申请日2015.10.28
公开(公告)日2016.03.02
IPC分类号C02F1/461; C02F1/72; C02F1/30
摘要
本实用新型公开了一种能实现多种降解模式的废水降解装置，包括废水存放池，其特征在于，还包括铁炭微电解箱、pH调节剂加注箱、过氧化氢加注箱、FeSO4·7H2O加注箱、废水输送泵、空气泵、出水泵以及多个控制开关等构件。本实用新型能够实现有机废水的单独铁炭微电解批式处理、单独的铁炭微电解连续处理、单独的Fenton或光Fenton批式处理、单独的Fenton或光Fenton连续处理、铁炭微电解和(光)Fenton技术联用分段批式处理、铁炭微电解和(光)Fenton技术联用连续处理、铁炭微电解和(光)Fenton技术联用循环批式处理等多种废水处理的功能。
摘要附图
权利要求书
1.一种能实现多种降解模式的废水降解装置，包括废水存放池，其特征在于，还包括铁炭微电解箱，废水存放池通过废水输送管道和铁炭微电解箱下端连通，废水输送管道中设置有用于实现废水存放池放出废水控制的第一控制开关和用于控制废水及回流废水向铁炭微电解箱输送的废水输送泵，铁炭微电解箱下端还连通设置有空气进气管且空气进气管上安装有空气流量计和空气泵，铁炭微电解箱一侧上部和下部各连通设置有一个出水管，上部的出水管上安装有用于实现出水控制的第二控制开关，下部的出水管上安装有出水泵，上部的出水管道经过第二控制开关后，与下部的出水管道经过出水泵后连通汇聚为单一出水管，所述铁炭微电解箱顶部通过一个安装有第三控制开关的管道向上连接到一个pH 调节剂加注箱，所述单一出水管上通过安装有第四控制开关的管道向上连接到所述pH调节剂加注箱，还通过一个安装有第五控制开关的管道向上连接到一个过氧化氢加注箱，并通过一个安装有第六控制开关的管道向上连接到一个FeSO4·7H2O加注箱;所述单一出水管道前端连通到一个光Fenton反应器的下端，光Fenton反应器的光源所在控制电路中设置有用于控制光源的电源通断的第七控制开关，光Fenton反应器一侧上部连通设置有出水管，出水管的出水端通过安装有第八控制开关的管道连接到后处理装置，出水管的出水端还通过安装有第九控制开关的循环废水管道连接回所述铁炭微电解箱的废水输送管道上，并位于第一控制开关和废水输送泵之间位置。
2.如权利要求1所述的能实现多种降解模式的废水降解装置，其特征在于，所述第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关、第四控制开关、第五控制开关、第六控制开关、第七控制开关、第八控制开关和第九控制开关，以及所述废水输送泵、空气泵和出水泵均为电控结构且电控端均连接到一个自动控制器控制面板上。
3.如权利要求2所述的能实现多种降解模式的废水降解装置，其特征在于，光Fenton反应器包括一个整体竖向设置且两端封闭的圆筒形的壳体，壳体内腔体积和铁炭微电解箱内腔体积匹配，光Fenton反应器的光源上端固定在壳体上端中间位置且下端竖向延伸至壳体内腔靠近底部位置，壳体下端和单一出水管道前端连通，壳体上端连接出水管。
4.如权利要求3所述的能实现多种降解模式的废水降解装置，其特征在于，铁炭微电解箱一侧的上下端连通设置有一根竖向的用于显示水位的水位平衡管。
说明书
能实现多种降解模式的废水降解装置
技术领域
本实用新型属于废水处理领域，具体涉及一种能实现多种降解模式的废水降解装置。
背景技术
现代社会城市生活以及很多工厂的工业过程中，均会产生大量污水废水，需要经过处理降解后才能排放。其中，对于有机废水处理，现有以下的几种降解技术。
(1)铁炭微电解法是基于电化学中的原电池原理对废水进行处理的，具有成本低，操作简便的特点。铁炭微电解工艺的电解材料一般采用铸铁屑和活性炭或者焦炭，铸铁屑和其周围的炭粉形成原电池，铁与炭在水环境中产生电位差。因此利用微电解进行废水处理的过程实际上是内部和外部双重电解的过程,或者称之为存在微观和宏观的原电池反应。铁为阳极，碳为阴极，反应式如下：
经微电解产生的新生态H有较高的活性，与有机废水中的污染物发生氧化还原反应，从而达到降解的效果。
但是铁炭微电解技术对污染物的处理速率较慢，对难降解有机污染物的处理效果不好且不能充分利用微电解产生的亚铁离子。
(2)高级氧化技术(简称AOPs)是以产生具有强氧化能力的氢氧自由基(·OH)为特点，在高温高压、电、声、光、催化剂等反应条件下，使大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质的方法。AOPs技术能将可生化性差、相对分子质量大的物质直接矿化或提高污染物的可生化性，在难降解有机物质的处理方面具有较大的优势。高级氧化技术中应用较多的是Fenton技术，Fenton技术是一种公认高效降解有机污染物的方法。其原理是通过Fe2+与H2O2的反应生成·OH，利用·OH具有的强氧化性实现对有机物的氧化降解。Fenton技术中加入强光激发氧化后又称为光Fenton技术，是在体系中利用光的作用增强体系产生· OH的浓度和速度，从而加快实现有机物的去除。
Fenton体系中发生一系列化学反应，反应机理如下：
该方法主要适用于酸性条件，由于药剂的使用，使(光)Fenton技术具有原料成本高，操作条件也要求高的缺点。
上述处理方法各有其技术优势和不足，但都是单一应用，故如果能够开发一种能够将铁炭微电解、Fenton、光Fenton等多种技术联用的技术，则能够充分发挥各技术的优势，避免单一技术的不足，提高废水降解效果，并极大地提高应用范围。
实用新型内容
针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种既能够实现铁炭微电解与(光)Fenton技术各自单用，也能够实现两者联用的能实现多种降解模式的废水降解装置，以解决现有单独的铁炭微电解技术对污染物的处理速率较慢，对难降解有机污染物的处理效果不好且不能充分利用微电解产生的亚铁离子，以及单独的(光) Fenton技术具有原料成本高，操作条件也要求高的缺点;提高废水降解效率和效果，并扩大其废水处理应用的范围。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：
一种能实现多种降解模式的废水降解装置，包括废水存放池，其特征在于，还包括铁炭微电解箱，废水存放池通过废水输送管道和铁炭微电解箱下端连通，废水输送管道中设置有用于实现废水存放池放出废水控制的第一控制开关和用于控制废水及回流废水向铁炭微电解箱输送的废水输送泵，铁炭微电解箱下端还连通设置有空气进气管且空气进气管上安装有空气流量计和空气泵，铁炭微电解箱一侧上部和下部各连通设置有一个出水管，上部的出水管上安装有用于实现出水控制的第二控制开关，下部的出水管上安装有出水泵，上部的出水管道经过第二控制开关后，与下部的出水管道经过出水泵后连通汇聚为单一出水管，所述铁炭微电解箱顶部通过一个安装有第三控制开关的管道向上连接到一个 pH调节剂加注箱，所述单一出水管上通过安装有第四控制开关的管道向上连接到所述pH调节剂加注箱，还通过一个安装有第五控制开关的管道向上连接到一个过氧化氢加注箱，并通过一个安装有第六控制开关的管道向上连接到一个FeSO4·7H2O加注箱(其中第三控制开关用于控制铁炭微电解箱废水的pH值，第四控制开关用于控制铁炭微电解箱出水的pH值);所述单一出水管道前端连通到一个光Fenton反应器的下端，光Fenton反应器的光源所在控制电路中设置有用于控制光源的电源通断的第七控制开关，光Fenton反应器一侧上部连通设置有出水管，出水管的出水端通过安装有第八控制开关的管道连接到后处理装置，出水管的出水端还通过安装有第九控制开关的循环废水管道连接回所述铁炭微电解箱的废水输送管道上，并位于第一控制开关和废水输送泵之间位置。
这样，本实用新型的装置，能够用于实现铁炭微电解与(光)Fenton技术联用，并能够提供多种操作模式，能够实现有机废水的单独铁炭微电解批式处理、单独的铁炭微电解连续处理、单独的Fenton或光Fenton批式处理、单独的Fenton或光Fenton连续处理、铁炭微电解和(光)Fenton技术联用分段批式处理、铁炭微电解和(光)Fenton技术联用连续处理、铁炭微电解和(光)Fenton技术联用循环批式处理等多种废水处理的功能。
作为优化，铁炭微电解箱一侧的上下端连通设置有一根竖向的用于显示水位的水位平衡管。这样，可以方便观察铁炭微电解箱内的水位情况。
作为优化，所述第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关、第四控制开关、第五控制开关、第六控制开关、第七控制开关、第八控制开关和第九控制开关，以及所述废水输送泵、空气泵和出水泵均为电控结构且电控端均连接到一个自动控制器控制面板上。
这样，可以方便进行控制操作，以调整和实现各种降解操控模式。
作为优化，光Fenton反应器包括一个整体竖向设置且两端封闭的圆筒形的壳体，壳体内腔体积和铁炭微电解箱内腔体积匹配，光Fenton反应器的光源上端固定在壳体上端中间位置且下端竖向延伸至壳体内腔靠近底部位置，壳体下端和单一出水管道前端连通，壳体上端连接出水管。
这样，可以提高处理效率，保证批式处理时的整体效率。
上述能实现多种降解模式的废水降解装置，在预先关闭所有的控制开关以及废水输送泵、空气泵和出水泵的前提下，能够进行以下降解处理，
执行单独的铁炭微电解批式处理模式，具体操作为依次执行以下步骤：
①开启第一控制开关和废水输送泵直至铁炭微电解箱装满废水，然后关闭第一控制开关和废水输送泵;
②开启第三控制开关调节pH值;
③关闭第三控制开关，开启空气泵进气并运行一段时间;
④关闭空气泵，打开第八控制开关和出水泵，输出处理后的废水至后处理装置;
这样就实现单独的铁炭微电解批式处理废水的操作;
或者执行单独的铁炭微电解连续处理模式，具体操作为依次执行以下步骤：
开启第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关、第八控制开关和第九控制开关，开启并调节废水输送泵和空气泵控制流速，铁炭微电解箱工作实现单独的铁炭微电解连续处理废水的操作;
或者执行单独的Fenton或光Fenton批式处理模式，具体操作为依次执行以下步骤：
①在铁炭微电解箱中不添加铁碳的情况下，开启第一控制开关、废水输送泵和出水泵，使光Fenton反应器出水管中充满待处理废水;
②关闭第一控制开关、废水输送泵和出水泵，开启第四控制开关、第五控制开关和第六控制开关调节pH值和Fenton试剂用量，同时保持第七控制开关为关闭状态运行一段时间，实现Fenton处理;或者保持第七控制开关为开启状态运行一段时间，实现光Fenton处理;
③处理完毕后关闭已打开的第四控制开关、第五控制开关、第六控制开关和第七控制开关，开启第八控制开关和出水泵，排出处理后的废水至后处理装置;实现单独的 Fenton或光Fenton批式处理废水的操作;
或者执行单独的Fenton或光Fenton连续处理模式，具体操作为依次执行以下步骤：
在铁炭微电解箱中不添加铁碳的情况下，开启第一控制开关、第二控制开关、第四控制开关、第五控制开关、第六控制开关、第八控制开关、第九控制开关、废水输送泵和空气泵、同时保持关闭或者开启第七控制开关;实现单独的Fenton或光Fenton连续处理废水的操作;
或者执行铁炭微电解和Fenton技术，或铁炭微电解和光Fenton技术联用分段批式处理操作模式，具体操作为依次执行以下步骤：
①开启第一控制开关、第三控制开关和废水输送泵，使废水充满铁炭微电解箱;
②关闭第一控制开关，第三控制开关和废水输送泵，打开空气泵运行一段时间;
③关闭空气泵，打开出水泵和第八控制开关，将铁炭微电解箱中废水输至Fenton 反应器中;
④关闭出水泵，开启第四控制开关、第五控制开关和第六控制开关、保持第七控制开关关闭或者打开，运行一段时间;
⑤关闭第四控制开关、第五控制开关、第六控制开关和第七控制开关，开启出水泵，排出处理后的废水至后处理装置;实现铁炭微电解和Fenton技术，或铁炭微电解和光 Fenton技术联用分段批式处理废水的操作;
或者执行铁炭微电解和Fenton技术，或铁炭微电解和光Fenton技术联用循环批式处理操作模式，具体操作为依次执行以下步骤：
①开启第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关、第五控制开关、第六控制开关、第九控制开关和废水输送泵，保持第七控制开关关闭或者打开，使废水充满铁炭微电解箱及整个管道回路;
②关闭第一控制开关，打开空气泵运行一段时间;
③关闭空气泵，第二控制开关、第三控制开关、第五控制开关、第六控制开关、第七控制开关和第九控制开关，打开第八控制开关和出水泵，排出处理后废水至后处理装置;实现铁炭微电解和Fenton技术，或铁炭微电解和光Fenton技术联用循环批式处理废水的操作;
或者执行铁炭微电解和Fenton技术，或铁炭微电解和光Fenton技术联用连续处理模式，具体操作为依次执行以下步骤：
开启第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关、第五控制开关、第六控制开关、、第八控制开关、第九控制开关、废水输送泵和空气泵，保持第七控制开关关闭或者开启，实现铁炭微电解和Fenton技术，或铁炭微电解和光Fenton技术联用连续处理废水的操作。
这样，就能够靠本实用新型的装置实现多种降解模式的处理方式，可以根据需要灵活应用以适应不同情况和对象的污水处理。极大地提高了装置的应用范围。其中铁炭微电解和(光)Fenton技术联用时，在铁炭微电解装置中，铁和炭进行微电解反应，会产生亚铁离子，并降解一部分的有机污染物，再通过泵将已经有亚铁离子的降解液输到(光)Fenton 装置中，在(光)Fenton装置中会通过加注口添加一定量的Fenton试剂(H2O2及FeSO4·7H2O)，此时，从铁炭微电解装置中输到(光)Fenton中的降解液便进行了两次的降解反应，即铁炭微电解和(光)Fenton反应，即实现了铁炭微电解和(光)Fenton两种技术的联用降解废水。铁炭微电解步骤最主要是可以为Fenton体系提供一定量的Fe2+，为后面的Fenton试剂节省原料，降低Fe2+用量，减少了二次污染，同时也保持了H2O2较高的利用率，从而实现对有机废水的高效处理。
综上所述，本实用新型既能够实现铁炭微电解与(光)Fenton技术各自单用，也能够实现两者联用的能实现多种降解模式的废水降解装置，解决了现有单独的铁炭微电解技术对污染物的处理速率较慢，对难降解有机污染物的处理效果不好且不能充分利用微电解产生的亚铁离子，以及单独的(光)Fenton技术具有原料成本高，操作条件也要求高的缺点;提高了废水降解效率和效果，并扩大其废水处理应用的范围。