專利名稱：一種處理高色度難降解有機廢水的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理高色度難降解有機廢水的裝置，以處理各種高色度難降解有機廢水，例如印染廢水，造紙廢水，化工廢水等。屬水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
印染，造紙等產(chǎn)業(yè)排出的廢水大部分都是高色度難降解有機廢水，此類廢水中含有大量生物難降解及具有生物毒性的有機物，若沒有經(jīng)過有效處理排入環(huán)境會對生態(tài)環(huán)境造成嚴重的破壞，并且會進一步危害人類的健康。因此，此類廢水的有效處理，對生態(tài)環(huán)境的保護和人類的健康尤為重要。高色度難降解有機廢水具有色度高和生物難降解的特性，因此，去除色度和難降解有機物是處理此類廢水的突出問題。目前主要采用化學(xué)法，如電解法、混凝法、光催化法、 氧化法等；物理法，如吸附法、膜分離法等；生化法，如厭氧好氧工藝等的聯(lián)合應(yīng)用來處理此類廢水，一般傳統(tǒng)的方法是，化學(xué)法+生化法+物理法來進行處理，但隨著工業(yè)的發(fā)展，此廢水中含有的難降解有機物成分復(fù)雜，且含鹽量高，例如，由于化纖織物的發(fā)展和印染后整理技術(shù)的進步，使PVA漿料、新型助劑等難生物降解的有機大分子進入印染廢水中，生化效果很差，應(yīng)用傳統(tǒng)的處理方法很難達到有效地處理，且占地面積大，建設(shè)投資高。選擇有效地方法處理此類廢水十分重要。近年有研究表明，應(yīng)用電凝聚法處理此類廢水，具有設(shè)備小、占地少、運行管理簡單、脫色效果明顯、部分大分子團有機物降解成小分子團等優(yōu)點，但出水水質(zhì)仍達不到排放標準，只能作為預(yù)處理方法；應(yīng)用光催化法處理，其脫色效果顯著， COD去除率高，但色度過高時會降低紫外光的透射從而影響光催化效率，并且在較短時間內(nèi)光催化效果不是很明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是根據(jù)現(xiàn)有處理方法的不足和各處理方法的特點，開發(fā)了聯(lián)合電凝聚、光催化和活性炭吸附技術(shù)一體化的裝置處理高色度難降解有機廢水。一種處理高色度難降解有機廢水的裝置，包括電凝聚區(qū)，沉淀區(qū)和光催化區(qū)。其特征在于電凝聚區(qū)，電凝聚反應(yīng)槽內(nèi)用絕緣材料制作，兩端裝有分別接直流電源正、負極的陰極板和陽極板，在陽極板和陰極板之間平行放置狗或Al做成的金屬極板，各極板間距 1 2cm，槽底設(shè)有排泥口 ；沉淀區(qū)，進水管周邊裝有頂部密封底部開口的圓柱形擋板，頂部裝有斜管蜂窩填料，排泥虹吸管直通反應(yīng)裝置底部將沉淀排出裝置；光催化區(qū)，反應(yīng)區(qū)形狀成長方體，紫外燈豎直的安裝在反應(yīng)區(qū)中部，分布均勻，底部裝有曝氣裝置，從底部到頂部每隔一定距離裝有尼龍網(wǎng)將此區(qū)平行分成若干個小區(qū)域，孔網(wǎng)直徑lcm，每個小區(qū)域內(nèi)放有負載TiO2的活性炭顆粒，活性炭粒徑>lcm。利用本裝置處理廢水的原理、過程及優(yōu)點如下
廢水從電凝聚區(qū)底部進入頂部流出，在陰極板和陽極板之間的電壓作用及廢水的導(dǎo)電特性下，平行放置的金屬極板兩側(cè)會形成陰極和陽極并發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，其主要反應(yīng)如下
陽極Fe4e — !^e2+ 或 Al_3e — Al3+ 2CF-2e—Cl2 陰極2H++&—H2
其中，金屬離子在水中進一步水解氧化生成氫氧化物沉淀，其可以起到絮凝的效果去除部分有機物；Cl2與水反應(yīng)生成的ClOrp和電解時氧氣在陰極電催化還原生成的H2A都為強氧化劑，可以氧化破壞發(fā)色基團，氧化大分子量有機物成為小分子量有機物或者生成 C02。高色度難降解有機廢水通過電凝聚可以大幅度降低色度和COD。廢水經(jīng)電凝聚處理后，含有大量氫氧化物絮體，將含有絮體的電凝聚出水從沉淀區(qū)底部進入，水在緩慢上升過程中絮體先經(jīng)過自身重力沉降后再經(jīng)過斜管蜂窩填料阻擋沉降，絮體沉降更完全，有效降低出水懸浮物和濁度。通過斜管沉降后廢水繼續(xù)向上流入光催化區(qū)，光催化劑(TiO2)在紫外光的照射下可以產(chǎn)生“空穴”效應(yīng)，從而產(chǎn)生H2O2、羥基自由基等活性基團，其可以氧化水中的有機物。 在曝氣的狀態(tài)下，溶解氧含量充足，增強光催化效率，并且經(jīng)電凝聚處理后的廢水，色度已大量減少，有機成分一般為小分子量有機物，經(jīng)過光催化區(qū)時，廢水的色度對光催化效率的影響較小，負載光催化劑的活性炭顆粒能夠吸附大量有機物，這樣有機物能夠和氧化基團有充分的反應(yīng)時間，通過此過程大部分有機物可以得到有效降解生成C02。本發(fā)明有效結(jié)合電凝聚法、光催化法和活性炭吸附法，具有處理效率高、操作方便等優(yōu)點，整個處理過程在一個反應(yīng)裝置中連續(xù)進行，各處理區(qū)位置合理，有效地利用了空間，減小了占地面積并省去了多余的連接管路。


圖1為本發(fā)明裝置的俯視圖。圖2為本發(fā)明裝置的1-1剖面圖。圖3為本發(fā)明裝置的2-2剖面圖。圖中1進水管；2進水泵；3進水閥；4布水管；5陽極板；6陰極板；7金屬極板；8直流電源；9電凝聚出水管；10排泥閥；11排泥管；12沉淀區(qū)進水管；13擋板；14 斜管蜂窩填料；15鼓風(fēng)機；16排泥閥；17排泥虹吸管；18曝氣盤；19尼龍網(wǎng)；20負載 TiO2的活性炭顆粒；21紫外燈管；22交流電源；23出水管。
具體實施例方式結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。本發(fā)明一種聯(lián)合電凝聚和光催化系統(tǒng)的裝置主要包括電凝聚區(qū)，沉淀區(qū)和光催化區(qū)。電凝聚區(qū)，在電凝聚區(qū)底部裝有進水管1和布水管4，其進水泵2及進水閥3依次安在進水管1上，在電凝聚區(qū)頂部裝有電凝聚出水管9，電凝聚反應(yīng)槽底部用鐵板焊接，形成三角形的集泥室，收集電凝聚區(qū)的沉淀，并由電凝聚區(qū)底部的排泥管11排出，其中排泥管11上設(shè)有排泥閥10，反應(yīng)槽內(nèi)部用絕緣材料制作，其兩端裝有分別接直流電源8正、負極的陽極板5和陰極板6，在陽極板5和陰極板6之間平行放置金屬極板7，各極板間距1 2cm,槽底設(shè)有排泥口，其中陽極板5可選用石墨材料制作；陰陽極板之間平行放置的金屬極板7可以選用Fe、Al或不銹鋼材料制作；沉淀區(qū)，沉淀區(qū)進水管12周邊裝有頂部密封底部開口的圓柱形擋板13，頂部裝有斜管蜂窩填料14，排泥虹吸管17直通反應(yīng)裝置底部將沉淀排出裝置，其排泥虹吸管17上裝有排泥閥16 ；光催化區(qū)，反應(yīng)區(qū)形狀成長方體，紫外燈管 21豎直的安裝在反應(yīng)區(qū)中部，分布均勻，光催化區(qū)頂部裝有交流電源22，底部裝有曝氣盤 18曝氣，可通過調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機15來控制曝氣量，從底部到頂部每隔一定距離裝有尼龍網(wǎng)19將此區(qū)平行分成若干個小區(qū)域，孔網(wǎng)直徑1cm，每個小區(qū)域內(nèi)放有負載TW2的活性炭顆粒20， 活性炭粒徑>lcm，處理后的水通過出水管23流出。在一種處理高色度難降解有機廢水的裝置中，廢水通過進水泵2提供動力，經(jīng)進水管1流入電凝聚區(qū)底部，其中進水閥3可調(diào)節(jié)進水水量，而后在電凝聚區(qū)由布水管4均勻布水，廢水在電凝聚區(qū)上升過程中經(jīng)過陽極板5，陰極板6和金屬極板7，各極板在直流電源8的作用下發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)生成金屬氧化物絮體和強氧化劑，其對廢水中的污染物有一定的去除效果，在電凝聚過程中產(chǎn)生的一部分絮體沉降到電凝聚區(qū)底部，通過排泥管11排出ο廢水通過電凝聚區(qū)，含有大量絮體，其通過沉淀區(qū)進水管12進入沉淀區(qū)，在擋板 13的作用下且有利于絮體沉淀，水流在沉淀區(qū)緩慢上升通過斜管蜂窩填料14的阻擋，水中的絮體進一步沉淀完全，沉淀下來的絮體降入沉淀區(qū)底部，通過排泥虹吸管17排出。廢水通過斜管蜂窩填料14繼續(xù)上升進入光催化區(qū)，在光催化區(qū)底部裝有曝氣盤 18曝氣，可通過調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機15來控制曝氣量；光催化區(qū)從底部到頂部每隔一定距離裝有尼龍網(wǎng)19將此區(qū)平行分成若干個小區(qū)域，每個小區(qū)域內(nèi)放有負載TiO2的活性炭顆粒20，廢水上升流過光催化區(qū)流速可使每個小區(qū)域里負載TiO2的活性炭顆粒20流態(tài)化，使負載TW2 的活性炭顆粒20分布均勻，其同廢水的接觸面積達到最大，并且較均勻的接收紫外光，增加了光催化的效率。
權(quán)利要求
1.一種處理高色度難降解有機廢水的裝置，包括電凝聚區(qū)，沉淀區(qū)和光催化區(qū)，其特征在于所述電凝聚區(qū)的電凝聚反應(yīng)槽兩端裝有分別接直流電源正、負極的陰極板和陽極板，在陽極板和陰極板之間平行放置狗或々1做成的金屬極板，電凝聚反應(yīng)槽槽底設(shè)有排泥口 ；所述沉淀區(qū)進水口周邊設(shè)有擋板，上部裝有斜管蜂窩填料，底部設(shè)有排泥虹吸管；所述光催化區(qū)其反應(yīng)區(qū)形狀成長方體，紫外燈豎直的安裝在反應(yīng)區(qū)中部，分布均勻，底部裝有曝氣裝置，從底部到頂部每隔一定距離裝有尼龍網(wǎng)將此區(qū)平行分成若干個小區(qū)域，尼龍網(wǎng)孔徑1cm，每個小區(qū)域內(nèi)放有負載T^2的活性炭顆粒，活性炭粒徑>lcm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理高色度難降解有機廢水的裝置，其特征在于所述陰極板和陽極板的間距為1 2cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理高色度難降解有機廢水的裝置，其特征在于所述電凝聚反應(yīng)槽用絕緣材料制作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理高色度難降解有機廢水的裝置，其特征在于所述電凝聚反應(yīng)槽底部用鐵板焊接，形成三角形的集泥室。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理高色度難降解有機廢水的裝置，其特征在于所述沉淀區(qū)進水口周邊所設(shè)擋板為頂部密封底部開口的圓柱形擋板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種處理高色度難降解有機廢水的裝置，主要包括電凝聚區(qū)，沉淀區(qū)和光催化區(qū)，在電凝聚區(qū)，裝有陰極板和陽極板，并在陽極板和陰極板之間平行放置金屬極板，槽底設(shè)有布水管和排泥口；在沉淀區(qū)，進水管周邊裝有擋板，底部安有排泥虹吸管，頂部裝有斜管蜂窩填料；在光催化區(qū)，紫外燈豎直均勻的安裝在反應(yīng)區(qū)中部，底部裝有曝氣裝置，從底部到頂部每隔一定距離裝有尼龍網(wǎng)將此區(qū)平行分成若干個小區(qū)域，每個小區(qū)域內(nèi)放有負載TiO2的活性炭顆粒。本發(fā)明的裝置是聯(lián)合電凝聚法，光催化法和活性炭吸附法為一體來處理廢水，電凝聚出水經(jīng)沉淀后，上清液再進行光催化。具有處理效率高、占地面積小和操作管理方便等優(yōu)點。
文檔編號C02F9/06GK102358654SQ20111028189
公開日2012年2月22日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者張文龍, 李軼, 王晴, 胡嘯 申請人:河海大學(xué)