转动式废水处理技术

发布时间:2018-7-15 19:35:16

  申请日2013.04.10

  公开(公告)日2013.06.26

  IPC分类号C02F1/461; C02F1/72; C02F3/30; C02F3/02; C02F3/08; C02F3/28

  摘要

  本发明涉及一种转动式废水处理装置,它包括容器,在所述容器内设有转轴,在所述转轴一端设有一以所述转轴为轴心的带齿的转盘,在所述转盘上设有以所述转轴为中心的两组滚筒,在所述滚筒上设有细缝,在所述容器上设有驱动装置,所述驱动装置通过链条与所述转盘连接,在安装所述驱动装置的容器侧壁上设有出水管和排泥管,在所述容器对应的另一侧壁上设有进水管和放空管。本发明不仅充分搅拌废水,而且可以同时进行充氧,滚筒内可以填充微电解材料,实现电化学和物理处理过程,并能阻止结块和堵塞。

  权利要求书

  1.一种转动式废水处理装置,其特征在于:它包括容器(1), 在所述容器(1)内设有转轴(2),在所述转轴(2)一端设有一以所 述转轴(2)为轴心的带齿的转盘(3),在所述转盘(3)上设有以所 述转轴(2)为中心的两组滚筒(4),在所述滚筒(4)上设有细缝(5), 在所述容器(1)上设有驱动装置(6),所述驱动装置(6)通过链条 (7)与所述转盘(3)连接,在安装所述驱动装置(6)的容器(1) 侧壁上设有出水管(8)和排泥管(9),在所述容器(1)对应的另一 侧壁上设有进水管(10)和放空管(11)。

  2.根据权利要求1所述的转动式废水处理装置,其特征在于: 所述转盘(3)为一个或两个。

  3.根据权利要求1所述的转动式废水处理装置,其特征在于: 所述转盘(3)为两个,分别设在转轴(2)的两端。

  4.根据权利要求3所述的转动式废水处理装置,其特征在于: 在所述转盘(3)之间设有刮板(12)。

  5.根据权利要求4所述的转动式废水处理装置,其特征在于: 所述刮板(12)成对设置。

  6.根据权利要求1所述的转动式废水处理装置,其特征在于: 所述滚筒(4)共为12个,分成内外两组,以所述转轴(2)为中心 均匀呈圆周分布。

  7.根据权利要求6所述的转动式废水处理装置,其特征在于: 在所述外组每两个滚筒(4)之间设有充氧滚筒(13)。

  8.根据权利要求1所述的转动式废水处理装置,其特征在于: 所述出水管(8)设置在所述容器(1)侧壁的上部,所述排泥管(9) 设置在所述容器(1)侧壁的下部。

  9.根据权利要求1所述的转动式废水处理装置,其特征在于: 所述进水管(10)设置在所述容器(1)侧壁的上部,所述放空管(11) 设置在所述容器(1)侧壁的下部。

  说明书

  一种转动式废水处理装置

  技术领域

  本发明涉及一种工业废水处理的装置,尤其适合于难生物降解有 机污染物、含磷或重金属离子废水的预处理。

  背景技术

  对于难生物降解的有机废水,需要通过预处理去除难降解物或提 高其可生化性。若水解酸化效果不明显,则需要前置更强的物化处理 设施。电化学是一种重要的预处理方法。

  微电解属于电化学中的内电解,是一种集电解、混凝、电絮凝、 吸附等多种物理、化学作用于一体的废水处理方法。微电解材料本身 是电解电极,其电极电位取决于废水及其组分,电极材料表面发生的 氧化还原反应具有多种可能的途径,并且受制于电解液(废水)的 pH。从金属腐蚀学的角度看,电极材料溶解到电解液后的终态可以根 据电位—pH图进行预判。废水中的污染物不仅可以在电解材料的表 面参与氧化还原反应,或被电极反应产物氧化还原转变成无害物或易 于后续微生物降解的产物,而且可以被电解材料溶解到废水后形成的 终态产物吸附,包括污染物反应产物,通过混凝、絮凝沉降分离出废 水。

  铁碳微电解更适合于处理偏酸性的废水,电极反应生成的新生态 H,Fe2+具有较强的还原能力,可使难降解的环状或带有不饱和键的有 机污染物断链,生成相对易降解的有机物。新生态的Fe2+具有吸附混 凝活性,能有效地去除水中的有机污染物和胶体物质,对废水中的磷 酸根也有较高的吸附去除效率。仍有其它材料配对的微电解,如铝碳、 铜铁,这些配对适合于pH更宽泛的废水,有效处理的污染物也不相 同。

  微电解材料工作过程中会消耗自身,表面附着固体物,导致处理 效果下降。严重的会产生结块、堵塞问题。已有一些专利,如中国专 利号03206783.6公开了“连续流强化微电解废水处理装置”、中国专 利号200520072494.0公开了“滚动卧式微电解催化氧化反应器”、中 国专利号200520072494.0公开了“滚筒式微电解反应装置及其水处 理方法”等,应用于废水处理。基于这些装置建立的滚筒式微电解水 处理方法,很好地解决了铁炭固定床的板结堵塞等问题。但是,应对 复杂的废水组分在单一装置中仍不能够提供多种微电解材料协同处 理的条件,并且需要滚筒驱动以外的动力源及部件实现废水的曝气充 氧。

  发明内容

  发明目的:本发明的目的是为了克服现有技术中的不足,提供一 种不仅充分搅拌废水,而且可以同时进行充氧,滚筒内可以填充微电 解材料,实现电化学和物理处理过程,并能阻止结块和堵塞的转动式 废水处理装置。

  技术方案:为了解决上述技术问题,本发明所述的一种转动式废 水处理装置,它包括容器,在所述容器内设有转轴,在所述转轴一端 设有一以所述转轴为轴心的带齿的转盘,在所述转盘上设有以所述转 轴为中心的两组滚筒,在所述滚筒上设有细缝,在所述容器上设有驱 动装置,所述驱动装置通过链条与所述转盘连接,在安装所述驱动装 置的容器侧壁上设有出水管和排泥管,在所述容器对应的另一侧壁上 设有进水管和放空管。

  所述转盘为一个或两个。

  所述转盘为两个,分别设在转轴的两端。

  在所述转盘之间设有刮板。

  所述刮板成对设置。

  所述滚筒共为12个,分成内外两组,以所述转轴为中心均匀呈 圆周分布。

  在所述外组每两个滚筒之间设有充氧滚筒。

  所述出水管设置在所述容器侧壁的上部,所述排泥管设置在所述 容器侧壁的下部。

  所述进水管设置在所述容器侧壁的上部,所述放空管设置在所述 容器侧壁的下部。

  本发明所述的滚筒两端的转盘至少有一个可以打开便于装卸填 料,滚筒壁上设若干缝隙或细孔,细小到足以阻止细颗粒填料漏出的 程度,且允许废水进出,原则上,缝隙或细孔的数量越多越好,但是 不能影响滚筒壁承载填料所需要的强度,可以用加强筋的方法保证滚 筒承载填料的能力;需要滚筒对液体曝气时,圆周向或轴向开设的缝 隙宜集中在整个滚筒圆周面某个局部,分布的最大径向角度不超过 90°,兼顾滚筒携带气体到液面下的位置与气体量。

  所述滚筒等分为两组,每组滚筒的规格相同,一端端面在同一平 面上,另一端端面在另一平面上;若两组圆筒同一规格,则可以将其 约束在同轴线的一对圆面上,构成一个转子;若两组圆筒长度不同, 则约束在同轴的两对圆面上,构成一个转子;每组圆筒规格统一,均 匀分布,若所装的填料也等重对称充装,则转子的质心在转子轴线上, 运转过程中若发生不对称性耗损,以及耗损量的多少可以方便于简单 的在线仪器检测,转子的转动驱动可以多种方式,采用链轮、皮带、 齿带等传动形式方便电机位置布置,并可以减少一级减速机构;采用 齿轮、蜗轮蜗杆传动,能够传递更大的扭矩,结构紧凑;若采用调速 电机,则转子的驱动设计集中在满足转矩方面。

  安放转子的容器用砼、钢或其他材料构建而成,支撑转子的结构 部分除考虑强度外,尽量采用减少转子轴磨损及摩擦阻力的结构。转 子驱动部件可以安放在容器内侧,也可以安放在容器外侧。安放在内 侧的,与废水接触的材料尽量采用耐腐蚀性强的;安放在外侧的情形 下,要考虑容器壁与外出轴的密封,防止容器内废水外泄。处理装置 用于废水厌氧、水解酸化和微电解处理时,安放在容器内或上方的电 机及其电器应选用防爆型的。

  尽管该装置有很强的搅拌混合功能,但是废水的进出水不宜相邻 布置或在容器的同一侧,尽量避免进出水短流。采用自流出水时,应 考虑应用场合。对于需要曝气的应用场合,随转子运动的外圆筒转至 最高位置时至少全部露出水面。最低自流出水水位应满足最大曝气能 力要求。不需要曝气的场合,转子可以完全淹没在水面以下,此时也 需要防止发生在水面区域的进出水短流。

  容器在转子的下方留有空间,作集泥和放空使用。产泥量较大的 应用中,可以考虑动力集泥排泥。一般地,该装置可以采用圆弧形底 部结构设计,在转子上安装刮泥板,方便比重较大的沉泥集中,提高 排泥浓度。

  具体的废水处理方法、装置工作过程或要求如下:

  装置在进水的同时驱动转子,废水不需要曝气则等待装置内水面 完全淹没最高位置处的圆筒后再驱动转子。初始的进水流量小于装置 的设计处理能力的50%,待处理水符合设计要求后逐步增加进水量(每 步≤10%)直至装置的设计处理能力,进入正常工作状态。

  微电解法处理pH值变化较大的废水时,采用多组配对的微电解 材料。每只圆筒放入一组配对材料,初始放置材料时每只圆筒内的材 料是等重的。多组配对材料堆积密度相差较大时,以最低密度的一组 材料的填装重量为准。每只圆筒填装的容积率一般不超过90%,消耗 较快的材料,以连续运行两天容积率变化达8%计,该组材料填装的 容积率可以达100%,即装满为止。填装相同配对材料的圆筒对称安 装在转子上,使得工作过程中的转子质心尽量少偏离其转动轴线,缩 小驱动转矩的波动范围。进水pH值变化不大的废水,选用单一的最 适宜的配对材料填装转子上所有的圆筒,填装原则同上。废水pH很 低时,易产生氢气,要求工作环境有良好的通风条件,必要时驱动电 机、电器电路按防爆要求设置。

  随着微电解材料的消耗,转子驱动转矩变小;各圆筒内材料消耗 速率不同会导致转子质心的偏移,使转子驱动转矩发生周期性的波 动。通过在线监测驱动转矩的大小、变化幅度及相位灵敏关联这些变 化,确定某位置圆筒内材料需要补充或进行所有圆筒内材料的补充。

  生物厌氧法和水解酸化法处理废水时,处理装置应加盖密闭,留 有观察液位的窗口,用通气管路引出产生的气体另行处置。驱动电机 及相关电器电路符合防爆要求。圆筒内填充材料采用中孔径或细孔径 的小块海绵或其它厌氧微生物易附着的多孔材料。材料自然状态下填 装的容积率可以100%。转子是否全部淹没在废水之中,视水质和处 理效果现场调整,如果需要曝气,圆筒上开设的缝隙处理遵循下述好 氧生物处理方法中的要求。

  好氧生物处理废水时,若产生扰民气味,处理装置应加通风盖, 通过管路引出有味气体另行处理。圆筒上的缝隙按前述具体内容处要 求开设,对废水曝气。曝气量的大小取决于溶解氧的浓度,可以通过 液位、转子转速双控制参数调节,也可以在液位不变的条件下,仅通 过转子转速进行调节。液位控制的最低要求见前述具体内容不丰。圆 筒内填装易生物附着的弹性填料,压缩率可达自然状态下体积的40%, 或装满自然状态下粗孔径的小块状海绵。

  有益效果:本发明与现有技术相比,其显著优点是:本发明整体 结构简单,采用多个滚筒构成转子结构,用单一的动力驱动了所有的 滚筒,转子转动一周,滚筒自身也转了一周,从而实现所有滚筒内填 料的翻滚,解决了微电解填料的表面更新、结块和堵塞问题;带缝隙 的滚筒在转子转动过程中位置也不断变化,并随转速的变化加快或减 慢滚筒内填料表面液体更新速率;利用滚筒开设缝隙的位置,调低液 面,至少使外圈滚筒循环进出液面,携带液面上方的气体到液面下释 放,实现对反应液体的曝气;由于滚筒内填充了微生物易附着材料填 料,其耐冲击负荷的能力要高于活性污泥法。

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