一種多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器，其特征在于它包括提升水泵、進(jìn)水管道、過氧化氫投加裝置、進(jìn)水管道混合器、配水室、多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體、取換料口、單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳?、出水澄清區(qū)、篩板布水系統(tǒng)、排泥口、反應(yīng)器出水渠、出水管和沉淀池，沉淀池包括沉淀池本體、出水管道和排泥管道。本發(fā)明所提出的一種多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器，解決了傳統(tǒng)焦化廢水處理工藝對(duì)難降解復(fù)雜有機(jī)污染物去除效果不理想而導(dǎo)致出水中COD、氨氮、總氮及色度不達(dá)標(biāo)等問題，對(duì)于廢水中的難降解多環(huán)、雜環(huán)類有機(jī)物和有毒有害物質(zhì)的處理極為有效。
【專利說明】一種多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]焦化廢水是煤焦化過程中產(chǎn)生的一種含大量油、酚、氨氮等有害、有毒物質(zhì)的難降解廢水。該類廢水具有成分復(fù)雜、污染物濃度高等特點(diǎn)，其有機(jī)組分除85 %的酚類化合物以外，還包括脂肪族化合物、多環(huán)芳烴(PAHs)和含氧、氮、硫元素的雜環(huán)化合物等。有機(jī)污染物的排入水體會(huì)消耗水中溶解氧，最終會(huì)導(dǎo)致水體缺氧進(jìn)而引起水中的水生動(dòng)物的無法呼吸而死亡，其尸體會(huì)在水中厭氧分解產(chǎn)生甲烷、硫化氫等惡臭氣體，同時(shí)使水體發(fā)黑變臭，使水體流域環(huán)境發(fā)生惡化。氮等營養(yǎng)元素的排入水體會(huì)導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化，使大量藻類和微生物繁殖進(jìn)而影響水源水質(zhì)。同時(shí)因廢水中含有酚類化合物，其可通過皮膚、黏膜的接觸和經(jīng)口服侵入人體內(nèi)部，使人體細(xì)胞失去活力，還可進(jìn)一步向深部滲透，引起深部組織損傷或壞死，長期飲用含酚水會(huì)引起頭暈、貧血以及各種神經(jīng)系統(tǒng)病癥。另外，未經(jīng)達(dá)標(biāo)排放的廢水直接灌溉農(nóng)田，會(huì)使農(nóng)作物減產(chǎn)和枯死，廢水中的油類物質(zhì)會(huì)堵塞土壤孔隙，使土壤鹽堿化。水污染已經(jīng)成為我國水源性缺水及環(huán)境污染的主要問題，同時(shí)按照人均水資源量我國也是嚴(yán)重貧水國，水體不斷受到污染導(dǎo)致了我國很多城市和地方出現(xiàn)了水源性缺水，大量廢水的排放不僅導(dǎo)致水體污染嚴(yán)重加劇也導(dǎo)致了水資源的浪費(fèi)。隨著我國鋼鐵產(chǎn)能的過剩發(fā)展，焦化廢水的數(shù)量也在與日俱增，再加上焦化行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)和綜合排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)污染物排放指標(biāo)的要求日趨嚴(yán)格，焦化廢水的達(dá)標(biāo)排放問題嚴(yán)重制約了焦化行業(yè)和鋼鐵行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。整個(gè)行業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)合理、新型高效的焦化廢水處理技術(shù)的需求非常迫切。因此，如何采用經(jīng)濟(jì)、高效和穩(wěn)定的處理方法，使處理后的焦化廢水能夠達(dá)到最新《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)于鋼鐵行業(yè)和焦化行業(yè)的發(fā)展顯得十分必要，符合我國可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。
[0003]長期以來，國內(nèi)焦化廠普遍采用生化法對(duì)焦化廢水進(jìn)行處理，且80%以上采用普通生化法，但是現(xiàn)有工藝雖能將焦化廢水中的酚、氰等有機(jī)物有效去除，但仍存在COD很難達(dá)標(biāo)，氨氮超標(biāo)嚴(yán)重，廢水中的難降解多環(huán)、雜環(huán)類有機(jī)物和有毒有害物質(zhì)極難處理，處理后的水色度和氣味較重等問題。為此，生化后出水需要進(jìn)行深度處理，但是深度處理費(fèi)用昂貴,成本壓力大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器，解決傳統(tǒng)焦化廢水處理工藝對(duì)難降解復(fù)雜有機(jī)污染物去除效果不理想而導(dǎo)致出水中C0D、氨氮、總氮及色度不達(dá)標(biāo)等問題，特別是對(duì)于廢水中的難降解多環(huán)、雜環(huán)類有機(jī)物和有毒有害物質(zhì)的處理極為有效。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器，它包括提升水泵、進(jìn)水管道、過氧化氫投加裝置、進(jìn)水管道混合器、配水室、多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體、取換料口、單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳印⒊鏊吻鍏^(qū)、篩板布水系統(tǒng)、排泥口、反應(yīng)器出水渠、出水管和沉淀池，沉淀池包括沉淀池本體、出水管道和排泥管道，所述的進(jìn)水管道一端與焦化廢水原水并經(jīng)常規(guī)普通生物處理工藝處理后的出水相連接，另一端通過提升水泵后連通多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體下部，在提升水泵與多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體之間的一段進(jìn)水管道上設(shè)置過氧化氫投加裝置和進(jìn)水管道混合器，配水室設(shè)置在多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體下部，在配水室下部設(shè)置排泥口，單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳釉O(shè)置在多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體內(nèi)、配水室上部，在單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳酉虏吭O(shè)置篩板布水系統(tǒng)，在單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳幼髠?cè)設(shè)置取換料口，單質(zhì)鐵和顆粒活性碳混合物層上部為出水澄清區(qū)，出水澄清區(qū)連通反應(yīng)器出水渠，反應(yīng)器出水渠通過出水管與沉淀池相連，沉淀池本體中上部連接出水管道，底部連接排泥管道。
[0006]所述的單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳?、篩板布水系統(tǒng)、取換料口設(shè)置多組。
[0007]所述的多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器還包括上循環(huán)口、回流管道、循環(huán)泵和下循環(huán)口，上循環(huán)口設(shè)置在反應(yīng)器出水渠底部，下循環(huán)口設(shè)置在配水室上部，回流管道一端連接上循環(huán)口，另一端穿過循環(huán)泵后連接下循環(huán)口。
[0008]所述的多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器還包括pH在線監(jiān)測儀、堿液自動(dòng)投加系統(tǒng)和出水管道混合器，PH在線監(jiān)測儀、堿液自動(dòng)投加系統(tǒng)和出水管道混合器設(shè)置在反應(yīng)器出水渠與沉淀池之間的出水管上。
[0009]使用時(shí)，廢水預(yù)先經(jīng)調(diào)節(jié)pH至3.0-5.0，然后由提升水泵、進(jìn)水管道并經(jīng)管道混合器送入多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器進(jìn)行氧化處理；過氧化氫投加裝置投加的過氧化氫經(jīng)管道混合器與由進(jìn)水管道輸送來的廢水混合后進(jìn)入鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器配水室，在多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器內(nèi)的篩板布水系統(tǒng)上部分級(jí)填裝有混合均勻的單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳?，該反應(yīng)器出水渠中設(shè)置有上循環(huán)口，上循環(huán)口通過回流管道、循環(huán)泵和配水室側(cè)壁的下循環(huán)口相連接，廢水經(jīng)由篩板布水系統(tǒng)向上流經(jīng)多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床，通過鐵碳微電解產(chǎn)生的羥基的氧化還原作用去除廢水中的部分雜環(huán)類有機(jī)物和色度，同時(shí)利用微電解產(chǎn)生的Fe2+與廢水中投加的過氧化氫構(gòu)成芬頓(Fenton)試劑的強(qiáng)氧化性,在鐵碳微電解-Fenton稱合氧化體系內(nèi)使廢水中的難降解多環(huán)、雜環(huán)類有機(jī)物和有毒有害物質(zhì)開環(huán)、斷鏈降解為易被微生物吸收降解的小分子物質(zhì)、氨氮、水和二氧化碳，由于鐵碳微電解耦合芬頓氧化床設(shè)計(jì)為多級(jí)疊加，水流為上向流柱推形式，所以每一級(jí)的氧化對(duì)象和產(chǎn)生的氧化后物質(zhì)均不同，一般來講從下至上所氧化對(duì)象由難變易，確保了反應(yīng)器最終的氧化效果。由于通過該反應(yīng)器處理后的溢流出水具有強(qiáng)酸性，需進(jìn)行中和處理，所以反應(yīng)器出水渠的溢流出水經(jīng)過設(shè)置在出水管上的PH在線監(jiān)測儀，將監(jiān)控信號(hào)反饋到堿液自動(dòng)投加系統(tǒng)，并由堿液自動(dòng)投加系統(tǒng)的PLC系統(tǒng)根據(jù)流量和監(jiān)測的PH值向管道混合器進(jìn)行堿液自動(dòng)精確投加混合，以實(shí)現(xiàn)程序調(diào)節(jié)pH值至6~9，經(jīng)過堿液投加中和以后的處理出水排入沉淀池，以促進(jìn)酸堿中和過程生成的Fe (OH)2和Fe(OH)3等膠體通過沉 淀池進(jìn)行絮凝沉淀，中和后的澄清液由出水管道排入下一個(gè)處理單元，而沉淀污泥則由排泥管道排出進(jìn)行脫水處置。
[0010]本發(fā)明所提出的一種多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器，解決了傳統(tǒng)焦化廢水處理工藝對(duì)難降解復(fù)雜有機(jī)污染物去除效果不理想而導(dǎo)致出水中COD、氨氮、總氮及色度不達(dá)標(biāo)等問題，對(duì)于廢水中的難降解多環(huán)、雜環(huán)類有機(jī)物和有毒有害物質(zhì)的處理極為有效。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、控制示意圖。
[0012]1、提升水泵，2、進(jìn)水管道，3、過氧化氫投加裝置，4、管道混合器，5、配水室，6、多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器，7、取換料口，8、單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳?，9、出水澄清區(qū)，10、篩板布水系統(tǒng)，11、上循環(huán)口，12、回流管道，13、循環(huán)泵，14、下循環(huán)口，15、排泥口，16、反應(yīng)器出水渠，17、pH在線監(jiān)測儀，18、出水管，19、堿液自動(dòng)投加系統(tǒng)，20、管道混合器，21、沉淀池，22、出水管道，23、排泥管道。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本發(fā)明【具體實(shí)施方式】結(jié)合附圖，進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0014]一種多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器，包括提升水泵1、進(jìn)水管道2、過氧化氫投加裝置3、進(jìn)水管道混合器4、配水室5、多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體6、取換料口 7、單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳?、出水澄清區(qū)9、篩板布水系統(tǒng)10、排泥口 15、反應(yīng)器出水渠16、出水管18和沉淀池，沉淀池包括沉淀池本體21、出水管道22和排泥管道23，所述的進(jìn)水管道一端與焦化廢水原水并經(jīng)常規(guī)普通生物處理工藝處理后的出水相連接，另一端通過提升水泵后連通多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體下部，在提升水泵與多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體之間的一段進(jìn)水管道上設(shè)置過氧化氫投加裝置和進(jìn)水管道混合器，配水室設(shè)置在多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體下部，在配水室下部設(shè)置排泥口，單質(zhì)鐵和顆粒活性碳混合物層設(shè)置在多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體內(nèi)、配水室上部，在單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳酉虏吭O(shè)置篩板布水系統(tǒng)，在單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳幼髠?cè)設(shè)置取換料口，單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳由喜繛槌鏊吻鍏^(qū)，出水澄清區(qū)連通反應(yīng)器出水渠，反應(yīng)器出水渠通過出水管與沉淀池相連，沉淀池本體中上部連接出水管道，底部連接排泥管道。
[0015]所述的單質(zhì)鐵和顆粒活性碳混合物層、篩板布水系統(tǒng)、取換料口設(shè)置多組。
[0016]所述的多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器還包括上循環(huán)口 11、回流管道12、循環(huán)泵13和下循環(huán)口 14，上循環(huán)口設(shè)置在反應(yīng)器出水渠底部，下循環(huán)口設(shè)置在配水室上部，回流管道一端連接上循環(huán)口，另一端穿過循環(huán)泵后連接下循環(huán)口。
[0017]所述的多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器還包括pH在線監(jiān)測儀17、堿液自動(dòng)投加系統(tǒng)19和出水管道混合器20，pH在線監(jiān)測儀、堿液自動(dòng)投加系統(tǒng)和出水管道混合器設(shè)置在反應(yīng)器出水渠與沉淀池之間的出水管上。
[0018]3、焦化廢水原水并經(jīng)常規(guī)普通生物處理工藝處理后的出水，在進(jìn)入本反應(yīng)器前須預(yù)先調(diào)節(jié)PH至3.0-5.0，然后由提升水泵1、進(jìn)水管道2并經(jīng)管道混合器4送入多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器6進(jìn)行氧化處理；過氧化氫投加裝置3投加的過氧化氫經(jīng)管道混合器4與由進(jìn)水管道2輸送來的廢水混合后進(jìn)入鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器配水室5，在多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器6內(nèi)的篩板布水系統(tǒng)10上部分級(jí)填裝有混合均勻的單質(zhì)鐵和顆粒活性碳混合物層8，該反應(yīng)器出水渠16中設(shè)置有上循環(huán)口 11，上循環(huán)口 11通過回流管道12、循環(huán)泵13和配水室5側(cè)壁的下循環(huán)口 14相連接，廢水經(jīng)由篩板布水系統(tǒng)10向上流經(jīng)多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床，通過鐵碳微電解產(chǎn)生的羥基的氧化還原作用去除廢水中的部分雜環(huán)類有機(jī)物和色度，同時(shí)利用微電解產(chǎn)生的Fe2+與廢水中投加的過氧化氫構(gòu)成芬頓(Fenton)試劑的強(qiáng)氧化性，在鐵碳微電解-Fenton耦合氧化體系內(nèi)使廢水中的難降解多環(huán)、雜環(huán)類有機(jī)物和有毒有害物質(zhì)開環(huán)、斷鏈降解為易被微生物吸收降解的小分子物質(zhì)、氨氮、水和二氧化碳，由于鐵碳微電解耦合芬頓氧化床設(shè)計(jì)為多級(jí)疊加，水流為上向流柱推形式，所以每一級(jí)的氧化對(duì)象和產(chǎn)生的氧化后物質(zhì)均不同，一般來講從下至上所氧化對(duì)象由難變易，確保了反應(yīng)器最終的氧化效果。由于通過該反應(yīng)器處理后的溢流出水具有強(qiáng)酸性，需進(jìn)行中和處理，所以反應(yīng)器出水渠16的溢流出水經(jīng)過設(shè)置在出水管18上的pH在線監(jiān)測儀17，將監(jiān)控信號(hào)反饋到堿液自動(dòng)投加系統(tǒng)19，并由堿液自動(dòng)投加系統(tǒng)19的PLC系統(tǒng)根據(jù)流量和監(jiān)測的pH值向管道混合器20進(jìn)行堿液自動(dòng)精確投加混合，以實(shí)現(xiàn)程序調(diào)節(jié)PH值至6~9，經(jīng)過堿液投加中和以后的處理出水排入沉淀池21，以促進(jìn)酸堿中和過程生成的Fe(OH)2和Fe(OH)3等膠體通過沉淀池21進(jìn)行絮凝沉淀，中和后的澄清液由出水管道22排入下一個(gè)處理單元，而沉淀污泥則由排泥管道23排出進(jìn)行脫水處置。
[0019]本發(fā)明所提出的一種多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器，解決了傳統(tǒng)焦化廢水處理工藝對(duì)難降解復(fù)雜有機(jī)污染物去除效 果不理想而導(dǎo)致出水中C0D、氨氮、總氮及色度不達(dá)標(biāo)等問題，對(duì)于廢水中的難降解多環(huán)、雜環(huán)類有機(jī)物和有毒有害物質(zhì)的處理極為有效。
【權(quán)利要求】
1.一種多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器，其特征在于它包括提升水泵、進(jìn)水管道、過氧化氫投加裝置、進(jìn)水管道混合器、配水室、多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體、取換料口、單質(zhì)鐵和顆粒活性碳混合物層、出水澄清區(qū)、篩板布水系統(tǒng)、排泥口、反應(yīng)器出水渠、出水管和沉淀池，沉淀池包括沉淀池本體、出水管道和排泥管道，所述的進(jìn)水管道一端與焦化廢水原水并經(jīng)常規(guī)普通生物處理工藝處理后的出水相連接，另一端通過提升水泵后連通多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體下部，在提升水泵與多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體之間的一段進(jìn)水管道上設(shè)置過氧化氫投加裝置和進(jìn)水管道混合器，配水室設(shè)置在多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體下部，在配水室下部設(shè)置排泥口，單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳釉O(shè)置在多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體內(nèi)、配水室上部，在單質(zhì)鐵和顆粒活性碳混合物層下部設(shè)置篩板布水系統(tǒng)，在單質(zhì)鐵和顆粒活性碳混合物層左側(cè)設(shè)置取換料口，單質(zhì)鐵和顆粒活性碳混合物層上部為出水澄清區(qū)，出水澄清區(qū)連通反應(yīng)器出水渠，反應(yīng)器出水渠通過出水管與沉淀池相連，沉淀池本體中上部連接出水管道，底部連接排泥管道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器，其特征在于單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳?、篩板布水系統(tǒng)、取換料口設(shè)置多組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器，其特征在于所述的多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器還包括上循環(huán)口、回流管道、循環(huán)泵和下循環(huán)口，上循環(huán)口設(shè)置在反應(yīng)器出水渠底部，下循環(huán)口設(shè)置在配水室上部，回流管道一端連接上循環(huán)口，另一端穿過循環(huán)泵后連接下循環(huán)口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器，其特征在于所述的多級(jí)鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器還包括PH在線監(jiān)測儀、堿液自動(dòng)投加系統(tǒng)和出水管道混合器，PH在線監(jiān)測儀、堿液自動(dòng)投加系統(tǒng)和出水管道混合器設(shè)置在反應(yīng)器出水渠與沉淀池之間的 出水管上。
【文檔編號(hào)】C02F9/06GK103880225SQ201410106110
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】鄭俊, 張德偉 申請(qǐng)人:安徽華騏環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>