申请日2009.07.20
公开(公告)日2010.09.29
IPC分类号C02F1/461
摘要
本实用新型提供一种微电解废水处理设备，包括反应器(1)和进气管(2)，其特征在于：所述反应器(1)中还设有搅拌装置(3);所述搅拌装置(3)安装在传动轴(4)上，所述传动轴(4)的上部与电机相接。本实用新型通过在反应器内设置搅拌装置，对反应器内的填料进行搅拌，能够有效防止铁-碳发生钝化、板结，保证空气在填料层中的传输。
权利要求书
1.一种微电解废水处理设备，包括反应器(1)和进气管(2)，其特征在于：所述反应器(1)中还设有搅拌装置;所述搅拌装置(3)安装在传动轴(4)上，所述传动轴(4)的上部与电机相接。
2.根据权利要求1所述的微电解废水处理设备，其特征在于：所述搅拌装置为单螺式搅拌桨(3)。
3.根据权利要求2所述的微电解废水处理设备，其特征在于：所述传动轴(4)设在所述反应器(1)的轴心位置。
4.根据权利要求3所述的微电解废水处理设备，其特征在于：所述单螺式搅拌桨(3)的叶片外缘与所述反应器(1)的内壁保持5～15cm的空隙;所述单螺式搅拌桨(3)平均分布在从填料层底部10～30cm以上起至填料层顶部10～30cm以下的位置。
5.根据权利要求4所述的微电解废水处理设备，其特征在于：所述传动轴(4)的上部为实心轴，下部为中空轴;所述传动轴(4)的下部伸出所述反应器(1)，与所述进气管(2)连接;所述反应器(1)内的传动轴(4)的中空轴处设有与空心轴连通的空心穿孔管(5)。
6.根据权利要求5所述的微电解废水处理设备，其特征在于：所述空心穿孔管(5)远离所述传动轴(4)的一端用闷板封死;所述空心穿孔管(5)上设有曝气孔(11)，所述曝气孔(11)开孔方向为斜向45度向下，设置在前进方向的背面一侧。
7.根据权利要求5所述的微电解废水处理设备，其特征在于：所述传动轴(4)与所述进气管(2)转动承接。
8.根据权利要求1～7中任一权利要求所述的微电解废水处理设备，其特征在于：所述反应器(1)为立式圆筒反应器，底部为圆锥形漏斗。
9.根据权利要求8所述的微电解废水处理设备，其特征在于：所述反应器(1)上还设有进水口(6)、出水口(7)和排渣口(8);
所述进水口(6)由立式反应器圆锥体部分的底部横向进入，进入后微弯，管口斜向向下;
所述反应器(1)的上部设有溢流堰(9)，所述溢流堰(9)外设置一集水槽(10)，所述出水口(7)设置在所述集水槽(10)上;
所述排渣口(8)为电动闸门，设置在距所述反应器(1)的底部以上20～50cm处。
10.根据权利要求9所述的微电解废水处理设备，其特征在于：所述溢流堰(9)与填料层之间的距离不少于0.6米。
说明书
一种微电解废水处理设备
技术领域
本实用新型涉及一种水处理设备，尤其涉及一种微电解废水处理设备。
背景技术
铁碳微电解已经越来越广泛的应用于难降解有机废水预处理的方法。其基本原理是，将铁屑和碳颗粒浸没在酸性废水中，由于铁和碳之间的电极电位差，废水中会形成无数个微原电池。这些细微电池是以电位低的铁成为阳极，电位高的碳为阴极，在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应的。反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液。由于铁离子有混凝作用，它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸，形成比较稳定的絮凝物(铁泥)而去除。通过铁碳微电解反应，可以显著提高废水中难生物降解有机物的可生化性，为进一步生化处理创造有利条件。其反应过程如下：
阳极(Fe)：Fe-2e→Fe2+
阴极(C)：2H++2e→2[H]→H2
反应中，产生的了初生态的Fe2+和原子[H]，它们具有高化学活性，能改变废水中许多有机物的结构和特性，使有机物发生断链、开环等作用。若有曝气，即充氧和防止铁屑板结。还会发生下面的反应：
O2+4H++4e→2H2O
O2+2H2O+4e→4OH-
2Fe2++O2+4H+→2H2O+Fe3+
反应中生成的OH是出水pH值升高的原因，而由Fe2+氧化生成的Fe3+逐渐水解生成聚合度大的Fe(OH)3胶体絮凝剂，可以有效地吸附、凝聚水中的污染物，从而增强对废水的预处理效果。铁碳微电解主要特点是：
(1)反应速率快，一般工业废水只需要半小时至数小时;
(2)作用有机污染物质范围广，如有机氮，含有偶氟、碳双键、硝基、卤代基结构的难降解有机物质，显著提高废水可生化性，降低对生化系统的毒性;
(3)运行成本极低(和其他化学、电化学方法比)，只需要消耗少量的单质铁(最理想、价廉的是金属加工废铁颗粒);
(4)使用寿命长，维护方便，只要定期的添加铁屑，惰性电极不用更换;
(5)具有良好的混凝效果，COD去除率高;
(6)可以达到化学沉淀除磷的效果，还可以通过还原除重金属;
但是，传统的微电解塔经2-3个月运后铁-碳易发生钝化、板结，降低效果并逐渐失去作用。由于填料层的板结，空气不能均匀分布现象也大大降低了铁碳微电解的效率，同时板结也给气体的传输增大了阻力，降低了曝气效率。
同时，由于填料层为较高密度的铁碳混合物，孔隙率底，采用传统的曝气方式往往会造成气泡在填料层运动缓慢，无法分散上升的现象，最终导致气体汇集、气泡加大成流，即阻碍了填料与废水的接触，同时也降低了氧转移效率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能有效防止板结、可长期稳定运行的微电解废水处理设备。
本实用新型的目的是这样实现的：一种微电解废水处理设备，包括反应器和进气管，所述反应器中还设有搅拌装置;所述搅拌装置安装在传动轴上，所述传动轴的上部与电机相接。
上述反应器内部为铁碳混合床，混合床中填充铁碳混合物;为了使铁碳混合填料在所述反应器内由底部经所述反应器壁缘向上推进，在达到顶部时向中心移动，而后自然下沉至圆锥底部，形成循环，所述搅拌装置优选单螺式搅拌桨。
为了搅拌力度均匀，所述传动轴设在所述反应器的轴心位置。
作为本实用新型的一种最佳设计，所述单螺式搅拌桨的叶片外缘与所述反应器的内壁保持5～15cm的空隙;所述单螺式搅拌桨平均分布在从填料层底部10～30cm以上起至填料层顶部10～30cm以下的位置。
为了使曝气系统能够在填料层中均匀布气，提高曝气效率，所述传动轴的上部为实心轴，下部为中空轴;所述传动轴的下部伸出所述反应器，与所述进气管连接;所述反应器内的传动轴的中空轴处设有与空心轴连通的空心穿孔管，利用传动轴的转动带动所述空心穿孔管进行运动布气。
所述空心穿孔管远离所述传动轴的一端用闷板封死;所述空心穿孔管上设有曝气孔，根据曝气需求布置所述曝气孔数量，所述曝气孔直径为3-15mm，所述曝气孔开孔方向为斜向45度向下，设置在前进方向的背面一侧。工作时，气体经所述进气管进入到空心传动轴中，由空心传动轴输送至各个空心穿孔管中，最后经空心穿孔管的小孔进入到混合填料层中。
为了转动方便，所述传动轴与所述进气管转动承接。
为了反应效果好，所述反应器为立式圆筒反应器，底部为圆锥形漏斗。
作为本实用新型的进一步优化，所述反应器上还设有进水口、出水口和排渣口;
所述进水口由立式反应器圆锥体部分的底部横向进入，进入后微弯，管口斜向向下;
所述反应器的上部设有溢流堰，所述溢流堰外设置一集水槽，所述出水口设置在所述集水槽上;
所述排渣口为电动闸门，设置在距所述反应器的底部以上20～50cm处，排渣口直径通常为30cm。
为了使悬浮物充分沉淀，所述溢流堰与填料层之间的距离不少于0.6米。
本实用新型的有益效果为：
1、本实用新型通过在反应器内设置搅拌装置，对反应器内的填料进行搅拌，能够有效防止铁一碳发生钝化、板结，保证空气在填料层中的传输;
2、本实用新型优选单螺浆作为填料搅拌、混合、运动的推动浆，结构比较简单，却能产生特别理想的搅拌效果，一方面大大提高了反应器内铁碳混合物与被处理废水的均匀分散效果，使铁碳填料真正做到不结块、不分层;另一方面大大提高了反应器的装载能力，在相同反应器条件下，现有的叶片搅拌式反应器铁碳填料只能装载反应器容积的二分之一以内，而现在可以装载到二分之一以上，因此大大提高了反应器的COD处理负荷;
3、由于单螺浆采用的是周边运动的形式，机械力能够均匀的作用于四周的填料，使混合填料在反应器内定向缓慢移动，不仅提高了反应器内铁碳填料的均匀分散效果，同时填料在反应器中的沉降循环使搅拌效果非常明显，能够使整个填料层匀和运动;而且，单螺浆的搅拌方式将区域搅拌改为定向流动，保护填料免受强制机械力的破碎，保护了填料的完整性，从机械效率角度所需的动力较小，节省了运行费用。
4、本实用新型反应器采用设计独特的移动式曝气管，将曝气管安置在运动的传动轴上，通过传动轴输送气体，气体被运动的空心穿孔管均匀的分布于填料层的各个部位，避免出现断流、短流等效率低下的曝气方式，有效避免了气体汇集、运动不畅的现象，大大提高了反应器内铁碳混合物与被处理废水的均匀分散效果和曝气效率，从而达到提高COD的处理效率;
5、本实用新型的传动轴设置在反应器的轴心位置，搅拌力度均匀;搅拌桨上部、底部两头固定，搅拌系统稳定，搅拌桨不易变形和移位，克服了以往叶片搅拌式机械传动部分以及密封件容易损坏的问题，同时也延长了反应器的使用寿命;
6、本实用新型反应器的进水口位置设置在反应器圆锥体部分的底部，进水口的出口段在反应器底部沿内壁切线方向射流布置，进水位置为填料层循环运动的提升起点，能够保证污水随着填料层进行共运动，延长了废水的路径，有效接触时间更长;
7、本实用新型由于反应器内铁碳填料的装载量增加，也克服了水流的短路现象，使废水能够与铁碳填料充分接触，从而提高处理效率;
8、由于废水与填料的共移动，这样大大延长废水在反应器内的停留时间，同样条件下，废水的流程更长，与铁碳接触时间更多，提高了处理效率。