專利名稱：鐵炭微電解裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及環(huán)保設備領域，尤其涉及一種無動力鐵炭微電解水處理裝置。
背景技術(shù)：
涂裝工藝在汽車表面處理中運用極其廣泛，在生產(chǎn)過程中基本上都有廢水產(chǎn)生， 廢水中污染物成份復雜，含有多種有毒物質(zhì)，濃度高，可生化性差，因而汽車涂裝廢水的處理已成為當今污水處理工程的一大難題。微電解法又稱內(nèi)電解法、鐵炭法、腐蝕電池法、鐵屑過濾法、零價鐵法等，是利用鐵屑中的鐵和炭組成原電池，實現(xiàn)水中污染物的降解。由于該法具有適用范圍廣、處理效果好、適用壽命長、成本低廉及操作維護方便等優(yōu)點，并使用廢鐵屑等為原料，也不需消耗電力資源，具有以廢治廢的重要意義。微電解技術(shù)基于以氧化還原反應為主的協(xié)同處理效應，實現(xiàn)廢水中大分子有機物的斷鏈及氧化性物質(zhì)的還原，以改變廢水中有機污染物的性質(zhì)，來達到處理廢水的目的。將其用于汽車涂裝等高濃度有機廢水處理中，可以實現(xiàn)直接氧化有機污染物分子，使廢水中的有機大分子發(fā)生斷鏈降解，從而消除了廢水中表面活性劑的生物毒性，提高可生化性，可為后續(xù)生化處理工藝提供有利條件。但是現(xiàn)有的微電解處理裝置在運行過程中暴露出一些問題一、鈍化現(xiàn)象利用微電解法進行廢水處理時，在填料(往往為鐵屑和焦炭粉的簡單混合物)表面會形成一層鈍化膜，阻斷了水中的有毒有害物質(zhì)與填料的接觸，從而對處理效果有影響。二、鐵屑板結(jié)和填料床溝流利用微電解法進行廢水處理時，會出現(xiàn)填料層板結(jié)成一個整體，從而出現(xiàn)溝流現(xiàn)象，嚴重影響處理效果，而且當微電解塔過高時，由于底部的填料壓實作用過大，更容易結(jié)塊。流化床雖然解決了結(jié)塊問題，但是為了確保流化態(tài)，填料需要不斷循環(huán)，動力消耗較大，并且填料容易流失。三、填料補充與更換目前微電解裝置采用的填料主要是鐵炭粒狀混合填料，雖然這種填料的比表面積大，但是使用一段時間后，鐵屑完全被腐蝕后變成鐵泥需要除去，而炭還可以繼續(xù)利用，鐵炭混合的填料不易將鐵泥和炭分開，浪費了大量的炭。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實用新型提供了一種鐵炭微電解裝置，采用鐵炭濾料分層交替設置、底部曝氣的設計，基本解決了濾層板結(jié)等問題。本實用新型結(jié)構(gòu)合理，處理效率高，使用壽命長。本實用新型的技術(shù)方案如下鐵炭微電解裝置，包括殼體、殼體上的進水口、殼體上的出水口，殼體內(nèi)與進水口連接的區(qū)域為進水區(qū)，殼體內(nèi)下部連接進水區(qū)的區(qū)域為曝氣區(qū)，殼體內(nèi)中部位于曝氣區(qū)上方的區(qū)域為填料區(qū)，殼體內(nèi)上部位于填料區(qū)上方的區(qū)域為出水區(qū)；所述進水區(qū)與填料區(qū)、出水區(qū)之間由擋板隔開，所述曝氣區(qū)設置有曝氣管，所述填料區(qū)為鐵屑濾層和炭濾層層疊并逐層交錯填充。[0009]所述殼體的頂部為封閉結(jié)構(gòu)，所述殼體的頂部設置有進氣口、排氣口及填料裝填口。所述進氣口通過管路與曝氣區(qū)的曝氣管連接。所述填料區(qū)底部設置有濾料支撐板及覆于濾料支撐板上方的濾網(wǎng)，所述曝氣管穿過所述濾料支撐板及濾網(wǎng)插入填料區(qū)底部。所述殼體上靠近出水口處設置有出水堰槽。所述出水區(qū)與出水堰槽的連接處設置有濾料擋板。 所述殼體的底部設置有放空排泥管。曝氣氣水比為6 12:1。進入所述進水口的廢水PH值為；Γ4。本實用新型有益的技術(shù)效果在于1、本實用新型采用廢鐵屑和炭為填料層，可使廢水中的有機大分子發(fā)生斷鏈降解，消除了廢水中表面活性劑等污染物的生物毒性。2、在新生態(tài)!^e (OH)2*!^ (OH)3的吸附共沉淀作用下，廢水中的重金屬離子等污染物得到了沉淀去除。3、本實用新型采用底部曝氣方式，具有以下優(yōu)點一、為發(fā)生!^nton反應提供了氧氣；二、微氣泡進入濾料的縫隙中，使濾料之間始終存在孔隙，從而不易板結(jié)；三、微氣泡不斷在濾料周圍震動破裂，使得濾料處于一種微震動的狀態(tài)，其表面不易沉淀成鈍化層。本實用新型采用曝氣裝置，延長了鐵炭濾層的使用時間，提高了處理效率。4、本實用新型采用鐵屑濾層和炭濾層的逐層交錯填充，在更換填料時，鐵屑濾層和炭濾層可以分別逐層更換，鐵泥廢料和炭沒有混合在一起，炭還可以單獨取出來再次填充利用，極大的節(jié)省了原料，降低了廢水處理的成本。5、廢鐵屑和炭作為填料層用于處理汽車涂裝等成分復雜的高濃度有機廢水，符合綠色環(huán)保節(jié)能的要求。

圖1為本鐵炭微電解裝置的中剖圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。如圖1所示，本鐵炭微電解裝置，包括殼體8，在殼體8的上壁左側(cè)設置進水口 7、 殼體8的上壁右側(cè)設置出水口 14，出水口 14前端設置出水堰槽13。殼體8的內(nèi)部左側(cè)靠近進水口 7的區(qū)域為進水區(qū)9，殼體8內(nèi)下部連接進水區(qū)9的部分為曝氣區(qū)20，殼體8內(nèi)中部位于曝氣區(qū)20上方的為填料區(qū)15、16，殼體8內(nèi)上部位于填料區(qū)15、16上方的為出水區(qū)3，其中進水區(qū)9與填料區(qū)15、16之間，進水區(qū)9與出水區(qū)3 之間分別由擋板22隔開。殼體8的頂部2為封閉結(jié)構(gòu)，頂部2設置有進氣口 1，進氣口 1通過管路與曝氣區(qū) 20的曝氣管連接，曝氣區(qū)20的曝氣管分為曝氣主管18和曝氣支管19。填料區(qū)15、16的底部從下至上依次設置有濾料支撐架12、濾料支撐板11及濾網(wǎng)10。曝氣支管19穿過濾料支撐架12、濾料支撐板11及濾網(wǎng)10通入填料區(qū)15、16的下部。填料區(qū)15、16為鐵屑濾層和炭濾層層疊并逐層交錯填充，其中填料區(qū)15為車床車削下來的刨花鐵屑構(gòu)成的鐵屑濾層，填料區(qū)16為顆粒大小為5 50mm竹炭構(gòu)成的竹炭濾層。 每一層鐵屑濾層的厚度為250mm，每一層竹炭濾層的厚度也為250mm，填充完畢后，總濾層
4的厚度為2500mm。出水區(qū)3與出水堰槽13的連接處設置有濾料擋板6，可以防止出水時濾料被沖出出水口 14。殼體8的頂部2設置有排氣口 5，用于防止本鐵炭微電解裝置內(nèi)部形成高壓，從而妨礙曝氣及微電解過程。殼體8的頂部2設置有填料裝填口 4，用于更換濾料。殼體8的底部設置有放空排泥管21，在更換濾料時打開此孔，可以排凈本裝置內(nèi)的廢濾料。圖1中17 為人孔，用于觀察本裝置內(nèi)的情況。進入鐵炭微電解裝置的廢水的PH值調(diào)節(jié)為3. 5，廢水在鐵炭微電解裝置的中停留 3小時，曝氣氣水比為8:1。本鐵炭微電解裝置的工作過程如下需要處理的汽車涂裝廢水從進水口 7進入殼體8內(nèi)腔，向下順著進水區(qū)9和擋板 22流入殼體8下層的曝氣區(qū)20，再由下而上穿過填料區(qū)15、16 ；空氣從進氣口 1進入曝氣區(qū)20，通過曝氣支管19通入填料區(qū)15、16。鐵屑濾層和竹炭濾層與曝氣溶入的空氣構(gòu)成空氣金屬微電池，然后以空氣金屬微電池對廢水進行處理，其具體反應方程式如下陽極反應(鐵屑)Fe-2e = Fe2+陰極反應(炭)02+2H++2e = H2O2總反應Fe+02+2H+ = Fe2++ H2O2進一步的反應Fe2++H202 = · ΟΗ+ΟΓ+Fe3+ (Fenton 反應)· OH+ Fe2+ = Fe3++0F3Fe2++l/202+3H20 = FeO · Fe2O3 I +6H.Fe3++30r = Fe(OH)3 IFe2++20r = Fe(OH)2 I根據(jù)上述反應方程式，其處理廢水中污染物的反應原理為首先，電極反應在陰極上生成的H2O2，在陽極上生成的Fe2+。生成的H^和狗2+在溶液中進一步發(fā)生i^enton反應，產(chǎn)生具有極高氧化電位(2. 8V)氧化能力極強的羥基自由基· 0H。盡管羥基自由基· OH存在時間極短(小于10_4秒)，但它可強烈地氧化降解有機污染物，迅速降低廢水的COD和色度。第二，反應過程中產(chǎn)生新生態(tài)的Fe(OH)2和狗(OH) 3 —般都帶有正電荷，具有極強的表面活性和吸附能力，可有效地吸附、包裹和共沉淀未被羥基自由基· OH氧化降解的各種污染物，從而可進一步除去廢水的COD和色度。廢水經(jīng)由空氣金屬微電池進行處理后，到達殼體8的上部出水區(qū)3，通過濾料擋板 6和出水堰槽13，由出水口 14排出；廢氣經(jīng)由排氣口 5排出。經(jīng)本鐵炭微電解裝置處理前后的水質(zhì)指標見表1所示。表 1梶pHCODcr r nig 1JΖη:- rIiig 1；PO4- —.mg 1/CL 一= -i—i Γ-- — ，；3.51500651155.5τ601—03.5從表中可以看出，經(jīng)過本裝置處理后，水的pH值上升，COD下降了 49%，Zn2+和 PO4"的含量分別下降了 98%和97%。由于鐵、炭填料層在酸性條件的運行下，鐵屑逐步消耗，當鐵屑消耗到一定程度時大部分變成無用的鐵泥，本裝置的廢水處理效率會顯著下降，此時即需更換鐵、炭濾料。更換時，把裝置內(nèi)的鐵泥和竹炭分層全部取出，鐵泥廢棄不用，竹炭沒有跟鐵屑混合的部分可以再利用。去除舊的濾料后，再分層填入新的鐵屑和竹炭濾料。以上描述是對本實用新型的解釋，不是對實用新型的限定，在不違背本實用新型精神的情況下，本實用新型可以作任何形式的修改。
權(quán)利要求1.一種鐵炭微電解裝置，包括殼體、殼體上的進水口、殼體上的出水口，其特征在于 殼體內(nèi)與進水口連接的區(qū)域為進水區(qū)，殼體內(nèi)下部連接進水區(qū)的區(qū)域為曝氣區(qū)，殼體內(nèi)中部位于曝氣區(qū)上方的區(qū)域為填料區(qū)，殼體內(nèi)上部位于填料區(qū)上方的區(qū)域為出水區(qū)；所述進水區(qū)與填料區(qū)、出水區(qū)之間由擋板隔開，所述曝氣區(qū)設置有曝氣管，所述填料區(qū)為鐵屑濾層和炭濾層層疊并逐層交錯填充。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵炭微電解裝置，其特征在于所述殼體的頂部為封閉結(jié)構(gòu)， 所述殼體的頂部設置有進氣口、排氣口及填料裝填口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鐵炭微電解裝置，其特征在于所述進氣口通過管路與曝氣區(qū)的曝氣管連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵炭微電解裝置，其特征在于所述填料區(qū)底部設置有濾料支撐板及覆于濾料支撐板上方的濾網(wǎng)，所述曝氣管穿過所述濾料支撐板及濾網(wǎng)插入填料區(qū)底部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵炭微電解裝置，其特征在于所述殼體上靠近出水口處設置有出水堰槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的鐵炭微電解裝置，其特征在于所述出水區(qū)與出水堰槽的連接處設置有濾料擋板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵炭微電解裝置，其特征在于所述殼體的底部設置有放空排泥管。
專利摘要鐵炭微電解裝置，包括殼體、殼體上的進水口、殼體上的出水口，殼體內(nèi)與進水口連接的區(qū)域為進水區(qū)，殼體內(nèi)下部連接進水區(qū)的區(qū)域為曝氣區(qū)，殼體內(nèi)中部位于曝氣區(qū)上方的區(qū)域為填料區(qū)，殼體內(nèi)上部位于填料區(qū)上方的區(qū)域為出水區(qū)；所述進水區(qū)與填料區(qū)、出水區(qū)之間由擋板隔開，所述曝氣區(qū)設置有曝氣管，所述填料區(qū)為鐵屑濾層和炭濾層層疊并逐層交錯填充。本實用新型結(jié)構(gòu)合理，處理效率高，使用壽命長。
文檔編號C02F1/74GK202170260SQ20112028731
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者周偉, 周岳榮, 王雅靜 申請人:江蘇林格純水設備有限公司