多環、雜環類有機物和有毒有害物質開環、斷鏈降解為易被微生物吸收降解的小分子物質、氨氮、水和二氧化碳，由於鐵碳微電解耦合芬頓氧化床設計為多級疊加，水流為上向流柱推形式，所以每一級的氧化對象和產生的氧化後物質均不同，一般來講從下至上所氧化對象由難變易，確保了反應器最終的氧化效果。由於通過該反應器處理後的溢流出水具有強酸性，需進行中和處理，所以反應器出水渠16的溢流出水經過設置在出水管18上的pH在線監測儀17，將監控信號反饋到鹼液自動投加系統19，並由鹼液自動投加系統19的PLC系統根據流量和監測的pH值向管道混合器20進行鹼液自動精確投加混合，以實現程序調節PH值至6~9，經過鹼液投加中和以後的處理出水排入沉澱池21，以促進酸鹼中和過程生成的Fe(OH)2和Fe(OH)3等膠體通過沉澱池21進行絮凝沉澱，中和後的澄清液由出水管道22排入下一個處理單元，而沉澱汙泥則由排泥管道23排出進行脫水處置。
[0019]本發明所提出的一種多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器，解決了傳統焦化廢水處理工藝對難降解複雜有機汙染物去除效 果不理想而導致出水中C0D、氨氮、總氮及色度不達標等問題，對於廢水中的難降解多環、雜環類有機物和有毒有害物質的處理極為有效。
【權利要求】
1.一種多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器，其特徵在於它包括提升水泵、進水管道、過氧化氫投加裝置、進水管道混合器、配水室、多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器本體、取換料口、單質鐵和顆粒活性碳混合物層、出水澄清區、篩板布水系統、排泥口、反應器出水渠、出水管和沉澱池，沉澱池包括沉澱池本體、出水管道和排泥管道，所述的進水管道一端與焦化廢水原水並經常規普通生物處理工藝處理後的出水相連接，另一端通過提升水泵後連通多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器本體下部，在提升水泵與多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器本體之間的一段進水管道上設置過氧化氫投加裝置和進水管道混合器，配水室設置在多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器本體下部，在配水室下部設置排泥口，單質鐵和顆粒活性碳混合物層設置在多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器本體內、配水室上部，在單質鐵和顆粒活性碳混合物層下部設置篩板布水系統，在單質鐵和顆粒活性碳混合物層左側設置取換料口，單質鐵和顆粒活性碳混合物層上部為出水澄清區，出水澄清區連通反應器出水渠，反應器出水渠通過出水管與沉澱池相連，沉澱池本體中上部連接出水管道，底部連接排泥管道。
2.根據權利要求1所述的一種多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器，其特徵在於單質鐵和顆粒活性碳混合物層、篩板布水系統、取換料口設置多組。
3.根據權利要求1所述的一種多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器，其特徵在於所述的多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器還包括上循環口、回流管道、循環泵和下循環口，上循環口設置在反應器出水渠底部，下循環口設置在配水室上部，回流管道一端連接上循環口，另一端穿過循環泵後連接下循環口。
4.根據權利要求1所述的一種多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器，其特徵在於所述的多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應器還包括PH在線監測儀、鹼液自動投加系統和出水管道混合器，PH在線監測儀、鹼液自動投加系統和出水管道混合器設置在反應器出水渠與沉澱池之間的 出水管上。
【文檔編號】C02F9/06GK103880225SQ201410106110
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月21日 優先權日:2014年3月21日
【發明者】鄭俊, 張德偉 申請人:安徽華騏環保科技股份有限公司