一種廢水處理裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種廢水處理裝置，包括反應(yīng)槽體、電解裝置、電解供氣系統(tǒng)和電解供電系統(tǒng)，其反應(yīng)槽體的底面為連續(xù)的凹凸?fàn)畹酌?，正極板和負極板均垂直安插于所述凹凸?fàn)畹酌娴姆逄?，微孔曝氣管設(shè)置于連續(xù)凹凸?fàn)畹酌娴墓忍?。本實用新型能夠廣泛應(yīng)用于不同的廢水處理中，而且處理效果好，系統(tǒng)產(chǎn)泥量低，過程清潔，處理成本低。
【專利說明】一種廢水處理裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及廢水凈化領(lǐng)域，尤其涉及一種高效、清潔、低或無污泥產(chǎn)生的廢水深度處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]節(jié)約資源和保護環(huán)境是我國的一項基本國策?！笆濉逼陂g，全國城市污水處理回收利用率要達到10%的目標(biāo)，每年可節(jié)約新鮮水資源70多億m3，這可有效地緩解我國，尤其是干旱地區(qū)水資源短缺的問題，因此廢水回用具有重要的現(xiàn)實意義。但目前全國總的污水排放量是700多億噸，全國再生水的用量只有16.6億m3，僅占全國廢/污水排放量的2%，距離10%的目標(biāo)相差很遠。因此要完成這一目標(biāo)不僅取決于國家政策的引導(dǎo)、水價市場的調(diào)整等宏觀調(diào)控因素，更需要高效、清潔、投資省、運行成本低的可靠廢水深度處理與回用技術(shù)的實際應(yīng)用，因此再生水未來投資空間十分廣闊。
[0003]再生水是指城市生活污水及生產(chǎn)廢水等經(jīng)過預(yù)處理及生化法處理后達到排放標(biāo)準的排放水，再經(jīng)進一步的處理后，達到某一用途的水質(zhì)標(biāo)準，如工業(yè)冷卻用水、城市園林景觀灌溉等而回用于不同生產(chǎn)過程的潛在水資源。但在廢水達標(biāo)處理過程中，原污/廢水中的母體化合物已經(jīng)發(fā)生了顯著的變化，不僅體現(xiàn)在化合物的組成、性質(zhì)上發(fā)生變化，而且其分子形態(tài)與尺寸大小都有顯著的不同。因此在深度處理中繼續(xù)以生化法為主要凈化工藝，則往往對COD (Chemical Oxygen Demand,化學(xué)需氧量)等關(guān)鍵控制水質(zhì)指標(biāo)的去除效率很低。目前再生水的處理技術(shù)常見的有膜技術(shù)、MBR (Membrane Bio-Reactor,膜生物反應(yīng)器)法、Fenton試劑氧化法、光催化氧化法等,或與其他物化方法，如絮凝、過濾等的組合工藝。但這些工藝不僅存在處理流程長、占地面積大、運行成本高等具體問題；同時在處理過程中會產(chǎn)生大量的污泥。這些污泥含水率高，處理成本高，尤其是含有I類污染物的污泥更是如此。污泥的直接排放或污泥管理不當(dāng)就使得處理污水的污水處理廠成為新的環(huán)境污染源，現(xiàn)已引起社會各界的高度關(guān)注，也成為目前廢水處理過程中亟待解決的新問題。
[0004]因此，急需開發(fā)一種高效、清潔、低或無污泥產(chǎn)生的廢水深度處理技術(shù)與裝置。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型解決的問題是:提供一種運行成本低，動力消耗小，占地面積小，操作簡單及易于集成與自動控制的一體化廢水深度處理裝置。
[0006]一種廢水處理裝置，包括反應(yīng)槽體、電解裝置、電解供氣系統(tǒng)和電解供電系統(tǒng)，所述電解裝置包括至少一對正極板和負極板，所述電解供電裝置包括一個與所述正極板和負極板電性連接的電源，所述電解供氣系統(tǒng)包括與曝氣干管相連的空氣壓縮機和安裝在反應(yīng)槽體底部的微孔曝氣管，所述反應(yīng)槽體的底面為連續(xù)的凹凸?fàn)畹酌妫稣龢O板和負極板均垂直安插于所述凹凸?fàn)畹酌娴姆逄帯?br> [0007]優(yōu)選地,所述反應(yīng)槽體的連續(xù)的凹凸?fàn)畹酌鏋殇忼X狀或波浪狀或梯形波狀。
[0008]優(yōu)選地，所述進水口或出水口的安裝方向與所述正極板和負極板的安裝方向一致。
[0009]優(yōu)選地，所述反應(yīng)槽體兩側(cè)各設(shè)有進水口和出水口，所述出水口所在器壁與反應(yīng)槽體外底面呈鈍角。
[0010]優(yōu)選地，所述反應(yīng)槽體內(nèi)位于出水口一側(cè)設(shè)有催化劑沉淀分離區(qū)，所述催化劑沉淀分離區(qū)由出水口所在器壁和催化劑攔截擋板構(gòu)成，所述催化劑攔截擋板豎直安裝于出水口所在器壁的1/3-1/2深度處。
[0011]優(yōu)選地，所述催化劑沉淀分離區(qū)的深度為所述反應(yīng)槽體的深度的1/3。
[0012]優(yōu)選地，所述電源、空氣壓縮機安裝于儀表柜內(nèi)，所述儀表柜位于所述出水口所在器壁下方的空間內(nèi)。
[0013]優(yōu)選地，所述微孔曝氣管設(shè)置于所述連續(xù)凹凸?fàn)畹酌娴墓忍帯?br> [0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點:優(yōu)化改進后的電解池裝置及整體結(jié)構(gòu)更為合理，在綜合動力消耗、系統(tǒng)出水水質(zhì)、催化劑磨蝕與流失損失，及催化劑回流等方面都得到了很好的改善。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為了更清晰地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為現(xiàn)有平底反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本實用新型中廢水處理技術(shù)裝置的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為本實用新型中廢水處理技術(shù)裝置的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，現(xiàn)有的一種廢水處理裝置包括一個平底反應(yīng)槽1’，該平底反應(yīng)槽體I’內(nèi)安裝有多組正極板4’和負極板5’，電源2’的正負極分別通過導(dǎo)線與負極板5’和正極板4’電性連接。上述底反應(yīng)槽體I’的兩個側(cè)壁分別安裝有進水口 7’和出水口 8’，該進水口 V和出水口 8，的進出水方向與正負極板的安裝方向垂直。平底反應(yīng)槽I’的底部設(shè)有一個排空口 9’，平底反應(yīng)槽I’的進水口 V 一側(cè)設(shè)有一催化劑分離網(wǎng)11’。
[0020]本實用新型公開了一種高效、清潔、低或無污泥產(chǎn)生的廢水深度處理技術(shù)新裝置，如圖2和圖3所示，本實用新型包括反應(yīng)槽1、電解裝置、電解供氣系統(tǒng)和電解供電系統(tǒng)。所述反應(yīng)槽體I包括進水口 7和出水口 8，7進水口和出水口 8分別設(shè)于反應(yīng)槽體I相對的兩個側(cè)壁的上端，所述反應(yīng)槽體I底部設(shè)有排空口 9，該排空口 9用于設(shè)備維修或設(shè)備長期不工作時反應(yīng)槽中水的排空。所述電解裝置包括正極板4和負極板5，正極板4和負極板5安裝于所述反應(yīng)槽體I內(nèi)，每一對正極板4和負極板5之間構(gòu)成一個工作電極區(qū)。所述電解供氣系統(tǒng)包括與曝氣干管相連的空氣壓縮機3、安裝在反應(yīng)槽體I底部的微孔曝氣管10。上述廢水處理裝置還包括一個電解供電系統(tǒng)，所述電解供電系統(tǒng)包括電源2、與電源2連接的正接線柱和負接線柱及導(dǎo)線，電源2與所述正極板4和負極板5分別電性連接。上述正極板4和負極板5均為石墨電極板或不銹鋼電極板。[0021]其中，用PP或PVC板(不易用不銹鋼材料)加工成反應(yīng)槽體I，所述反應(yīng)槽體I的底面為連續(xù)的凹凸?fàn)畹酌?，優(yōu)選地，該凹凸?fàn)畹酌?為由等邊三角形構(gòu)成的鋸齒狀底面，上述正極板4和負極板5均垂直安插于上述等邊三角形的頂端，所述進水口 7所在器壁為
垂直器壁。
[0022]上述出水口 8所在器壁與反應(yīng)槽體I的外底面呈鈍角，經(jīng)試驗數(shù)據(jù)測得，該鈍角優(yōu)選為120°。反應(yīng)槽體I內(nèi)位于出水口一側(cè)設(shè)有催化劑沉淀分離區(qū)13，該催化劑沉淀分離區(qū)13由出水口 8所在器壁和催化劑攔截擋板11構(gòu)成，所述催化劑攔截擋板11豎直安裝于出水口 8所在器壁深度的1/3-1/2處。
[0023]本廢水處理技術(shù)裝置根據(jù)實際電解反應(yīng)槽體I的容積尺寸，把電催化材料按照一定的填充量要求裝填到反應(yīng)槽體I中，同時在反應(yīng)槽體I中按照一定距離安裝多組石墨電極板或不銹鋼電極板，即多組正極板4和負極板5，按照正負極交互式方法與配置的電源2的正負極輸出端相接。
[0024]電源2優(yōu)選為直流電源，根據(jù)設(shè)計處理水量大小，選擇對應(yīng)功率參數(shù)的直流電源，連接正接線柱和負接線柱、石墨板及導(dǎo)線等，使構(gòu)成電解供電系統(tǒng)。
[0025]根據(jù)催化劑流化狀態(tài)所需要的空氣量選擇空氣壓縮機3，其中包括空氣壓縮機3、空氣干管、微孔曝氣器10及空氣流量計或空氣閥等，使構(gòu)成電解供氣系統(tǒng)。上述微孔曝氣器10設(shè)有多個，且平行分布于反應(yīng)槽體I的底部，微孔曝氣管10優(yōu)選平行于上述正極板4或負極板5設(shè)置，進一步地，微孔曝氣管10優(yōu)選設(shè)置于相鄰的正極板4和負極板5之間，即反應(yīng)槽體I的鋸齒狀底面6的凹槽內(nèi)。如圖2中的虛線箭頭所示，在微孔曝氣管10曝氣的情況下，水流將做定向環(huán)流，做環(huán)流的水流又攜帶電催化劑在每對工作電極區(qū)所做環(huán)流運動的狀態(tài)。該電解供氣系統(tǒng)為反應(yīng)槽體I內(nèi)的陰極提供氧氣以供電活化是產(chǎn)生活性氧物種，同時也為催化材料提供了定向循環(huán)的動力。
[0026]本實用新型出水口所在器壁下方的空間內(nèi)設(shè)有儀表柜，上述電源、空氣壓縮機等均安裝于該儀表柜內(nèi)。
[0027]與目前廢水三維電解技術(shù)相比，本實用新型采用的是流化床而非固定床，催化劑失活與結(jié)垢風(fēng)險大大降低。由于催化劑對溶解氧的催化活性強且催化劑的機械穩(wěn)定性優(yōu)良，在處理過程中污染物幾乎都被完全降解且本身不易粉化，所以該技術(shù)與傳統(tǒng)電解及三維電解技術(shù)的最大區(qū)別是其處理過程清潔、無或少污泥產(chǎn)生。
[0028]如圖3所示，把上述電解供電系統(tǒng)及電解供氣系統(tǒng)的相關(guān)組件安裝到反應(yīng)槽體傾斜的出水口所在器壁的下方儀表區(qū)12內(nèi)，并進行固定。同時把催化劑攔截擋板11也安裝到位。安裝完成后，進行設(shè)備氣流及水的撿漏與處理。
[0029]本實用新型裝置加工與安裝時，上述正極板和負極板的安裝方向須與進水或出水方向一致?，F(xiàn)有裝置均為進水或出水方向與電極板安裝方向垂直，當(dāng)反應(yīng)槽體I的長寬不等或進出水口(7或8)相距較遠時，流化狀態(tài)的催化劑會在水流的推動下從進水口 7向出水口 8遷移，并在催化劑沉淀分離區(qū)13相鄰一個電催化氧化區(qū)發(fā)生積聚現(xiàn)象，從而造成每對工作電極區(qū)中催化劑量的不平衡，進而影響電催化氧化的總體效果。一般地，隨著離進水口 7越遠的每對工作電極區(qū)中的催化劑量會逐漸增加，因此最靠近進水口 7的工作電極對區(qū)中催化劑的實際量最少。為保持每個電極對區(qū)中催化劑基本一致，采用進水或出水方向與電極板安裝方向一致的方法即可使處于流化狀態(tài)的催化劑一直呆在同一個工作對電極區(qū)內(nèi)，這樣就簡單地解決了這一實際工程問題。
[0030]最后把制備好的電解催化劑裝填到反應(yīng)槽體I中，裝填量一般占反應(yīng)槽體I容積的30%-60%之間。這就構(gòu)成了一套完整的新型難降解廢水的電催化裝置。
[0031]在廢水深度處理過程中，首先把系統(tǒng)自帶泵放入到待處理廢水的集水池中，并在設(shè)備控制柜中接通與裝置配置一致的現(xiàn)場電源；開啟系統(tǒng)進水泵，直流電源，空氣泵。廢水即從進水管口進入，經(jīng)過流量計計量后，進入到反應(yīng)槽體中進行電催化氧化處理，平均反應(yīng)時間(即水力停留時間)為20min即可。上述行業(yè)廢水經(jīng)處理后的出水水質(zhì)即可滿足設(shè)計標(biāo)準的要求。排放標(biāo)準按照目前城鎮(zhèn)污水處理廠排放標(biāo)準(GB18918-2002)I類(A標(biāo)準)執(zhí)行(即COD低于50mg/L)。
[0032]在實際生產(chǎn)中，用戶根據(jù)實際需要用于不同的廢水或滿足不同的用途需求時，調(diào)整反應(yīng)時間或調(diào)整電解參數(shù)與催化劑裝填量，經(jīng)過參數(shù)優(yōu)化后即可滿足不同類型的工業(yè)廢水的處理要求。
[0033]以下結(jié)合實施例對本實用新型提供的廢水處理系統(tǒng)10的效果進行詳細說明。
[0034]實施例1
[0035]對煉油廢水生化后出水的處理效果分析。
[0036]煉油廢水屬于難降解廢水，煉油過程用水量大，排放廢水的水質(zhì)復(fù)雜且波動性強。利用加工好的一臺處理能力為60L/h的現(xiàn)場實驗裝置，對一家煉油廠廢水經(jīng)過生化后的排放水進行了 30天的現(xiàn)場連續(xù)運行試驗。結(jié)果表明:當(dāng)進水水質(zhì)指標(biāo)COD波動變化在80.0-360mg/L之間，平均值220mg/L ;氨氮濃度在40.0mg/L左右時，控制反應(yīng)時間為20min,反應(yīng)后系統(tǒng)出水的COD低于50mg/L，平均去除率可達80.1% ;出水的氨氮濃度低于4mg/L，對氨氮去除率達到90%以上；電解結(jié)束時系統(tǒng)的平均產(chǎn)泥量低于每升廢水50mg。而且出水水質(zhì)好且變化平穩(wěn)，這說明系統(tǒng)對有機物的抗沖擊性很好。
[0037]實施例2
[0038]印染廢水生化后出水的處理效果分析。
[0039]印染工業(yè)用水量大,水質(zhì)復(fù)雜,污染物濃度波動性大。利用上述一臺處理能力為60L/h的現(xiàn)場實驗裝置，對多家印染廢水生化后的排放水進行了 3周的現(xiàn)場連續(xù)運行試驗。實驗水的主要水質(zhì)指標(biāo)為:進水水質(zhì)指標(biāo)COD波動變化在80-120mg/L之間，平均值IOOmg/L時；色度為40-80，平均值為60。實驗時控制反應(yīng)時間為20min。出水結(jié)果表明:該裝置對COD的平均去除率仍然可達70%，色度的去除率接近100% ;電解結(jié)束時系統(tǒng)的平均產(chǎn)泥量低于每升廢水60mg。出水水質(zhì)好且變化平穩(wěn)，效果良好，可以達到回用水的水質(zhì)標(biāo)準要求。
[0040]實施例3
[0041 ] 生活廢水生化處理后出水的深度處理效果分析。
[0042]生活廢水的產(chǎn)生量目前已經(jīng)超過工業(yè)廢水的排放量，成為我國廢水處理行業(yè)中的主要廢水來源，同時它也是今后回用水領(lǐng)域中的最重要的潛在水源。根據(jù)目前我國的生活污水排放標(biāo)準，要求處理后的排放水COD低于50或60mg/L的標(biāo)準。在江蘇省太湖流域要求COD低于50，且氨氮低于5或8mg/L。但這一標(biāo)準對于一些老的污水處理廠而言，其工藝設(shè)計時COD要求低于80或120mg/L，而對氨氮無標(biāo)準要求。因此該技術(shù)適合用于對老污水處理廠的技術(shù)改造及今后的廢水回用流域。利用上述一臺處理能力為60L/h的現(xiàn)場實驗裝置，對一家老污水處理廠30天的現(xiàn)場試驗，試驗水質(zhì)為:進水水質(zhì)指標(biāo)COD波動變化在60_150mg/L之間，平均值105mg/L時；氨氮為20-60mg/L,平均值為40mg/L。實驗時控制反應(yīng)時間為20min。出水結(jié)果表明:該裝置對COD的平均去除率仍然可達70%，氨氮的去除率接近100% ；電解結(jié)束時系統(tǒng)的平均產(chǎn)泥量低于每升廢水30mg。出水水質(zhì)好且變化平穩(wěn)，效果良好，可以達到回用水的水質(zhì)標(biāo)準要求?，F(xiàn)已經(jīng)該技術(shù)應(yīng)用于其他老系統(tǒng)的改造中。
[0043]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0044]優(yōu)化了原來的平底電解反應(yīng)槽體的性能，并把電極板的安裝方向與進水或出水方向保持一致，克服了在沉淀分離區(qū)的催化劑的回流技術(shù)問題。優(yōu)化改進后的電解池裝置及整體結(jié)構(gòu)更為合理，在綜合動力消耗、系統(tǒng)出水水質(zhì)、催化劑磨蝕與流失損失，及催化劑回流等方面都得到了的改善。
[0045]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0046]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種廢水處理裝置，包括反應(yīng)槽體、電解裝置、電解供氣系統(tǒng)和電解供電系統(tǒng)，所述電解裝置包括至少一對正極板和負極板，所述電解供電裝置包括一個與所述正極板和負極板電性連接的電源，所述電解供氣系統(tǒng)包括與曝氣干管相連的空氣壓縮機和安裝在反應(yīng)槽體底部的微孔曝氣管，其特征在于:所述反應(yīng)槽體的底面為連續(xù)的凹凸?fàn)畹酌?，所述正極板和負極板均垂直安插于所述凹凸?fàn)畹酌娴姆逄帲鑫⒖灼貧夤茉O(shè)置于所述連續(xù)凹凸?fàn)畹酌娴墓忍帯?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水處理裝置，其特征在于，所述反應(yīng)槽體的連續(xù)的凹凸?fàn)畹酌鏋殇忼X狀或波浪狀或梯形波狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水處理裝置，其特征在于，所述廢水處理裝置的進水口或出水口的安裝方向與所述正極板和負極板的安裝方向一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水處理裝置，其特征在于，所述反應(yīng)槽體兩側(cè)各設(shè)有進水口和出水口，所述出水口所在器壁與反應(yīng)槽體外底面呈鈍角。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的廢水處理裝置，其特征在于，所述反應(yīng)槽體內(nèi)位于出水口一側(cè)設(shè)有催化劑沉淀分離區(qū)，所述催化劑沉淀分離區(qū)由出水口所在器壁和催化劑攔截擋板構(gòu)成，所述催化劑攔截擋板豎直安裝于出水口所在器壁的1/3-1/2深度處。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的廢水處理裝置，其特征在于，所述出水口所在器壁下方的空間內(nèi)設(shè)有儀表柜，所述電源、空氣壓縮機安裝于所述儀表柜內(nèi)。
【文檔編號】C02F1/461GK203683179SQ201320541491
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】劉德啟, 劉帥, 靳培培 申請人:蘇州大學(xué)