高效微电解多相流气浮反应器的制造方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种用于化工、制药等行业废水预处理的高效微电解多相流气浮反应器，包括多相流溶气进水泵，由布水区、微电解填料区、气浮分离区、清水区组成的反应器主体，设置在布水区的布水装置，连接多相流溶气进水泵与布水装置的管道，设置在布水区和微电解填料区之间的穿孔隔板，设置在微电解填料区内的微电解填料，设置在微电解填料区和气浮分离区之间的隔网，设置在气浮分离区上部的排渣槽，设置在清水区下部的出水管，与出水管连接的出水控制阀。
【专利说明】高效微电解多相流气浮反应器
【技术领域】
[0001]本发明属于废水处理领域，特别涉及一种用于化工、制药行业等可生化性较差废水预处理的高效微电解多相流气浮反应器。
【背景技术】
[0002]化工、制药等废水通常具有污染物质浓度高、成分复杂，废水有一定的毒性，含有多种微生物难于降解的组分等特点，因此，采用单一处理工艺不仅达标困难，而且投资和运行成本会很高，必须将废水按照浓度高低实行清污分流，分别收集并选择有针对性的物化工艺对高浓度废水进行预处理，降低其毒性和浓度并提高其可生化性，然后与低浓度废水混合进行生化处理，经生化处理后，出水方可达到接管或排放标准。对于高浓度、有毒、生化性较差的废水通常采用化学法进行预处理。化学法预处理的作用是降低进入生化系统的废水的有机物浓度；分解大分子芳香烃等生化难降解物质，提高可生化性；分解、改性有毒有害物质，降低其浓度至生化允许的范围。废水化学处理法与生物处理法相比，能较迅速、有效地去除更多的污染物，可作为生物处理前的预处理措施，也可以作为生物处理后的三级处理措施。此法还具有设备容易操作、容易实现自动检测和控制、便于回收利用等优点。化学处理法能有效地去除废水中多种剧毒和高毒污染物。化学法是利用化学反应的作用以去除水中的有机物、无机物杂质。主要有化学混凝法、化学氧化法、电化学氧化法等。化学混凝法作用对象主要是水 淀或浮渣而去除。混凝法不但可以去除废水中的粒径为10~IOmm的细小悬浮颗粒，而且还能去除色度，微生物以及有机物等，该方法受PH值、水温、水质、水量等变化影响大，对某些可溶性好的有机、无机物质去除率低；化学氧化法通常是以氧化剂对化工废水中的有机污染物进行氧化去除的方法。废水经过化学氧化还原，可使废水中所含的有机和无机的有毒物质转变成无毒或毒性较小的物质，从而达到废水净化的目的。常用的有空气氧化，氯氧化、臭氧化法、微电解法及芬顿氧化法。空气氧化因其氧化能力弱，主要用于含还原性较强物质的废水处理，Cl是普通使用的氧化剂，主要用在含酚、含氰等有机废水的处理上，用臭氧处理废水，氧化能力强，无二次污染。臭氧氧化法、氯氧化法，其水处理效果好，但是能耗大，成本高，不适合处理高浓度化工废水。
[0003]微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺，又称内电解法。它是在不通电的情况下，利用填充在废水中的铁碳填料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。
[0004]铁碳原电池反应:
阳极:Fe - 2e — Fe2+ E (Fe / Fe2+) =0.44V 阴极:2H+ + 2e — H2E (H+/ H2) =0.0OV
当有氧存在时，阴极反应如下:
O2 + 4H+ + 4e — 2H20 E (O2)=L 23V O2 + 2H20 + 4e — 40F E (02/0) =0.41V当系统通水后，设备内会形成无数的微电池系统，在其作用空间构成一个电场。在处理过程中产生的新生态[H]、Fe2+等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团，甚至断链，达到降解脱色的作用；生成的Fe2+进一步氧化成Fe3+，它们的水合物具有较强的吸附-絮凝活性，能大量吸附水中分散的微小颗粒，金属粒子及有机大分子。其工作原理基于电化学、氧化-还原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用对废水进行处理。该法具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、操作维护方便，不需消耗电力资源等优点。该工艺用于难降解高浓度废水的预处理可大幅度地降低COD和色度，提高废水的可生化性，同时可对氨氮的脱除具有很好的效果。
[0005]传统微电解工艺在使用的过程中，反应产物形成隔离层使微电解不能继续进行而失去作用，铁碳填料很容易钝化板结，形成短路和沟流，导致处理效果下降，出水水质恶化，为维持处理效果必须频繁地更换微电解材料，不仅运行费用高而且给运行管理带来很大不便。另外，现有微电解反应器通常只能实现单一微电解反应，无法同步去除反应中生成的悬浮物，只能通过另外设置的沉淀装置或气浮装置去除出水中的悬浮物，增加了水处理系统总投资成本，这都严重影响了微电解工艺的利用和推广。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种用于化工、制药行业废水的预处理的高效微电解多相流气浮反应器，该反应器将微电解和多相流气浮技术原理进行了有机巧妙结合，通过采用多相流泵对原水进行高压溶气后，将溶气后的原水送入反应器底部布水区，在布水区内，高压溶解在原水里的空气得到迅速减压释放，形成30 μ m-50 μ m的微小气泡，微气泡和原水从下向上流经反应器填料区，原水在填料区进行微电解反应，反应后的生成物絮体在水和微气泡的作用下继续上升，之后水溢流过反应器内层隔板进入清水室向下流动，并最终通过清水室下部出水口排出反应器，而微电解反应生成物絮体形成的浮渣在微气泡粘附和浮力作用下在反应器上部形成浮渣层，浮渣定时通过排渣槽排出反应器。高压溶气提高了水中的含氧量，有利于促进微电解作用的高效发挥，微小气泡能提供更大的比表面积，有利于吸附更多的反应生成物絮体，使气浮去除效率更高，向上流动的水和无数微气泡产生的浮力使铁碳填料呈流化态，增加了水和填料的充分接触反应机会，提高了微电解反应效率，此外，反应生成物的及时去除和填料的流化态均可有效避免填料板结钝化现象。本发明的高效微电解多相流气浮反应器，克服了现有微电解反应器技术处理废水效率低，填料易板结钝化等缺点，同时省掉了微电解曝气装置和后续的混凝沉淀或气浮设施。相较现有技术，该反应器用于化工、制药等废水预处理，具有效果显著，节省投资和占地，能长期稳定运行等优点，也可广泛应用于其它行业的高浓度、难降解、有毒性的废水预处理。
[0007]本发明的高效微电解多相流气浮反应器，包括多相流溶气进水泵，由布水区、微电解填料区、气浮分离区、清水区组成的反应器主体，设置在布水区的布水装置，连接多相流溶气进水泵与布水装置的管道，设置在布水区和微电解填料区之间的穿孔隔板，设置在微电解填料区内的微电解填料，设置在微电解填料区和气浮分离区之间的隔网，设置在气浮分离区上部的排渣槽，设置在清水区下部的出水管，与出水管连接的出水控制阀。其特征在于所述的布水区位于反应器主体的下部，所述的微电解填料区位于反应器主体的中部，所述的气浮分离区位于反应器主体的上部，所述的清水区位于反应器主体的外侧，所述的布水区、微电解填料区通过隔板与清水区隔断，所述的微电解填料为规整形铁碳烧结体，比重为1.(Tl.lg/cm3，所述的多相流溶气进水泵为成熟市售产品，如德国EDUR公司的多相流溶气泵，日本尼可尼公司的多相流溶气泵。
[0008]本发明的高效微电解多相流气浮反应器，与现有技术相比，它有以下有益效果:克服了现有微电解反应器技术处理废水效率低，填料易板结钝化等缺点，同时省掉了微电解曝气装置和后续的混凝沉淀或气浮设施，具有效果显著，节省投资和占地，能长期稳定运行等优点。[0009]【专利附图】
【附图说明】:图1为本发明的结构示意图。
[0010]【具体实施方式】:下面结合附图的具体实施例对本发明作进一步说明，图1所示结构为本发明其中的一个优选结构，它是高效微电解多相流气浮反应器，主要包括多相流溶气进水泵1，由布水区2、微电解填料区3、气浮分离区4、清水区5组成的反应器主体，设置在布水区2的布水装置6、连接多相流溶气进水泵I与布水装置6的管道7，设置在布水区2和微电解填料区3之间的穿孔隔板8，设置在微电解填料区3内的微电解填料9，设置在微电解填料区3和气浮分离区4之间的隔网10，设置在气浮分离区4上部的排渣槽11，设置在清水区5下部的出水管12，与出水管12连接的出水控制阀13。布水区2位于反应器主体的下部，微电解填料区3位于反应器主体的中部，气浮分离区4位于反应器主体的上部，清水区5位于反应器主体的外侧，布水区2、微电解填料区3通过隔板14与清水区5隔断。
【权利要求】
1.高效微电解多相流气浮反应器，其特征在于包括多相流溶气进水泵，由布水区、微电解填料区、气浮分离区、清水区组成的反应器主体，设置在布水区的布水装置，连接多相流溶气进水泵与布水装置的管道，设置在布水区和微电解填料区之间的穿孔隔板，设置在微电解填料区内的微电解填料，设置在微电解填料区和气浮分离区之间的隔网，设置在气浮分离区上部的排渣槽，设置在清水区下部的出水管，与出水管连接的出水控制阀。
2.根据权利要求1所述的高效微电解多相流气浮反应器，其特征在于所述的布水区位于反应器主体的下部，所述的微电解填料区位于反应器主体的中部，所述的气浮分离区位于反应器主体的上部，所述的清水区位于反应器主体的外侧，所述的布水区、微电解填料区通过隔板与清水区隔断。
【文档编号】C02F1/461GK103936208SQ201410142971
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】张亮, 王冬梅 申请人:无锡博美环境工程有限公司