專利名稱：染色廢水處理用連續(xù)內(nèi)電解裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種處理染色后廢水的裝置，尤其是一種利用鐵-碳微電解 技術(shù)進(jìn)行染色廢水處理的連續(xù)內(nèi)電解裝置。
背景技術(shù)：
目前，要讓鐵碳床有分解有機(jī)大分子能力，一般需要加入過氧化氫,利用微電 解產(chǎn)生的亞鐵離子催化，生成羥基自由基才有可能分解轉(zhuǎn)化有機(jī)污染物。同樣， 反應(yīng)要在酸性的條件下才能進(jìn)行。根據(jù)工程試驗(yàn)，鐵碳床微電解剛開始的效果 很理想,特別是處理酸性的有機(jī)廢水，但運(yùn)行兩個(gè)月后，效果急劇下降。 一方面， 鐵泥堵塞，另一方面降解產(chǎn)物包裹鐵炭表面而使鐵炭無法有效接觸，不能形成 原電池了，微電解的主要作用無法進(jìn)行，導(dǎo)致效果下降。反沖洗可減緩鐵泥堵 塞，但解決不了效果下降問題,往往需要更換填料,而在在實(shí)際工程中更換填料工 作量很大。并且鐵泥造成二次污染，無法處理。
微電解大都是采用固定式的鐵碳床工藝，而鐵碳床的板結(jié)是一個(gè)非常令人 頭痛的問題。說有的微電解技術(shù)可解決板結(jié)問題，但只要用固定床，板結(jié)遲早 會(huì)發(fā)生.曝氣也沒多大用。
要解決板結(jié)必須打破固定床，避免鐵泥堵塞。但問題是一旦打破固定床，
鐵-碳兩種顆粒物接觸減弱，鐵氧化失去的電子難以流向碳，致使H離子在鐵顆 粒得電子，產(chǎn)生的H2包著鐵顆粒，使其難于繼續(xù)氧化溶解。沒有鐵的溶解，用 微電解預(yù)處理廢水也不可能實(shí)現(xiàn)。有的開始試用流化床代替固定床的微電解， 但流化床鐵和碳難以緊密接觸，微電池回路差，反應(yīng)速度慢。因此，如果能解 決流化床中鐵失去的電子流向的問題，就不必用固定床，板結(jié)問題也就不會(huì)存 在，鐵屑補(bǔ)充也方便。，但在以后的時(shí)間內(nèi)會(huì)造成COD "反彈"的現(xiàn)象，其主 要原因是經(jīng)過一段時(shí)間后，降解產(chǎn)物逐漸包裹鐵炭表面而使鐵炭無法有效接觸， 不能形成原電池了，微電解的主要作用無法進(jìn)行，導(dǎo)致處理效果越來越差。
運(yùn)行成本相對(duì)生物處理較高，雖然相對(duì)來說初次投資較低，但在實(shí)際運(yùn)行 中由于需要不停的處理鐵泥、更換鐵屑和碳顆粒，人力的勞動(dòng)強(qiáng)度非常的大， 并且也增加了處理的人工成本。
從現(xiàn)在實(shí)際的運(yùn)用看鐵-碳微電解還局限于某些行業(yè)廢水處理中有一定的 優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際使用中仍有許多的問題需要解決，這也是我們水處理研究者需 要解決的問題。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種廢水處理效果 好、無需更換填料、避免造成鐵泥二次污染的染色廢水處理用連續(xù)內(nèi)電解裝置。
按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，染色廢水處理用連續(xù)內(nèi)電解裝置，包括 在毛發(fā)過濾器內(nèi)架設(shè)有隔板，隔板上設(shè)置有濾芯，在毛發(fā)過濾器壁體上設(shè)有負(fù)壓吸管與出水管，負(fù)壓吸管的出口端與出液管的進(jìn)口端之間設(shè)有濾芯，出液管 的出口端連接水泵的進(jìn)水管，水泵的出水管伸入內(nèi)電解塔內(nèi)與盤式反向布水管 連接，內(nèi)電解塔內(nèi)填充有電解料顆粒，盤式反向布水管套在倒置的喇叭吸口上 方并向下噴水，喇叭吸口與中央提升管相接，中央提升管頂端設(shè)有逆向反洗裝 置，逆向反洗裝置連接于架設(shè)在內(nèi)電解塔內(nèi)的隔板下表面，在該隔板的上表面 設(shè)有出污水裝置，出污水裝置的出污管伸出內(nèi)電解塔外，在內(nèi)電解塔外部設(shè)有 空氣壓縮機(jī)，它的空氣進(jìn)氣閥伸入內(nèi)電解塔內(nèi)的喇叭吸口下方位置，在內(nèi)電解 塔內(nèi)隔板上方的壁體上設(shè)有出液管，該出液管與紫外線管進(jìn)口端相接，紫外線 管的出口端連接紫外線臭氧發(fā)生器的進(jìn)口端，紫外線臭氧發(fā)生器的出口端與水 泵的進(jìn)水管相接，水泵的出水管與調(diào)節(jié)塔進(jìn)口端相接，在調(diào)節(jié)塔內(nèi)設(shè)有纏繞式 噴淋裝置，調(diào)節(jié)塔的出口端通過管體與活性炭過濾器的進(jìn)口端相接，活性炭過 濾器設(shè)有出水管。
紫外線臭氧發(fā)生器與水泵之間的管路與酸堿儲(chǔ)罐的出液管相接。盤式反向
布水管設(shè)置在底層電解料顆粒的下方。
本實(shí)用新型的設(shè)備工作時(shí)廢水處理效果好，無需更換填料，避免造成鐵泥 二次污染，使得操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
如圖所示它包括在毛發(fā)過濾器l內(nèi)架設(shè)有隔板，隔板上設(shè)置有濾芯3，在
毛發(fā)過濾器1壁體上設(shè)有負(fù)壓吸管2與出水管，負(fù)壓吸管2的出口端與出液管 的進(jìn)口端之間設(shè)有濾芯3，出液管的出口端連接水泵6的進(jìn)水管，水泵6的出水 管伸入內(nèi)電解塔22內(nèi)與盤式反向布水管7連接，內(nèi)電解塔22內(nèi)填充有電解料 顆粒，盤式反向布水管7套在倒置的喇叭吸口 8上方并向下噴水，喇叭吸口 8 與中央提升管9相接，中央提升管9頂端設(shè)有逆向反洗裝置10，逆向反洗裝置 10連接于架設(shè)在內(nèi)電解塔22內(nèi)的隔板下表面，在該隔板的上表面設(shè)有出污水裝 置ll，出污水裝置ll的出污管伸出內(nèi)電解塔22外，在內(nèi)電解塔22外部設(shè)有空 氣壓縮機(jī)13，它的空氣進(jìn)氣閥12伸入內(nèi)電解塔22內(nèi)的喇叭吸口 8下方位置， 在內(nèi)電解塔22內(nèi)隔板上方的壁體上設(shè)有出液管，該出液管與紫外線管16進(jìn)口 端相接，紫外線管16的出口端連接紫外線臭氧發(fā)生器15的進(jìn)口端，紫外線臭 氧發(fā)生器15的出口端與水泵20的進(jìn)水管相接，水泵20的出水管與調(diào)節(jié)塔17 進(jìn)口端相接，在調(diào)節(jié)塔17內(nèi)設(shè)有纏繞式噴淋裝置18，調(diào)節(jié)塔17的出口端通過 管體與活性炭過濾器21的進(jìn)口端相接，活性炭過濾器21設(shè)有出水管。
紫外線臭氧發(fā)生器15與水泵20之間的管路與酸堿儲(chǔ)罐19的出液管相接。 盤式反向布水管7設(shè)置在底層電解料顆粒的下方。
連續(xù)內(nèi)電解染色廢水處理裝置的工作原理如下
連續(xù)內(nèi)電解染色廢水處理裝置，首先考慮到所有廢水產(chǎn)生都會(huì)存在一定的 固體顆粒和纖維，必須首先進(jìn)行去除，讓固體顆粒和纖維含量比較少的液體進(jìn)入連續(xù)內(nèi)電解塔重點(diǎn)處理，連續(xù)內(nèi)電解塔22的進(jìn)水位置是從機(jī)器頂端向下，從 連續(xù)內(nèi)電解塔22內(nèi)的電解料顆粒下面均勻布水，隨著水位在內(nèi)電解塔內(nèi)慢慢升 高，水面接觸位于最底層的電解料顆粒，然后水沿著電解料顆粒從下向上作規(guī) 則布朗迷宮運(yùn)動(dòng)(速度m/100him)，充分和電解料接觸，經(jīng)過充分電解脫色，處 理后的干凈水從內(nèi)電解塔22頂部出水，由于重力沉降的原理，電解料顆粒向下 運(yùn)動(dòng)，而氣提又將污染的電解料從中央提升管9 (洗砂區(qū))提升，經(jīng)過反洗后向 下沉降，反復(fù)循環(huán)，在內(nèi)電解塔22的底布設(shè)計(jì)一個(gè)倒置形喇叭吸口 8和中央提 升管9，利用內(nèi)電解塔22外部的空氣壓縮機(jī)13送出經(jīng)過調(diào)節(jié)的壓縮空氣，將分 解的固體和小纖維，從中央提升管9向上提升，經(jīng)過內(nèi)電解塔22上部的逆向反 洗裝置10 (洗砂區(qū))洗滌，干凈的電解料顆?；氐絻?nèi)電解塔22內(nèi)，廢物質(zhì)從出 污水裝置11溢出內(nèi)電解塔22夕卜，周而復(fù)始，連續(xù)循環(huán)，在泵輸送的外動(dòng)力和 壓縮空氣的內(nèi)動(dòng)力相互作用下，電解料顆粒相互撞擊，上下升降，解決板結(jié)、 鐵泥堵塞、解決降解產(chǎn)物逐漸包裹鐵炭表面，而使鐵炭無法有效接觸，不能形 成原電池的弊病。同時(shí)電解塔外部供氣，又解決了充氧的目的。
廢水的內(nèi)電解法的原理非常簡(jiǎn)單，就是利用鐵-碳顆粒之間存在著電位差而 形成了無數(shù)個(gè)細(xì)微原電池。鐵-碳微電解是將鐵屑和碳顆粒浸沒在酸性廢水中時(shí)， 由于鐵和碳之間的電極電位差，廢水中會(huì)形成無數(shù)個(gè)微原電池。這些細(xì)微電池 是以電位低的鐵成為陰極，電位高的碳做陽極，在含有酸性電解質(zhì)的水溶液中 發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的。反應(yīng)的結(jié)果是鐵受到腐蝕變成二價(jià)的鐵離子進(jìn)入溶液。由 于鐵離子有混凝作用，它與污染物中帶微弱負(fù)電荷的微粒異性相吸，形成比較 穩(wěn)定的絮凝物(也叫鐵泥)而去除，為了增加電位差，促進(jìn)鐵離子的釋放，在鐵-碳床中加入一定比例的銅礦渣、鎳礦渣、鉛礦渣等(因?yàn)橐陨衔镔|(zhì)都帶有正電 荷，而染色為負(fù)離子)。其中電位低的鐵成為陽極，電位高的碳成為陰極，在 酸性充氧條件下發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)過程如下
陽極(Fe): Fe-2e—Fe2+，陰極(C) : 2J^+2e—2[H]—H2，反應(yīng)中，產(chǎn)生 的了初生態(tài)的F^+和原子H，它們具有高化學(xué)活性，能改變廢水中許多有機(jī)物的 結(jié)構(gòu)和特性，使有機(jī)物發(fā)生斷鏈、開環(huán)等作用。
連續(xù)內(nèi)電解塔內(nèi)有連續(xù)曝氣，即充氧和防止鐵屑板結(jié)。還會(huì)發(fā)生下面的反 應(yīng)02+4P^+4e—2H20; 02+2H20+4e—40H_; 2Fe2++02+41^421120+Fe3+。 反應(yīng)中生成的OH—是出水pH值升高的原因，而由Fe&氧化生成的Fe"逐漸水解 生成聚合度大的Fe(OH)3膠體絮凝劑，可以有效地吸附、凝聚水中的污染物， 從而增強(qiáng)對(duì)廢水的凈化效果。
技術(shù)中關(guān)鍵的裝置是連續(xù)內(nèi)電解塔，連續(xù)內(nèi)電解塔是一個(gè)高位塔。是將廢 鐵屑與惰性碳(如石墨、焦炭、活性炭、煤、銅礦渣、鎳礦渣、鉛礦渣等)顆粒 按一定的質(zhì)量比或者體積比作為填料裝入連續(xù)內(nèi)電解塔內(nèi)對(duì)廢水進(jìn)行處理。
目前在實(shí)用新型過程中，各種實(shí)驗(yàn)研究中主要做了pH值、停留時(shí)間、鐵碳 比、曝氣時(shí)間、進(jìn)水COD濃度、溫度對(duì)處理效果的影響，對(duì)鐵碳微電解進(jìn)行分 析有以下因素影響
1、廢水酸堿度對(duì)處理效果的影響pH值對(duì)鐵-碳處理有很大影響，進(jìn)水的pH值越低，CODCr去除率越高。 結(jié)論是進(jìn)水pH值一般為2到4之間。原因是低pH能提高氧的電極電位，加大 微電解的電位差，促進(jìn)電極反應(yīng)。
2、停留時(shí)間對(duì)處理效果的影響
結(jié)論是停留時(shí)間從30min到120min， CODCr去除率逐步升高，其后再延 長停留時(shí)間對(duì)出水效果影響不大。
經(jīng)過連續(xù)內(nèi)電解塔22的電解處理，可以進(jìn)行脫色和去除COD等不穩(wěn)定雜 質(zhì)，本實(shí)用新型采用紫外線臭氧發(fā)生器15，將它串聯(lián)在出水管路上，通過紫外 線臭氧發(fā)生器內(nèi)同時(shí)產(chǎn)生的光降解和臭氧作用，徹底去除了水中的染色體、COD 和細(xì)菌等，紫外線臭氧發(fā)生器15的沿面放電陶瓷片是臭氧發(fā)生器的核心部件。 采用沿面放電陶瓷片，制造出性能優(yōu)良的紫外線臭氧發(fā)生器15，沿面放電陶瓷 片是利用陶瓷絕緣介質(zhì)表面上的沿面放電，產(chǎn)生低溫等離子體來實(shí)現(xiàn)臭氧發(fā)生 功能的器件。
正面為放電電極(一般為線狀)，背面為感應(yīng)電極(通常為板狀)，并接地。 將不十分高的電壓作用在兩極上時(shí)，由于陶瓷基片的良好絕緣，很難出現(xiàn)放電 通道。只有兩極間的電壓大于某臨界值，并以高頻正弦交流電作用時(shí)，在放電 電極附近有限的表面上進(jìn)行電暈放電。這時(shí)，陶瓷絕緣介質(zhì)表面相當(dāng)于一個(gè)極 板，在高頻高壓正弦交流電的作用下，放電電極附近表面處不斷地俘獲和發(fā)射 電荷。當(dāng)電壓達(dá)到正半周臨界起暈電壓Uth時(shí)，開始放電，正電荷聚向放電極 附近的介質(zhì)表面，即電子被加速到很高能量從介質(zhì)表面?zhèn)鬏數(shù)椒烹婋姌O。隨著 電壓升高，放電繼續(xù)，更多的正電荷被束縛在介質(zhì)表面，這一過程一直持續(xù)到 峰值電壓U。放電過程停止，介質(zhì)表面正電荷并不消失。當(dāng)電壓開始下降時(shí)， 介質(zhì)表面正電荷仍不動(dòng)，放電并不發(fā)生， 一直持續(xù)降到負(fù)半周臨界起暈電壓-Uth， 這時(shí)放電開始，介質(zhì)表面的正電荷離開，負(fù)電荷積聚于表面，即電子被加速到 很高能量從放電電極傳輸?shù)浇橘|(zhì)表面，這一過程持續(xù)到負(fù)半周峰值電壓-Up，放 電過程停止。當(dāng)電壓再次升高到正半周臨界起暈電壓Uth時(shí)，正電暈放電又開 始，整個(gè)放電過程就是這樣交替進(jìn)行的，因此，沿面放電過程就是介質(zhì)表面的 靜電平衡狀態(tài)反復(fù)建立和破壞，表面氣體的反復(fù)擊穿而介質(zhì)表面上反復(fù)充放異 性電荷的過程。沿面放電器件的材料選用鎢電極和Al203陶瓷基片，因?yàn)殂^的熱 膨脹系數(shù)與八1203陶瓷相近，受熱后電極不會(huì)與陶瓷脫開，同時(shí)，陶瓷基片具有 較好的絕緣性和機(jī)械強(qiáng)度。所以，這種沿面放電器件有良好的電、機(jī)械、熱和 化學(xué)性能。
由于陶瓷片放電時(shí)能量密度較高，溫升快，會(huì)使臭氧產(chǎn)率迅速下降。本實(shí) 用新型采用通過式水冷，紫外線沿面放電陶瓷片應(yīng)用于水處理中，要求臭氧產(chǎn) 量大、濃度高的臭氧發(fā)生器，因此，采用多片沿面放電陶瓷片的組合，封閉在 小體積容器中，使氣源氣體沿陶瓷片放電表面通過，取得高產(chǎn)量高濃度的臭氧 氣。這種形式的臭氧發(fā)生器，其效率高、功耗低，因此，采用氣體串聯(lián)進(jìn)入各 陶瓷片，能在保證臭氧濃度的前提下，明顯提高臭氧產(chǎn)量。經(jīng)過處理的廢水， 如果能夠同回用水的要求相同，經(jīng)過處理的中水可以直接回用。如果處理以后的水需要達(dá)到國家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，后面必須經(jīng)過反應(yīng)塔調(diào)整PH值和活性炭吸附 微顆粒和去毒。
權(quán)利要求1、一種染色廢水處理用連續(xù)內(nèi)電解裝置，包括在毛發(fā)過濾器(1)內(nèi)架設(shè)有隔板，隔板上設(shè)置有濾芯(3)，在毛發(fā)過濾器(1)壁體上設(shè)有負(fù)壓吸管(2)與出水管，負(fù)壓吸管(2)的出口端與出液管的進(jìn)口端之間設(shè)有濾芯(3)，出液管的出口端連接水泵(6)的進(jìn)水管，其特征是水泵(6)的出水管伸入內(nèi)電解塔(22)內(nèi)與盤式反向布水管(7)連接，內(nèi)電解塔(22)內(nèi)填充有電解料顆粒，盤式反向布水管(7)套在倒置的喇叭吸口(8)上方并向下噴水，喇叭吸口(8)與中央提升管(9)相接，中央提升管(9)頂端設(shè)有逆向反洗裝置(10)，逆向反洗裝置(10)連接于架設(shè)在內(nèi)電解塔(22)內(nèi)的隔板下表面，在該隔板的上表面設(shè)有出污水裝置(11)，出污水裝置(11)的出污管伸出內(nèi)電解塔(22)外，在內(nèi)電解塔(22)外部設(shè)有空氣壓縮機(jī)(13)，它的空氣進(jìn)氣閥(12)伸入內(nèi)電解塔(22)內(nèi)的喇叭吸口(8)下方位置，在內(nèi)電解塔(22)內(nèi)隔板上方的壁體上設(shè)有出液管，該出液管與紫外線管(16)進(jìn)口端相接，紫外線管(16)的出口端連接紫外線臭氧發(fā)生器(15)的進(jìn)口端，紫外線臭氧發(fā)生器(15)的出口端與水泵(20)的進(jìn)水管相接，水泵(20)的出水管與調(diào)節(jié)塔(17)進(jìn)口端相接，在調(diào)節(jié)塔(17)內(nèi)設(shè)有纏繞式噴淋裝置(18)，調(diào)節(jié)塔(17)的出口端通過管體與活性炭過濾器(21)的進(jìn)口端相接，活性炭過濾器(21)設(shè)有出水管。
2、 如權(quán)利要求l所述的染色廢水處理用連續(xù)內(nèi)電解裝置，其特征是紫外 線臭氧發(fā)生器(15)與水泵(20)之間的管路與酸堿儲(chǔ)罐(19)的出液管相接。
3、 如權(quán)利要求l所述的染色廢水處理用連續(xù)內(nèi)電解裝置，其特征是盤式 反向布水管(7)設(shè)置在底層電解料顆粒的下方。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種處理染色后廢水的裝置，它包括在毛發(fā)過濾器隔板上設(shè)置有濾芯，在毛發(fā)過濾器壁體上設(shè)有負(fù)壓吸管與出水管，負(fù)壓吸管的出口端與出液管的進(jìn)口端之間設(shè)有濾芯，出液管的出口端連接水泵的進(jìn)水管，水泵的出水管伸入內(nèi)電解塔內(nèi)與盤式反向布水管連接，中央提升管頂端設(shè)有逆向反洗裝置，逆向反洗裝置連接于架設(shè)在內(nèi)電解塔內(nèi)的隔板下表面，在該隔板的上表面設(shè)有出污水裝置，出污水裝置的出污管伸出內(nèi)電解塔外，在內(nèi)電解塔內(nèi)隔板上方的壁體上設(shè)有出液管，在調(diào)節(jié)塔內(nèi)設(shè)有纏繞式噴淋裝置，調(diào)節(jié)塔的出口端通過管體與活性炭過濾器的進(jìn)口端相接，活性炭過濾器設(shè)有出水管。本實(shí)用新型工作時(shí)廢水處理效果好，無需更換填料，避免造成鐵泥二次污染。
文檔編號(hào)C02F9/00GK201254506SQ20082003812
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2008年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月11日
發(fā)明者強(qiáng)光初 申請(qǐng)人:強(qiáng)光初