專利名稱：多級(jí)流化床鐵炭微電解反應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)保工程中應(yīng)用的鐵炭微電解反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
鐵炭微電解法是利用Fe/C原電池反應(yīng)原理對(duì)廢水進(jìn)行處理的良好方法，又稱內(nèi)電解法、鐵屑過(guò)濾法等，該法集氧化還原、絮凝吸附、催化氧化、絡(luò)合、電沉積以及共沉淀等作用于一體。作為一種生化處理前預(yù)處理技術(shù)，鐵炭微電解技術(shù)不僅能大量的降解廢水中有機(jī)物，同時(shí)能減低其毒性，提高廢水的可生化性。此法具有適用范圍廣、處理效果好、使用壽命長(zhǎng)、成本低廉及操作維護(hù)方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，作為使用廢鐵屑為原料的處理方法，具有 “以廢治廢”的意義。由于其種種優(yōu)點(diǎn)，鐵炭微電解技術(shù)發(fā)展非常迅速，目前已經(jīng)應(yīng)用于印染、制藥、石油化工等行業(yè)的廢水處理，取得了良好的效果。微電解反應(yīng)器的本體多采用流化床反應(yīng)器，實(shí)際工程應(yīng)用中，一些常見問(wèn)題仍對(duì)此技術(shù)繼續(xù)推廣及應(yīng)用產(chǎn)生嚴(yán)重制約
(1)填料床板結(jié)、溝流傳統(tǒng)反應(yīng)器在酸性條件下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，鐵、炭填料容易板結(jié)為塊狀，廢水從板塊間隙通過(guò)填料，即發(fā)生溝流現(xiàn)象。此現(xiàn)象嚴(yán)重減少填料與廢水的接觸面積，令電極反應(yīng)難以進(jìn)行，嚴(yán)重影響反應(yīng)器的使用壽命，特別地，由于多層堆壓，下層受到上層的壓力過(guò)大，更加劇了板結(jié)的情況；
(2)填料效用低常規(guī)反應(yīng)器采用鐵炭燒結(jié)組合體作為填料，反應(yīng)過(guò)程中鐵不斷被置換消耗，炭卻只有極少量流失，長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)后，鐵、炭比例嚴(yán)重失衡，嚴(yán)重影響填料使用效能。 同時(shí)燒結(jié)填料比表面積遠(yuǎn)較鐵屑、炭粉組合填料低，一定程度上影響填料利用率；
(3)填料更換困難采用固定鐵炭混合比例填料，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后需對(duì)填料床整體更換以保持穩(wěn)定的鐵炭比例，此過(guò)程須將反應(yīng)器內(nèi)剩余填料清掏后重新裝填新填料，大幅度增加反應(yīng)器維護(hù)難度的同時(shí)亦增加處理費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種有效解決填料長(zhǎng)時(shí)間使用后產(chǎn)生的板結(jié)、溝流問(wèn)題， 提高填料利用率的多級(jí)流化床鐵炭微電解反應(yīng)系統(tǒng)。本發(fā)明針對(duì)其技術(shù)問(wèn)題的解決方案是
多級(jí)流化床鐵炭微電解反應(yīng)系統(tǒng)，包括反應(yīng)器，反應(yīng)器下部設(shè)有具有下循環(huán)水口的布水室，反應(yīng)器上部設(shè)有上循環(huán)水口，所述下循環(huán)水口、上循環(huán)水口之間通過(guò)管道連通，該管道上設(shè)有內(nèi)循環(huán)泵，反應(yīng)器內(nèi)的上方空間通過(guò)若干篩網(wǎng)隔板分隔成由下至上層疊的多個(gè)反應(yīng)室，所述反應(yīng)室位于布水室之上。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，內(nèi)循環(huán)泵與下循環(huán)水口的連通管道上，設(shè)有射流曝氣器。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述布水室設(shè)有進(jìn)水口以及放空管，上部設(shè)有出水口。
作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述反應(yīng)室均設(shè)有獨(dú)立的填料檢查口。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述布水室的上頂為鋼板，鋼板上均勻開孔插裝多個(gè)短柄濾頭作為布水器。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述反應(yīng)室內(nèi)裝有ORP監(jiān)測(cè)計(jì)。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過(guò)篩網(wǎng)隔板將反應(yīng)器分隔為多級(jí)反應(yīng)室，這樣鐵炭填料就可以分級(jí)放置在這些反應(yīng)室中，改善了填料的反應(yīng)環(huán)境，避免了因?yàn)槎鄬佣褖憾鴮?dǎo)致的板結(jié)狀況，優(yōu)化了微電解效果。另外，本發(fā)明設(shè)置了射流曝氣器，使空氣混合高速水流以紊流狀態(tài)進(jìn)入反應(yīng)器，令系統(tǒng)中形成氣、水、填料三態(tài)流化床，保證反應(yīng)過(guò)程中廢水與鐵炭混合填料的充分接觸，解決了傳統(tǒng)鐵炭微電解反應(yīng)器易板結(jié)、易溝流、填料壽命短的難題。本發(fā)明可用于廢水處理業(yè)中作為鐵炭微電解反應(yīng)裝置使用。


下面結(jié)合附圖及實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，多級(jí)流化床鐵炭微電解反應(yīng)系統(tǒng)，包括反應(yīng)器，反應(yīng)器下部設(shè)有具有下循環(huán)水口的布水室6，反應(yīng)器上部設(shè)有上循環(huán)水口，所述下循環(huán)水口、上循環(huán)水口之間通過(guò)管道連通，該管道上設(shè)有內(nèi)循環(huán)泵7，反應(yīng)器內(nèi)的上方空間通過(guò)若干篩網(wǎng)隔板4分隔成由下至上層疊的多個(gè)反應(yīng)室5，所述反應(yīng)室5位于布水室6之上。具體地，所述篩網(wǎng)隔板4的篩孔直徑為0. 5mm 1mm，該孔徑將有效地保證隔板能承托住填料，同時(shí)允許上升流通過(guò)。作為進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，內(nèi)循環(huán)泵7與下循環(huán)水口的連通管道上，設(shè)有射流曝氣器9。射流曝氣器9是業(yè)內(nèi)利用文丘里管原理制作的一種高壓射流裝置，能夠有效地對(duì)水進(jìn)行充氧，提高氧利用率，使水力內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)中反應(yīng)體系的紊流系數(shù)得到提高，形成氣、 水、填料三相流化床，令填料與廢水充分混合、反應(yīng)均勻，有效解決填料長(zhǎng)時(shí)間使用后產(chǎn)生的板結(jié)、溝流問(wèn)題，提高填料利用率。同時(shí)，射流曝氣方式降低了空壓機(jī)等設(shè)備的一次性投資，同時(shí)減低處理過(guò)程能耗，節(jié)約處理費(fèi)用。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述布水室6設(shè)有進(jìn)水口 I以及放空管11，上部設(shè)有出水口 10。進(jìn)水口 I是外接廢水處理源，引入廢水；放空管11用于排空；出水口 10外接儲(chǔ)水池，盛載經(jīng)過(guò)反應(yīng)處理的水。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述反應(yīng)室5均設(shè)有獨(dú)立的填料檢查口 3。各自獨(dú)立的填料檢查口 3，有利于各層獨(dú)立操作，針對(duì)不同的填料消耗情況進(jìn)行檢查及補(bǔ)充。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述布水室6的上頂為鋼板，鋼板上均勻開孔插裝多個(gè)短柄濾頭作為布水器2。布水器2能使水流有序地向上噴升,優(yōu)化流化床的效應(yīng)。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述反應(yīng)室5內(nèi)裝有ORP監(jiān)測(cè)計(jì)。一般情況下，只需選擇在其中一個(gè)反應(yīng)室5，安裝一個(gè)ORP監(jiān)測(cè)計(jì)即可，該監(jiān)測(cè)計(jì)外接計(jì)算機(jī)，自動(dòng)化監(jiān)控微電解反應(yīng)過(guò)程，確定填料補(bǔ)充周期，運(yùn)行穩(wěn)定，管理簡(jiǎn)單。此外，本系統(tǒng)所使用填料為普通活性炭及鐵屑(粒徑f2mm)混合體，體積比1:1，無(wú)需對(duì)填料原料進(jìn)行燒結(jié)等加工，能有效降低填料價(jià)格，減低廢水處理費(fèi)用；補(bǔ)充填料時(shí)只需往反應(yīng)室5中填充鐵屑，無(wú)需置換反應(yīng)器內(nèi)原有填料，大大降低了微電解系統(tǒng)的管理難度。本發(fā)明的一般操作流程是設(shè)置3層反應(yīng)層，以分級(jí)裝填方式往反應(yīng)室5內(nèi)裝填填料，鐵炭體積比為I: I，單級(jí)裝填填料高度不高于600mm。開動(dòng)水泵,廢水從進(jìn)水口 I首先進(jìn)入反應(yīng)器配水室(即最下層的反應(yīng)室5)與由射流曝氣器9所提供的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)回流液混合，通過(guò)布水器2配水后進(jìn)入上面的各層反應(yīng)室5，在射流曝氣器9內(nèi)部高速水流帶動(dòng)下，空氣以紊流狀態(tài)進(jìn)入反應(yīng)器，填料層在強(qiáng)度為25L/ Hf s的上升流及射流曝氣的作用下處于流化狀態(tài)，充分與廢水接觸的同時(shí)亦避免填料發(fā)生板結(jié)現(xiàn)象，保證反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行；反應(yīng)完成后，廢水從反應(yīng)器上端出水口 10離開反應(yīng)器。通過(guò)填料檢查口 3，定期補(bǔ)充消耗填料。以該反應(yīng)系統(tǒng)處理某藥廠產(chǎn)生的高濃度廢水為例，其CODcr平均值為80000mg/L， B/C為0.21，屬于高濃度難降解有機(jī)廢水。廢水經(jīng)過(guò)本發(fā)明處理，水力停留時(shí)間為lh，處理后CODcr為54000mg/L，B/C為0. 33。證明該系統(tǒng)能降低廢水的有機(jī)物濃度，同時(shí)有效提高廢水的可生化性。在共58天的運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，反應(yīng)器并無(wú)出現(xiàn)板結(jié)、溝流等情況，直接運(yùn)行費(fèi)用為0. 08元/m3廢水，在處理效果穩(wěn)定性方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)微電解裝置，直接運(yùn)行費(fèi)用亦較大多數(shù)使用改良填料微電解反應(yīng)器低。以上是對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施方式的具體說(shuō)明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下可作出種種的等同變型或替換， 這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.多級(jí)流化床鐵炭微電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于包括反應(yīng)器，反應(yīng)器下部設(shè)有具有下循環(huán)水口的布水室(6 )，反應(yīng)器上部設(shè)有上循環(huán)水口，所述下循環(huán)水口、上循環(huán)水口之間通過(guò)管道連通，該管道上設(shè)有內(nèi)循環(huán)泵(7)，反應(yīng)器內(nèi)的上方空間通過(guò)若干篩網(wǎng)隔板(4)分隔成由下至上層疊的多個(gè)反應(yīng)室(5)，所述反應(yīng)室(5)位于布水室(6)之上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多級(jí)流化床鐵炭微電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于內(nèi)循環(huán)泵(7) 與下循環(huán)水口的連通管道上，設(shè)有射流曝氣器(9 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多級(jí)流化床鐵炭微電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于所述布水室 (6 )設(shè)有進(jìn)水口( I)以及放空管(11)，上部設(shè)有出水口( 10 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多級(jí)流化床鐵炭微電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于所述反應(yīng)室 (5 )均設(shè)有獨(dú)立的填料檢查口( 3 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多級(jí)流化床鐵炭微電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于所述布水室(6)的上頂為鋼板，鋼板上均勻開孔插裝多個(gè)短柄濾頭作為布水器(2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多級(jí)流化床鐵炭微電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于所述反應(yīng)室(5)內(nèi)裝有ORP監(jiān)測(cè)計(jì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多級(jí)流化床鐵炭微電解反應(yīng)系統(tǒng)，包括反應(yīng)器，反應(yīng)器下部設(shè)有具有下循環(huán)水口的布水室，反應(yīng)器上部設(shè)有上循環(huán)水口，所述下循環(huán)水口、上循環(huán)水口之間通過(guò)管道連通，該管道上設(shè)有內(nèi)循環(huán)泵，反應(yīng)器內(nèi)的上方空間通過(guò)若干篩網(wǎng)隔板分隔成由下至上層疊的多個(gè)反應(yīng)室，所述反應(yīng)室位于布水室之上。本發(fā)明通過(guò)篩網(wǎng)隔板將反應(yīng)器分隔為多級(jí)反應(yīng)室，這樣鐵炭填料就可以分級(jí)放置在這些反應(yīng)室中，改善了填料的反應(yīng)環(huán)境，避免了因?yàn)槎鄬佣褖憾鴮?dǎo)致的板結(jié)狀況，優(yōu)化了微電解效果。本發(fā)明可用于廢水處理業(yè)中作為鐵炭微電解反應(yīng)裝置使用。
文檔編號(hào)C02F1/461GK102583658SQ20121000447
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者尹翠琴, 彭彩霞, 朱月琪, 李素青, 湯泳虹, 石云峰, 許佳敏, 馬從安 申請(qǐng)人:廣州市金龍峰環(huán)保設(shè)備工程有限公司