用於重汙染有機廢水連續性預處理反應器的製作方法

2023-11-11 17:29:52

本發明涉及一種針對重汙染廢水進行預處理的高效處理裝置，特別涉及一種用於重汙染有機廢水連續性預處理反應器。

背景技術：

隨著經濟的高速發展，重汙染生產產生的汙廢水對環境的惡化加劇，對人類健康的危害也日益普遍和嚴重。重汙染廢水由於生產過程、原料和產品的不同，而具有不同的性質和成分，一種廢水往往含有多種成份。排放有機廢水的行業較多，主要有食品、發酵、屠宰、皮革、造紙、橡膠、紡織、印染、農藥以及石油化工等。絕大部分有機廢水都是來源廣、水量較大、危害十分嚴重的重汙染廢水，廢水中汙染物含量高，有毒有害物質多。因此，重汙染有機廢水處理的難度較大。

目前大多數工廠採用物化(預處理)+生化方法進行處理，由於汙染物是溶解性的，如有機硫化物、磷化物、氮化物、芳香族、滷代芳香族。因此物化手段去除率低，需要大量的清潔水進行稀釋至低濃度(10-50倍)再進行生化，而且一些化合物生物不可降級，生化性差，生化出水常常不達標；同時，這樣的處理方法使得廢水處理設施體積龐大，造價增高，運行費用增大。

電催化氧化技術處理廢水的基本原理是使有機汙染物在電極表面發生直接電化學反應或利用電極表面產生的強氧化活性物質使汙染物發生轉化，即電化學間接轉化。被用作廢水處理的電極是實現汙染物電化學反應和提高電流效率的關鍵，故也稱作「功能性電極」。作為一種清潔處理工藝，電化學法具有高度的靈活性，既可以單獨處理，又可與其它處理方法相結合構成複合工藝。但是，此工藝主要通過電能的輸入來驅動整個反應過程的進行，期間會消耗大量的能源。電極模塊的設計也對反應過程產生較大的影響，現有的電極模塊主要通過焊接的方式進行模塊的組裝，靈活性、選擇性較差，且後期回收難度較大。目前，尚未有一種專門針對此類重汙染有機廢水進行高效處理的預處理設備和工藝。因此，為解決上述技術問題，確有必要提供一種創新的高濃度重汙染有機廢水預處理裝置及方法，以克服現有技術中的缺陷。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：為了現有的重汙染有機廢水處理技術效率低下且處理效果並不理想等瓶頸，本發明提供一種用於重汙染有機廢水連續性預處理反應器，採用電催化技術，將槽式反應器與DSA電極整合，期間通過220V交流電轉換後的直流電供電，達到高效快速處理的目的。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種用於重汙染有機廢水連續性預處理反應器，包括電源控制系統、電解反應器、進水流量控制器、出水流量控制器、汙水預沉池、加鹽裝置和處理監控裝置，以及清水外排和中水回用系統，所述電解反應器的一端為進水口，電解反應器的另一端為出水口，進水流量控制器和出水流量控制器分別設置在電解反應器兩端的進水口和出水口，電解反應器的進水口通過進水流量控制器控制流入電解反應器內的水流量，出水流量控制器用於控制電解反應器的出水口的出水流量；電解反應器內設置交替排列且相互平行的陽極板和陰極板，各陽極板由一根導線串聯起來，各陰極板由另一根導線串聯起來，串聯後的各陽極板，以及串聯後的各陰極板均與電源控制系統的電流輸出端相連接。

汙水預沉池位於電解反應器的進水口前端，汙水預沉池內通過格柵隔開成兩部分，汙水預沉池用於初步過濾重汙染廢水中的雜物；所述加鹽裝置設置在汙水預沉池處，當處理水體離子濃度較低時，開啟加鹽裝置，向水體中加入適量的鹽。

所述陽極板為長方形極板，陽極板上方一側邊角上開設有直徑3mm的導線孔，陽極板上方另一側邊角具有3cm×3cm的正方形缺口，在陽極板下側邊角處開設有直徑1cm的流通孔，陰極板與陽極板大小、形狀相同；3mm的導線孔用於穿插導線，將各陽極板或各陰極板串聯起來，流通孔用於電解過程中水體的流通。

反應期間，通過設定進水流量控制器與出水流量控制器的流量一致，形成連續性預處理過程。

所述電解反應器為有機玻璃電解槽，所述有機玻璃電解槽底部具有密度均勻的凹凸槽狀插槽，各陽極板和各陰極板間隔插設在插槽內。

所述陽極板為表面具有複合塗層的鈦板，陰極板為鈦板；所述複合塗層為釕銥鈦複合塗層、銥鉭鈦複合塗層和錫銻鈦複合塗層中的一種或多種。

所述電源控制系統由220V交流電供能，經過交直流轉換器後轉為12V直流電給陽極板和陰極板供能。

所述的電源控制系統還包括開關，開關用於控制整個預處理反應器的通斷路，電源控制系統用於控制當前的輸出電流。

所述電解反應器的出水口設有處理監控裝置和出水閥，處理監控裝置用於監測當前水質處理狀況，當水質達標後，處理監控裝置控制出水閥打開使清水通過管道進入清水外排和中水回用系統。

格柵將汙水預沉池分隔成注水槽與沉澱池，所述注水槽底部為傾斜式，廢水由注水槽經格柵後進入沉澱池。

本發明的有益效果是，本發明的用於重汙染有機廢水連續性預處理反應器，結構簡單，便於安裝，運行成本低，佔地面積小，無二次汙染，而且處理效率高，尤其對COD、氨氮、透明度等指標的降解效果很好。電解反應器的前後兩端分別有進水流量控制器和儲水流量控制器，用於控制當前電解反應器的處理量，以便充分反應，實現連續性快速處理的目的。汙水預沉池用於初步過濾重汙染廢水中的雜物，同時汙水預沉池處設有加鹽裝置，根據廢水情況加入適量的鹽以提高電導率，增強處理效率。有機玻璃電解槽底部具有插槽，可以控制兩極板之間的間距，分別插入一定量的陰陽極板即形成電極組，陰陽極板分別與電源控制系統連接。電解反應器的出水口裝有出水閥，用於排放預處理後的汙水。反應期間，控制進水流量控制器與出水流量控制器的流量一致，形成連續性預處理過程。本發明可以根據所需處理的廢水狀況，選擇合適數量的極板數、不同塗層的電極板以及控制適當的極距和流量從而進行高效的、快速的預處理。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1為本發明的用於重汙染有機廢水連續性預處理反應器的一種實施方式的結構示意圖。

圖2為本發明的電解反應器底部的結構示意圖。

圖3為本發明的陽極板與陰極板間的連接結構示意圖。

圖中：1、交直流轉換器，2、交流電源，3、電源控制系統，4、開關，5、電解反應器，6、進水流量控制器，7、出水流量控制器，8、汙水預沉池，9、格柵，10、插槽，11、陽極板，12、陰極板，13、加鹽裝置，14、處理監控裝置，15、清水外排和中水回用系統。

具體實施方式

現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。

如圖1所示，一種用於重汙染有機廢水連續性預處理反應器，包括電源控制系統3、電解反應器5、進水流量控制器6、出水流量控制器7、汙水預沉池8、加鹽裝置13和處理監控裝置14，以及清水外排和中水回用系統15，所述電解反應器5的一端為進水口，電解反應器5的另一端為出水口，進水流量控制器6和出水流量控制器7分別設置在電解反應器5兩端的進水口和出水口，電解反應器5的進水口通過進水流量控制器6控制流入電解反應器5內的水流量，出水流量控制器7用於控制電解反應器5的出水口的出水流量；如圖1和圖3所示，電解反應器5內設置交替排列且相互平行的陽極板11和陰極板12，各陽極板11由一根導線串聯起來，各陰極板12由另一根導線串聯起來，串聯後的各陽極板11，以及串聯後的各陰極板12均與電源控制系統3的電流輸出端相連接。

汙水預沉池8位於電解反應器5的進水口前端，汙水預沉池8內通過格柵9隔開成兩部分，汙水預沉池8用於初步過濾重汙染廢水中的雜物；所述加鹽裝置13設置在汙水預沉池8處，當處理水體離子濃度較低時，開啟加鹽裝置13，向水體中加入適量的鹽。

如圖3所示，所述陽極板11為長方形極板，陽極板11上方一側邊角上開設有直徑3mm的導線孔，陽極板11上方另一側邊角具有3cm×3cm的正方形缺口，在陽極板11下側邊角處開設有直徑1cm的流通孔，陰極板12與陽極板11大小、形狀相同；3mm的導線孔用於穿插導線，將各陽極板11或各陰極板12串聯起來，流通孔用於電解過程中水體的流通。

反應期間，通過設定進水流量控制器6與出水流量控制器7的流量一致，形成連續性預處理過程。

所述電解反應器5為有機玻璃電解槽，如圖2所示，所述有機玻璃電解槽底部具有密度均勻的凹凸槽狀插槽10，各陽極板11和各陰極板12間隔插設在插槽10內。

所述陽極板11為表面具有複合塗層的鈦板，陰極板12為鈦板；所述複合塗層為釕銥鈦複合塗層、銥鉭鈦複合塗層和錫銻鈦複合塗層中的一種或多種。

所述電源控制系統3由220V交流電2供能，經過交直流轉換器1後轉為12V直流電給陽極板11和陰極板12供能。電源控制系統3用於向電解反應器5中提供電能，由於本發明採用直流電供能，因此電源控制系統3中需包含必備的交直流轉換器1。

所述的電源控制系統3還包括開關4，開關4用於控制整個預處理反應器的通斷路，電源控制系統3用於控制當前的輸出電流。

所述電解反應器5的出水口設有處理監控裝置14和出水閥，處理監控裝置14用於監測當前水質處理狀況，當水質達標後，處理監控裝置14控制出水閥打開使清水通過管道進入清水外排和中水回用系統15。

格柵9將汙水預沉池8分隔成注水槽與沉澱池，即格柵9介於注水槽與沉澱池之間，用於阻攔廢水中的大件雜物，防止阻塞電解反應器5的進水口與管道。所述注水槽底部為傾斜式，廢水由注水槽經格柵9後進入沉澱池。

本發明採用的DSA電極陽極具有耐腐蝕，壽命長，工作效率高，析氯電位低，高電流密度條件下工作，無二次汙染等特性。從專業角度來說，所謂電化學處理技術就是利用外加電場作用，在特定的電化學反應器內，通過一系列設計的化學反應、電化學過程和物理過程，達到預期的去除廢水中汙染物或回收有用物質的目的。

本發明針對不同的有機水體，可選用多種電極組來適應處理要求。由於電解反應器5的底部為凹凸插槽10，可以自由控制陽極板11和陰極板12之間的距離，通過電極板間距的改變可提高去除效率。

本發明的另一特色是能夠連續性處理，根據廢水在電解反應器5中的處理狀況，控制進水流量控制器6與出水流量控制器7的流量大小並保持一致，從而控制單位體積廢水的處理時間以達到連續性處理的目的。

本發明的用於重汙染有機廢水連續性預處理反應器，結構簡單，便於安裝，運行成本低，佔地面積小，無二次汙染，而且處理效率高，尤其對COD、氨氮、透明度等指標的降解效果很好。

以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利要求範圍來確定其技術性範圍。