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微电解UV/Fenton反应器

发布时间:2022-1-10 9:03:19  中国污水处理工程网

申请日2020.12.17

公开(公告)日2021.03.26

IPC分类号C02F9/08; C02F1/32; C02F1/461; C02F1/72; C02F101/30

摘要

本发明公开一种微电解UV/Fenton反应器,包括PH值调节池和微电解UV/Fenton反应池,PH值调节池上部侧面装有进水管,PH值调节池下部装有连接管,连接管上装有提升泵,连接管的另一端与布水管连接,布水管装在微电解UV/Fenton反应池下部内侧,微电解UV/Fenton反应池内有沉泥外排区、铁碳微电解反应区和UV/Fenton反应区,微电解UV/Fenton反应池上有出水堰,出水堰上有出水管。本发明能够提高H2O2利用率提升反应效率,解决铁碳微电解填料堵塞板结问题,消除剩余H2O2浓度过高对后续生化反应的不利影响,改善高浓度难降解有机废水的可生化性,节省成本处理效果好。

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权利要求书

1.一种微电解UV/Fenton反应器,包括PH值调节池,PH值调节池上部侧面装有进水管,PH值调节池上装有加药罐一、PH调节控制器和搅拌器,PH值调节池下部装有连接管,其特征在于,还包括微电解UV/Fenton反应池,所述连接管上装有提升泵,连接管上有支路管道,支路管道上装有加药罐二,连接管的另一端与布水管连接,所述布水管整体装在微电解UV/Fenton反应池的下部内侧,微电解UV/Fenton反应池内有沉泥外排区、铁碳微电解反应区和UV/Fenton反应区,所述微电解UV/Fenton反应池内从下到上依次分为沉泥外排区、布水区、铁碳微电解反应区和UV/Fenton反应区,所述沉泥外排区位于微电解UV/Fenton反应池的下方底部,沉泥外排区整体呈斜坡斗状,沉泥外排区的底部装有排空管道,排空管道上装有开闭阀,沉泥外排区内的污泥能够通过排空管道排出,所述沉泥外排区上装有支架,布水区位于沉泥外排区的上方,布水区内有布水管,布水管装在支架上面,所述布水区上部装有透水隔板,透水隔板上方为铁碳微电解反应区,透水隔板上方的铁碳微电解反应区内装有铁碳填料,所述铁碳填料在酸性条件下能够发生原电池反应,铁碳填料中的铁屑表面能产生大量的Fe2+和高活性H离子,Fe2+和高活性H离子能够改变水体中有机物的结构特性,所述水体通过铁碳微电解反应区后上升进入UV/Fenton反应区,所述UV/Fenton反应区内均匀装有紫外灯组件,紫外灯组件有灯架和紫外灯管,紫外灯管安装固定连接在灯架上,灯架上装有牵引绳,所述微电解UV/Fenton反应池的上顶部装有定滑轮和绕绳轮,灯架上的牵引绳通过定滑轮缠绕在绕绳轮上面,所述微电解UV/Fenton反应池的上部外侧周围有出水堰,出水堰上装有出水管,出水堰与出水管相连。

2.根据权利要求1所述的一种微电解UV/Fenton反应器,其特征在于所述PH值调节池上部侧面的进水管与PH值调节池连通,PH值调节池上装有加药罐一、PH调节控制器和搅拌器,PH调节控制器能够实时监测PH值调节池内废污水的PH值,PH调节控制器侧面与加药罐一连接,PH调节控制器能够控制加药罐一向PH值调节池内投加药剂的量,搅拌器能够搅拌PH值调节池内的废污水与加药罐一向PH值调节池内投加的药剂充分混合。

3.根据权利要求2所述的一种微电解UV/Fenton反应器,其特征在于所述加药罐一向PH值调节池内投加的药剂为酸类药剂,加药罐一内能够存储酸类药剂,所述酸类药剂能够为工业硫酸废液,PH值调节池能够将PH值调节池内废污水的PH值调节在3~4的范围。

4.根据权利要求1所述的一种微电解UV/Fenton反应器,其特征在于所述PH值调节池的下部装有连接管,连接管上装有提升泵,提升泵能够将PH值调节池内的废污水通过连接管输送到微电解UV/Fenton反应池内,所述连接管上有支路管道,支路管道上装有加药罐二,支路管道与加药罐二连接,支路管道上还装有调节阀,调节阀能够调节加药罐二通过支路管道的流出量,所述加药罐二内能够存储双氧水,通过调节阀能够调节控制加药罐二内双氧水向连接管内废污水中的投加量。

5.根据权利要求1所述的一种微电解UV/Fenton反应器,其特征在于所述微电解UV/Fenton反应池内的布水区中还装有布气管,布气管上有微孔曝气头,布气管外侧末端与曝气机相连,布气管装在沉泥外排区上的支架上面,曝气机能够通过布气管定期对铁碳微电解反应区内装的铁碳填料进行曝气反冲洗。

6.根据权利要求1所述的一种微电解UV/Fenton反应器,其特征在于所述铁碳微电解反应区下部布水区上部装有透水隔板,透水隔板由PE板制成,透水隔板上有小通孔,小通孔的孔径小于0.6cm,所述透水隔板上方铁碳微电解反应区内有铁碳填料,铁碳填料中含有铁碳的比例范围为2:1~4:1,铁碳填料的直径范围为2~4cm。

7.根据权利要求1所述的一种微电解UV/Fenton反应器,其特征在于所述UV/Fenton反应区内均匀装有紫外灯组件,紫外灯组件中灯架由玻璃钢材料制成,灯架上装有四条牵引绳,微电解UV/Fenton反应池的上顶部装有四组定滑轮和四组绕绳轮,四条牵引绳与四组定滑轮、四组绕绳轮相互匹配,通过定滑轮和绕绳轮能够将与牵引绳连接的灯架向上提起出UV/Fenton反应区,或向下放入UV/Fenton反应区内。

8.根据权利要求1~7任一所述的一种微电解UV/Fenton反应器,其特征在于所述废污水通过PH值调节池上部侧面的进水管,进入PH值调节池内,通过PH调节控制器控制加药罐一向PH值调节池内投加酸类药剂工业硫酸废液,搅拌器能够搅拌PH值调节池内的废污水与加药罐一向PH值调节池内投加的药剂充分混合,PH调节控制器实时测量PH值调节池内废污水体的PH值,使PH值调节池内废污水体的PH值为3~4,打开连接管上的提升泵,打开加药罐二连接支路管道上的调节阀,提升泵与加药罐二支路管道连通,调节阀能够调节控制加药罐二内双氧水向连接管内废污水中的投加量,PH值调节池内的废污水连同双氧水,通过提升泵达到连接管另一端的布水管内,废污水通过布水管进入微电解UV/Fenton反应池内的布水区,随着布水区内废污水量的增加,废污水穿过透水隔板上的小通孔,进入铁碳微电解反应区,铁碳微电解反应区内的铁碳填料在酸性条件下发生原电池反应,铁碳填料中的铁屑表面能产生大量的Fe2+和高活性H离子,Fe2+和高活性H离子能够改变水体中有机物的结构特性,使废污水中难降解有机物发生断链和开环作用;

经过铁碳微电解反应区反应后的废污水进一步上升,进入UV/Fenton反应区,废污水体内含有铁碳微电解反应后产生Fe2+与加药罐二投加的双氧水,所述Fe2+和双氧水在紫外灯管的照射下,能够产生光助Fenton反应,提升了双氧水的分解效率,使双氧水产生·OH,产生·OH能够改变破坏废污水中的难降解有机物的结构特性,提高废污水的可生化性,降低废污水的COD化学需氧量低;

经过UV/Fenton反应区反应后的废污水最终溢流进入微电解UV/Fenton反应池上部外侧周围的出水堰内,通过与出水堰相连的出水管排出;

所述微电解UV/Fenton反应池内产生的污泥,能够沉凝到微电解UV/Fenton反应池底部下方的沉泥外排区,沉泥外排区的底部有排空管道,排空管道上有开闭阀,定期打开排空管道上的开闭阀,使沉泥外排区内的污泥能够通过排空管道排出,沉泥排出后再关闭排空管道上的开闭阀;

所述曝气机能够通过布气管定期对铁碳微电解反应区内装的铁碳填料进行曝气反冲洗;

所述紫外灯管如果出现故障或需要更换时,能够通过绕绳轮和定滑轮将紫外灯组件向上提起抬出水面,进行维护或调整,维护或调整完毕后,通过绕绳轮和定滑轮能够将紫外灯组件向下放入UV/Fenton反应区内的水里。

说明书

一种微电解UV/Fenton反应器

技术领域

本发明涉及微电解UV/Fenton反应器装置领域,具体属于一种微电解UV/Fenton反应器。

背景技术

铁碳微电解反应的原理是原电池反应原理,在铁碳微电解反应中以铁屑为阳极,碳为阴极,待处理的废水作为电解质,利用两个电极之间氧化还原电位差构成无数微小原电池,这些微小原电池发生电化学反应对废水进行处理。铁碳微电解反应技术处理污水的总体作用机理有铁的还原作用、原电池反应、絮凝沉淀、电化学附集、物理吸附等。由于铁碳微电解反应具有原材料低廉,材料来源范围广,装置设备整体结构简单,节省成本优点,在处理许多行业废水中被大量应用。

Fenton反应技术通常与铁碳微电解反应技术联用,或作为铁碳微电解反应技术的强化手段。铁碳微电解反应通常是在废水酸性条件下进行,酸性条件下会使得Fe2+溶出,而Fe2+与酸性的PH值条件又是Fenton反应技术工艺所必须的前提条件。通过向铁碳微电解反应器中投加双氧水(能够用H2O2表示),投加的双氧水能够与溶出的Fe2+形成Fenton反应,进一步分解水中的有机污染物,提高了废水的整体处理效果。

但是,现有的铁碳微电解反应器存在反应效率低,设备体积较大,长时间运行存在填料板结钝化的问题;而现有的Fenton反应技术工艺虽然能够提高废水的处理效率,但是难以控制投加双氧水与浸出Fe2+之间的比例关系,会造成过量的双氧水一方面被浪费,另一方面过量的双氧水还会对后续生化处理工艺中的微生物造成不利影响。为此,本发明提供了一种微电解UV/Fenton反应器。

发明内容

本发明提供一种微电解UV/Fenton反应器,通过对PH值调节池及PH值调节池上的加药罐一、PH调节控制器、搅拌器,微电解UV/Fenton反应池以及微电解UV/Fenton反应池内部沉泥外排区、布水区、铁碳微电解反应区和UV/Fenton反应区中相关的配套装置及填料试剂的整体综合优化设计,解决了上述背景技术中提到的问题。同时,本发明将铁碳微电解与UV/Fenton反应相结合,相比传统Fenton反应能够减少药剂投加用量,降低成本,整体处理效果好,同时提高了H2O2的利用率提升反应效率,能够避免铁碳微电解填料的堵塞板结问题,降低出水中剩余H2O2浓度,消除剩余H2O2浓度过高对后续生化反应的不利影响,能够极大改善高浓度难降解有机废水的可生化性,适合在高浓度难降解有机废水处理中推广使用。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:

一种微电解UV/Fenton反应器,包括PH值调节池,PH值调节池上部侧面装有进水管,PH值调节池上装有加药罐一、PH调节控制器和搅拌器,PH值调节池下部装有连接管,其特征在于,还包括微电解UV/Fenton反应池,所述连接管上装有提升泵,连接管上有支路管道,支路管道上装有加药罐二,连接管的另一端与布水管连接,所述布水管整体装在微电解UV/Fenton反应池的下部内侧,微电解UV/Fenton反应池内有沉泥外排区、铁碳微电解反应区和UV/Fenton反应区,所述微电解UV/Fenton反应池内从下到上依次分为沉泥外排区、布水区、铁碳微电解反应区和UV/Fenton反应区,所述沉泥外排区位于微电解UV/Fenton反应池的下方底部,沉泥外排区整体呈斜坡斗状,沉泥外排区的底部装有排空管道,排空管道上装有开闭阀,沉泥外排区内的污泥能够通过排空管道排出,所述沉泥外排区上装有支架,布水区位于沉泥外排区的上方,布水区内有布水管,布水管装在支架上面,所述布水区上部装有透水隔板,透水隔板上方为铁碳微电解反应区,透水隔板上方的铁碳微电解反应区内装有铁碳填料,所述铁碳填料在酸性条件下能够发生原电池反应,铁碳填料中的铁屑表面能产生大量的Fe2+和高活性H离子,Fe2+和高活性H离子能够改变水体中有机物的结构特性,所述水体通过铁碳微电解反应区后上升进入UV/Fenton反应区,所述UV/Fenton反应区内均匀装有紫外灯组件,紫外灯组件有灯架和紫外灯管,紫外灯管安装固定连接在灯架上,灯架上装有牵引绳,所述微电解UV/Fenton反应池的上顶部装有定滑轮和绕绳轮,灯架上的牵引绳通过定滑轮缠绕在绕绳轮上面,所述微电解UV/Fenton反应池的上部外侧周围有出水堰,出水堰上装有出水管,出水堰与出水管相连。

进一步地,所述PH值调节池上部侧面的进水管与PH值调节池连通,PH值调节池上装有加药罐一、PH调节控制器和搅拌器,PH调节控制器能够实时监测PH值调节池内废污水的PH值,PH调节控制器侧面与加药罐一连接,PH调节控制器能够控制加药罐一向PH值调节池内投加药剂的量,搅拌器能够搅拌PH值调节池内的废污水与加药罐一向PH值调节池内投加的药剂充分混合。

进一步地,所述加药罐一向PH值调节池内投加的药剂为酸类药剂,加药罐一内能够存储酸类药剂,所述酸类药剂能够为工业硫酸废液,PH值调节池能够将PH值调节池内废污水的PH值调节在3~4的范围。

进一步地,所述PH值调节池的下部装有连接管,连接管上装有提升泵,提升泵能够将PH值调节池内的废污水通过连接管输送到微电解UV/Fenton反应池内,所述连接管上有支路管道,支路管道上装有加药罐二,支路管道与加药罐二连接,支路管道上还装有调节阀,调节阀能够调节加药罐二通过支路管道的流出量,所述加药罐二内能够存储双氧水,通过调节阀能够调节控制加药罐二内双氧水向连接管内废污水中的投加量。

进一步地,所述微电解UV/Fenton反应池内的布水区中还装有布气管,布气管上有微孔曝气头,布气管外侧末端与曝气机相连,布气管装在沉泥外排区上的支架上面,曝气机能够通过布气管定期对铁碳微电解反应区内装的铁碳填料进行曝气反冲洗,防止铁碳填料堵塞钝化。

进一步地,所述铁碳微电解反应区下部布水区上部装有透水隔板,透水隔板由PE板制成,透水隔板上有小通孔,小通孔的孔径小于0.6cm,所述透水隔板上方铁碳微电解反应区内有铁碳填料,铁碳填料中含有铁碳的比例范围为2:1~4:1,铁碳填料的直径范围为2~4cm。

进一步地,所述UV/Fenton反应区内均匀装有紫外灯组件,紫外灯组件中灯架由玻璃钢材料制成,灯架上装有四条牵引绳,微电解UV/Fenton反应池的上顶部装有四组定滑轮和四组绕绳轮,四条牵引绳与四组定滑轮、四组绕绳轮相互匹配,通过定滑轮和绕绳轮能够将与牵引绳连接的灯架向上提起出UV/Fenton反应区,或向下放入UV/Fenton反应区内,方便对灯架上安装的紫外灯管进行更换维修或调整功率大小。

进一步地,所述废污水通过PH值调节池上部侧面的进水管,进入PH值调节池内,通过PH调节控制器控制加药罐一向PH值调节池内投加酸类药剂工业硫酸废液,搅拌器能够搅拌PH值调节池内的废污水与加药罐一向PH值调节池内投加的药剂充分混合,PH调节控制器实时测量PH值调节池内废污水体的PH值,使PH值调节池内废污水体的PH值为3~4,打开连接管上的提升泵,打开加药罐二连接支路管道上的调节阀,提升泵与加药罐二支路管道连通,调节阀能够调节控制加药罐二内双氧水向连接管内废污水中的投加量,PH值调节池内的废污水连同双氧水,通过提升泵达到连接管另一端的布水管内,废污水通过布水管进入微电解UV/Fenton反应池内的布水区,随着布水区内废污水量的增加,废污水穿过透水隔板上的小通孔,进入铁碳微电解反应区,铁碳微电解反应区内的铁碳填料在酸性条件下发生原电池反应,铁碳填料中的铁屑表面能产生大量的Fe2+和高活性H离子,Fe2+和高活性H离子能够改变水体中有机物的结构特性,使废污水中难降解有机物发生断链和开环作用,提高废污水的可生化性;

经过铁碳微电解反应区反应后的废污水进一步上升,进入UV/Fenton反应区,废污水体内含有铁碳微电解反应后产生Fe2+与加药罐二投加的双氧水,所述Fe2+和双氧水在紫外灯管的照射下,能够产生光助Fenton反应,提升了双氧水的分解效率,使双氧水产生·OH,产生·OH能够改变破坏废污水中的难降解有机物的结构特性,提高废污水的可生化性,降低废污水的COD化学需氧量低;

经过UV/Fenton反应区反应后的废污水最终溢流进入微电解UV/Fenton反应池上部外侧周围的出水堰内,通过与出水堰相连的出水管排出;

所述微电解UV/Fenton反应池内产生的污泥,沉凝到微电解UV/Fenton反应池底部下方的沉泥外排区,沉泥外排区的底部有排空管道,排空管道上有开闭阀,定期打开排空管道上的开闭阀,使沉泥外排区内的污泥能够通过排空管道排出,沉泥排出后再关闭排空管道上的开闭阀;

所述曝气机能够通过布气管定期对铁碳微电解反应区内装的铁碳填料进行曝气反冲洗,防止铁碳填料堵塞钝化;

所述紫外灯管如果出现故障或需要更换时,能够通过绕绳轮和定滑轮将紫外灯组件向上提起抬出水面,进行维护或调整,维护或调整完毕后,通过绕绳轮和定滑轮能够将紫外灯组件向下放入UV/Fenton反应区内的水里。

与已有技术相比,本发明的有益效果如下:

通过对PH值调节池及PH值调节池上的加药罐一、PH调节控制器、搅拌器,微电解UV/Fenton反应池以及微电解UV/Fenton反应池内部沉泥外排区、布水区、铁碳微电解反应区和UV/Fenton反应区中相关的配套装置及填料试剂的整体综合优化设计,制造出了一种微电解UV/Fenton反应器。本发明一种微电解UV/Fenton反应器能够解决现有的铁碳微电解反应器存在反应效率低,设备体积较大,长时间运行存在填料板结钝化的问题;同时,能够解决现有的Fenton反应技术工艺难以控制投加双氧水与浸出Fe2+之间的比例关系,会造成过量的双氧水一方面被浪费,另一方面过量的双氧水还会对后续生化处理工艺中的微生物造成不利影响的问题。本发明微电解UV/Fenton反应器能够与现有废污水处理工艺装置搭配联合使用,提高废污水的可生化性,方便后续配套生物处理,本发明的出水能够连接厌氧池、缺氧池、好氧池等类似设施装置,利用生物处理进一步去除水体中的污染物,确保整体运行成本低。

本发明将铁碳微电解与UV/Fenton反应相结合,相比传统Fenton反应能够减少药剂投加用量,降低成本,整体处理效果好,同时提高了H2O2的利用率提升反应效率,能够避免铁碳微电解填料的堵塞板结问题,降低出水中剩余H2O2浓度,消除剩余H2O2浓度过高对后续生化反应的不利影响,能够极大改善高浓度难降解有机废水的可生化性,适合在高浓度难降解有机废水处理中推广使用。

(发明人:邓帮武;崔康平;李广宏;邓卓志;曹勇;杨婷婷;李东;杨小军)

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