一種水處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種水處理裝置，包括：反應器以及直流電源；反應器為雙層塔體結構，包括內(nèi)塔體和外塔體；內(nèi)塔體與外塔體之間設置棒形陽極，陽極與直流電源正極相連；內(nèi)塔體內(nèi)填充鐵屑形成鐵屑陰極，鐵屑陰極與直流電源負極相連；內(nèi)塔體的側(cè)面靠近底部位置設置進水口，用于將待處理廢水排入反應器；內(nèi)塔體底部設置曝氣裝置，用于驅(qū)動廢水向上流動；外塔體側(cè)面靠近頂部位置設置出水口，用于排出處理后的廢水；內(nèi)塔體側(cè)面設置導流孔，用于形成外塔體與內(nèi)塔體之間的流動；鐵屑陰極包括從頂部到底部相互連接的多個部分，該多個部分之間的位置能夠互相交換。
【專利說明】
一種水處理系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種水處理裝置，尤其是涉及一種利用電芬頓法處理有機廢水的裝置。
【背景技術】
[0002]目前，日益嚴重的水環(huán)境污染困擾著經(jīng)濟與社會的發(fā)展，也成為制約社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的主要因素。目前我國有機廢水污染的問題日益嚴重，對人類、動物健康和生態(tài)環(huán)境造成巨大的危害。尤其是印染行業(yè)等產(chǎn)生的廢水，具有水量大、有毒且難生物降解等特點，用傳統(tǒng)的廢水處理方法不能達到理想的處理效果。因此，高級氧化技術作為一種綠色環(huán)保技術，因為其反應迅速、徹底，沒有二次污染等優(yōu)點被廣泛關注。均檢測到抗生素的存在。
[0003]高級氧化技術中，芬頓技術產(chǎn)生的羥基自由基是一種有效凈化污染物的物質(zhì)，氧化無選擇性，而且能通過化合物的加成、取代、開環(huán)和電子轉(zhuǎn)移等化學作用，使污染物分解為C02和H20，最終達到無害化、資源化的目的。水處理中，高級氧化技術的機理就是羥基自由基的產(chǎn)生過程，羥基自由基形成以后，接著發(fā)生鏈式自由基反應，直接把水體中的污染物氧化降解成C02、H20和無機鹽。
[0004]電芬頓技術是芬頓技術的一種，通過電化學方法產(chǎn)生Fe2+、Fe3+或過氧化氫，由芬頓反應生成強氧化性羥基自由基，使污染物得到氧化，徹底礦化為二氧化碳、水及無機鹽的過程。電芬頓系統(tǒng)通電以后，陰陽兩極同時發(fā)生化學反應，陰極還原生成過氧化氫，陽極氧化生成鐵離子，在無隔膜的電解系統(tǒng)中形成回路，或者在有隔膜的電解系統(tǒng)中通過鹽橋或者其他導電裝置形成回路系統(tǒng)。
[0005]電芬頓技術具有操作簡單、反應快速的特點，越來越多的研究人員采用這種方法處理有機廢水。
[0006]現(xiàn)有技術中，201110112527.X的發(fā)明公開了一種電芬頓反應裝置，其利用本發(fā)明利用摻硼金剛石膜電極在含二價鐵離子的廢水體系中持續(xù)產(chǎn)生氧化能力極強的羥基自由基，同時借助微波的熱效應和非熱效應原位活化摻硼金剛石膜電極，增加電極的活性，并且促進了有機污染物在降解過程中的傳質(zhì)過程，因而強化了電芬頓反應的氧化能力，有效地加快了礦化反應速率。但是其采用常規(guī)的電解槽式結構，其極板多，質(zhì)量傳遞效果差，曝氣效果不理想。
[0007]201110061257.4的發(fā)明公開了一種雙塔式結構的電芬頓反應裝置，其通過使廢水在內(nèi)塔與外塔之間流動，提高反應器中的質(zhì)量傳遞效果以及電機效率。但是，201110061257.4還存在如下缺點:一方面，隨著反應的進行，被還原的有機物會附著在陰極表面，影響還原效果;而廢水中有機物的濃度從下往上隨著被凈化逐漸降低，這樣系統(tǒng)運行一段時間后，內(nèi)塔內(nèi)陰極的還原效果隨著高度降低而變差，從而導致需要更換整個陰極;另一方面，由于其在內(nèi)塔和外塔之間設置導流孔，廢水可能在內(nèi)塔底部就通過導流孔流到外塔，并且從出水口流出，而未充分經(jīng)過內(nèi)塔內(nèi)的陰極，導致其處理效果不佳。本發(fā)明作為201110061257.4的改進，能夠解決上述缺陷。在此，將201110061257.4的發(fā)明專利全文引用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]作為本發(fā)明的一個方面，提供了一種廢水處理裝置，包括:反應器以及直流電源，所述反應器為雙層塔體結構，包括內(nèi)塔體和外塔體;所述內(nèi)塔體與外塔體之間設置棒形陽極，所述陽極與所述直流電源正極相連;所述內(nèi)塔體內(nèi)填充鐵肩形成鐵肩陰極，所述鐵肩陰極與直流電源負極相連;所述內(nèi)塔體的側(cè)面靠近底部位置設置進水口，用于將待處理廢水排入反應器;所述內(nèi)塔體底部設置曝氣裝置，用于驅(qū)動廢水向上流動;所述外塔體側(cè)面靠近頂部位置設置出水口，用于排出處理后的廢水;所述內(nèi)塔體側(cè)面設置導流孔，用于形成外塔體與內(nèi)塔體之間的流動;所述內(nèi)塔體分為上半部分以及下半部分，所述導流孔設置于所述內(nèi)塔體的上半部分，所述內(nèi)塔體下半部分為封閉側(cè)面。
[0009]作為本發(fā)明的另外一個方面，提供了一種廢水處理裝置，包括:反應器以及直流電源，所述反應器為雙層塔體結構，包括內(nèi)塔體和外塔體;所述內(nèi)塔體與外塔體之間設置棒形陽極，所述陽極與所述直流電源正極相連;所述內(nèi)塔體內(nèi)填充鐵肩形成鐵肩陰極，所述鐵肩陰極與直流電源負極相連;所述內(nèi)塔體的側(cè)面靠近底部位置設置進水口，用于將待處理廢水排入反應器;所述內(nèi)塔體底部設置曝氣裝置，用于驅(qū)動廢水向上流動;所述外塔體側(cè)面靠近頂部位置設置出水口，用于排出處理后的廢水;所述內(nèi)塔體側(cè)面設置導流孔，用于形成外塔體與內(nèi)塔體之間的流動;所述導流孔的開口面積從低部到頂部逐漸增大。
[0010]優(yōu)選的，上述技術方案中，所述鐵肩陰極包括從頂部到底部相互連接的多個部分，所述多個部分之間的位置能夠互相交換。
[0011]優(yōu)選的，上述技術方案中，所述導流孔為截面從導流體內(nèi)側(cè)到外側(cè)逐漸增大的圓臺形。
[0012]優(yōu)選的，上述技術方案中，所述導流孔與所述內(nèi)塔體底面成大于5度的特定夾角。
[0013]優(yōu)選的，上述技術方案中，還包括設置于外塔體頂部的紫外光源，所述紫外光源用于向所述廢水照射紫外光。
[0014]優(yōu)選的，上述技術方案中，所述鐵肩陰極與所述內(nèi)塔體內(nèi)側(cè)面之間設置有間隙，所述間隙大小為內(nèi)塔體半徑的1/5?1/4之間。
[0015]優(yōu)選的，上述技術方案中，所述間隙設置于內(nèi)塔體的上半部分，所述鐵肩陰極與所述內(nèi)塔體的下半部分之間沒有間隙。
[0016]作為本發(fā)明的另外一個方面，提供一種廢水處理裝置，包括:反應器以及直流電源，所述反應器為雙層塔體結構，包括內(nèi)塔體和外塔體;所述內(nèi)塔體與外塔體之間設置棒形陽極，所述陽極與所述直流電源正極相連;所述內(nèi)塔體內(nèi)設置陰極，用于通過抱起形成過氧化氫;所述內(nèi)塔體的側(cè)面靠近底部位置設置進水口，用于將待處理廢水排入反應器;所述內(nèi)塔體底部設置曝氣裝置，用于驅(qū)動廢水向上流動;所述外塔體側(cè)面靠近頂部位置設置出水口，用于排出處理后的廢水;所述內(nèi)塔體側(cè)面設置導流孔，用于形成外塔體與內(nèi)塔體之間的流動。優(yōu)選的，所述陰極為螺旋形。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的一個實施例的示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明一個實施例的內(nèi)塔體的側(cè)面示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]參見圖1，本發(fā)明的廢水處理裝置包括反應器I以及直流電源2。反應器I為雙層塔體結構，包括內(nèi)塔體11和外塔體12 O內(nèi)塔體11與外塔體12之間設置棒形陽極13，棒形陽極13與直流電源2的正極相連。內(nèi)塔體11內(nèi)填充鐵肩形成鐵肩陰極17，鐵肩陰極17與直流電源2的負極11相連。鐵肩陰極17是以金屬加工產(chǎn)生的廢鐵肩為材料，采用10%質(zhì)量濃度稀鹽酸清洗20分鐘去除表面油污，再用清水沖洗至洗后水pH值為6-8，然后在其表面化學沉積金屬Ag或者Ti，以形成電芬頓雙金屬陰極。將其填充于內(nèi)塔之中，堆密度為2.0T/ m3?2.5T/ m3。并用導線將鐵肩陰極17與直流供電器10負極相連。陰極17通過曝氣生成過氧化氫，同時陰極17表面還原Fe3+為Fe2+，在陰極17附近形成電芬頓反應區(qū)，使廢水中的有機物發(fā)生斷鏈或開環(huán)，而被迅速氧化分解。
[0021 ]內(nèi)塔體11的側(cè)面靠近底部位置設置進水口 14，用于將待處理廢水經(jīng)過預處理后排入反應器I。其中，優(yōu)選的，預處理條件為達到:pH值為2?4，總?cè)芙庑怨腆w可為400mg//L?600mg/L，亞鐵離子濃度為 0.2mmol/L ?0.4mm ο I /L
[0022]內(nèi)塔體11底部設置曝氣裝置15，用于驅(qū)動廢水向上流動。外塔體12側(cè)面靠近頂部位置設置出水口 16，用于排出處理后的廢水。內(nèi)塔體11分為上半部分111以及下半部分112。內(nèi)塔體的上半部分111設置導流孔1111，內(nèi)塔體11與外塔體12之間的流體通過導流孔111形成外塔體與內(nèi)塔體之間的流動。內(nèi)塔體的下半部分112為封閉側(cè)面，從而廢水無法從內(nèi)塔體的下半部分111流入內(nèi)塔體11和外塔體12之間的空間。通過這樣的設置，使廢水在經(jīng)過內(nèi)塔體的下半部分解處理后，才能夠進入內(nèi)塔體11和外塔體12之間的空間，從而避免了廢水從內(nèi)塔底部就通過導流孔流到外塔，并且從出水口流出，而未充分經(jīng)過內(nèi)塔內(nèi)的陰極，導致其處理效果不佳的問題。
[0023]優(yōu)選的，如圖2所示，可以將內(nèi)塔體側(cè)面的導流孔1111為截面從導流體內(nèi)側(cè)到外側(cè)逐漸增大的圓臺形，從而可以增加流體在內(nèi)外塔之間的流動，提高處理效率。更進一步優(yōu)選的，可以將導流孔與所述內(nèi)塔體底面成大于5度的特定夾角。
[0024]鐵肩陰極17包括從頂部到底部相互連接的三個部分171、172以及173，這三個部分之間的位置能夠互相交換，這樣在系統(tǒng)運行一段時間后，可以將處理效果低的位置與處理效果高的位置互換，例如，將173部分的位置與171部分的位置互換，從而使得鐵肩陰極17的各個位置之間的性能下降保持一致，延長鐵肩陰極17的使用壽命。
[0025]優(yōu)選的，可以在外塔體12的頂部設置紫外光源，所述紫外光源用于向廢水照射紫外光，從而提高廢水的處理性能。由于內(nèi)塔體內(nèi)由鐵肩陰極填充，導致其內(nèi)部用于分解廢水的空間不足，影響其處理性能。優(yōu)選的，可以在鐵肩陰極17與內(nèi)塔體11內(nèi)側(cè)面之間設置有間隙，間隙大小為內(nèi)塔體11半徑的1/5?1/4之間，從而一方面可以提高內(nèi)塔體11內(nèi)的水容納空間，另一方面，不至于因為距離鐵肩陰極過遠無法形成電芬頓反應。優(yōu)選的，間隙設置于內(nèi)塔體的上半部分，所述鐵肩陰極與所述內(nèi)塔體的下半部分之間沒有間隙。
[0026]作為本發(fā)明的另一個實施例，提供了一種廢水處理裝置，包括:反應器以及直流電源，所述反應器為雙層塔體結構，包括內(nèi)塔體和外塔體;所述內(nèi)塔體與外塔體之間設置棒形陽極，所述陽極與所述直流電源正極相連;所述內(nèi)塔體內(nèi)填充鐵肩形成鐵肩陰極，所述鐵肩陰極與直流電源負極相連;所述內(nèi)塔體的側(cè)面靠近底部位置設置進水口，用于將待處理廢水排入反應器;所述內(nèi)塔體底部設置曝氣裝置，用于驅(qū)動廢水向上流動;所述外塔體側(cè)面靠近頂部位置設置出水口，用于排出處理后的廢水;所述內(nèi)塔體側(cè)面設置導流孔，用于形成外塔體與內(nèi)塔體之間的流動;所述導流孔的開口面積從低部到頂部逐漸增大。通過這樣的設置，能夠使從內(nèi)塔體底部流出的廢水盡可能的少，從而提高系統(tǒng)的處理效果。
[0027]上述實施例中的僅用于示范性的表示本發(fā)明的內(nèi)容。另外，本領域技術人員還可于本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，只要其不偏離本發(fā)明的技術效果均可。這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應包含在本發(fā)明所要求保護的范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種廢水處理裝置，包括:反應器以及直流電源，所述反應器為雙層塔體結構，包括內(nèi)塔體和外塔體;所述內(nèi)塔體與外塔體之間設置棒形陽極，所述陽極與所述直流電源正極相連;所述內(nèi)塔體內(nèi)填充鐵肩形成鐵肩陰極，所述鐵肩陰極與直流電源負極相連;所述內(nèi)塔體的側(cè)面靠近底部位置設置進水口，用于將待處理廢水排入反應器;所述內(nèi)塔體底部設置曝氣裝置，用于驅(qū)動廢水向上流動;所述外塔體側(cè)面靠近頂部位置設置出水口，用于排出處理后的廢水;所述內(nèi)塔體側(cè)面設置導流孔，用于形成外塔體與內(nèi)塔體之間的流動;其特征在于:所述鐵肩陰極包括從頂部到底部相互連接的多個部分，所述多個部分之間的位置能夠互相交換。2.根據(jù)權利要求1所述的廢水處理裝置，其特征在于:所述鐵肩陰極與所述內(nèi)塔體內(nèi)側(cè)面之間設置有間隙，所述間隙大小為內(nèi)塔體半徑的1/5?1/4之間。3.根據(jù)權利要求1-2所述的廢水處理裝置，其特征在于:所述間隙設置于內(nèi)塔體的上半部分，所述鐵肩陰極與所述內(nèi)塔體的下半部分之間沒有間隙。
【文檔編號】C02F1/461GK106006855SQ201610509328
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年5月16日
【發(fā)明人】趙東旭
【申請人】趙東旭