CN204058031U - 一种废水处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种废水处理设备。其设备从上至下依次包括一布水区、一废水处理区、一集水区；所述布水区设有一进水口、一出气口；所述废水处理区设有至少一连接高压高频交流电的光子氧化装置；所述布水区、光子氧化装置和集水区依次连通；所述光子氧化装置包括一正电极、一作为负电极的光子氧化装置外壁，所述正电极被一绝缘管包覆并从上至下贯通于所述光子氧化装置的内部；所述集水区设有一进气口、一出水口。使用本实用新型废水处理装置处理工业废水，可以完全去除废水中难降解的有机物，不存在二次污染，成本低，耗能少，反应进程简单，出水指标可满足城镇污水排放标准GB18918-2002一级标准A标。

Description

一种废水处理设备

技术领域

本实用新型涉及一种废水处理设备。

背景技术

目前针对难处理工业废水的深度处理技术主要有吸附工艺、反渗透工艺及氧化工艺，其中常见氧化工艺主要有H₂O₂/Fe²⁺、O₃/H₂O₂、UV/H₂O₂、UV/O₃、二氧化氯(ClO₂)氧化等工艺。吸附工艺应用较多的是活性炭吸附，主要是通过吸附原理将废水中的污染物富集于吸附剂上，从而得以去除，其实质上只是实现了污染物的分离，并没有实现污染物的真正去除。反渗透工艺的原理是在高于溶液渗透压的压力作用下，借助于只允许水透过而不允许其他物质透过的半透膜的选择截留作用将废水中的污染物与水分离，其实质上也只是实现了污染物的富集分离，并没有实现污染物的真正去除。氧化工艺主要在氧化剂的作用下将废水中的污染物氧化成为二氧化碳、水等物质，使污染物得以真正的去除，但是现有常见的氧化工艺均存在处理不够彻底、运行成本高、二次污染等缺点，应用前景不大。

目前难处理工业废水经过一系列的预处理与生化处理后，大部分废水还有数百毫克每升的有机物(譬如二氯乙烷、吡啶类、卤代有机物等)得不到有效处理。随着环境容量越来越小，社会对生存环境方面越来越重视，政府对环保方面的要求越来越严，从而企业的压力也越来越大。

针对这种情况，目前虽已有一些深度处理工艺在应用，其中最为常见的有活性炭吸附工艺、H₂O₂/Fe²⁺氧化工艺、二氧化氯(ClO₂)氧化工艺、反渗透工艺等，但是这些工艺在运行过程中均存在处理效果有限、处理成本高、二次污染等问题，对一些像卤代吡啶、二氯乙烷等分子结构顽固的有机物难以起到好的效果，其中部分工艺还只是实现了污染物的分离与转移，并没有实现污染物的真正去除。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中的废水处理设备无法处理难降解有机物、并且具有二次污染，处理成本高等缺陷，提供一种全新的废水处理设备。本实用新型设备处理废水成本低，没有二次污染，可以有效去除废水中多种难降解的有机物。

本实用新型提供一种废水处理设备，从上至下其依次包括一布水区、一废水处理区、一集水区；所述布水区设有一进水口、一出气口；所述废水处理区设有至少一连接高压高频交流电的光子氧化装置；所述布水区、光子氧化装置和集水区依次连通；所述光子氧化装置包括一正电极、一作为负电极的光子氧化装置外壁，所述正电极被一绝缘管包覆并从上至下贯通于所述光子氧化装置的内部；所述集水区设有一进气口、一出水口。

本实用新型废水处理设备在运作时，废水从进水口进入并通过光子氧化装置后从出水口出料；自集水区进气口通入的空气经过光子氧化装置内部与废水接触后，最后从出气口出气。运作时，在光子氧化装置两电极之间加以高压高频交流电，使光子氧化装置内部形成非常强的电场，使废水在电场中形成均匀稳定的液膜，在空气和废水充分接触混合的情况下，气/水混合体分解形成放电，放电形成的初期主要是电子在外加电场的作用下加速并获得能量，与周围的气体分子发生碰撞，使气体分子激发电离，从而形成更多的电子，引起“电子雪崩”，形成微放电通道，在微放电形成的后期开始有部分原子或分子反生激发，生成一些离子、自由基等活性粒子，部分处于激发态的电子具有较高的能量，这些电子可以通过非弹性碰撞激发原子、分子等较大的粒子，这使得在通常条件下很难得到的自由基、离子、激发态分子或原子、准分子等活性物质能大量存在，这些活性物质及其高能电子轰击污染物质中分子键，使之发生断键和开环等一系列反应，使那些分子结构稳定的有机物得到彻底的去除。

本实用新型中，所述废水处理设备的外壳一般会接至地线。

本实用新型中，所述的高压高频交流电一般指电压在3-50kv，频率在500-3000Hz的交流电。

本实用新型中，所述的进气口一般会按照本领域常规设有通入空气的装置，较佳地设有接风机。

本实用新型中，所述的正电极的材料为本领域常规的可用于高压高频正电极的材料，一般铜、镍、钛、铪(Xe)等金属均可做为本实用新型正电极的材料。所述的正电极材料较佳地为铪。

本实用新型中，所述的光子氧化装置外壁可以为正方形筒体外壁，多边形筒体外壁，较佳地为圆筒形外壁。

本实用新型中，较佳地，所述的光子氧化装置外壁的内壁面为螺纹型内壁面。螺纹型内壁面可使形成的液膜更佳均匀，维持稳定。

本实用新型中，所述的绝缘管为本领域常规的绝缘管，绝缘材料一般为绝缘陶瓷、绝缘塑料、绝缘玻璃等。所述的绝缘管较佳地为绝缘玻璃管。一般本实用新型废水处理设备在工作时，会通入高压高频交流电，若没有保护措施，会在正电极和负电极之间产生电火花，所以使用绝缘管包覆正电极防止这一现象发生，使用绝缘玻璃管效果更佳。

本实用新型中，较佳地，所述的光子氧化装置还设有若干风扇叶轮，位于所述正电极与所述光子氧化装置外壁之间。所述风扇叶轮用于将所述空气与所述废水更佳充分混合，并且可以将废水吹到作为负电极的光子氧化装置外壁，使废水沿着装置外壁的内壁面流下，有效地重新形成液膜，在高压高频电场，氧分子及水分子的共同作用下，激发大量活性很高的粒子，这些活性物质及其高能电子轰击有机物的分子键，使废水中的难降解物质变成小分子物质乃至彻底去除。

本实用新型中，所述废水处理设备的内部一般会设有一上管板和一下管板，将所述废水处理设备分割为所述布水区、废水处理区和集水区。

本实用新型中，较佳地，所述光子氧化装置外壁的上部设有一进水调节堰，用于调节从布水区进入光子氧化装置的废水量，废水处理区有多个光子氧化装置时，各光子氧化装置并列排布，各光子处理装置上的进水调节堰可保证进入每个光子处理装置的废水量一致。所述进水调节堰较佳地为塑料螺旋进水调节堰。

本实用新型中，较佳地，所述光子氧化装置的内部设有若干定位支架，用于固定所述绝缘管和正电极。

本实用新型中，较佳地，所述的废水处理设备的顶部盖板为透明盖板。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：使用本实用新型废水处理装置处理工业废水，可以完全去除废水中难降解的有机物，反应过程中有机物全部转化为CO₂和H₂O，故不存在二次污染。本实用新型设备处理废水处理成本低，耗能少，反应进程简单，出水指标可满足城镇污水排放标准GB18918-2002一级标准A标。

附图说明

图1为本实用新型一较佳实施例中的废水处理装置结构示意图。

附图标记

顶部盖板 1               光子氧化装置 20

出气口 2                 布水区 30

正电极 3                 废水处理区 40

进水口 4                 集水区 50

绝缘管 5

进水调节堰 6

定位支架 7

风扇叶轮 8

光子氧化装置外壁 9

进气口 10

出水口 11

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

实施例1

如图1所示，本实施例废水处理设备，废水处理设备的内部设有一上管板和一下管板(图中未标示)，将所述废水处理设备分割为所述布水区30、废水处理区40和集水区50，三个区域从上至下依次排布；所述布水区30设有一进水口4、一出气口2；所述废水处理区40设有至少一可通入高压高频交流电的光子氧化装置20(图中只显示一个光子氧化装置，但可根据实际使用要求调节其数量)；所述布水区30、光子氧化装置20和集水区50依次连通；所述光子氧化装置20包括一正电极3、一作为负电极的光子氧化装置外壁9，所述正电极3被一绝缘管5包覆并从上至下贯通于所述光子氧化装置的内部；所述集水区50设有一进气口10、一出水口11。废水处理设备的外壳接至地线。光子氧化装置20还设有若干风扇叶轮8，位于正电极3与光子氧化装置外壁9之间。所述光子氧化装置外壁9的上部设有一进水调节堰6，用于调节从布水区30进入光子氧化装置20的废水量，废水处理区设有多个光子氧化装置时，各处理装置上的进水调节堰可保证进入每个光子氧化装置的废水量一致。所述光子氧化装置20的内部设有若干定位支架7，便于固定所述绝缘管5和正电极3。

光子氧化装置外壁9可以为正方形筒体外壁，多边形筒体外壁，本实施例中采用圆筒形外壁。

上述绝缘管可以为本领域常规的绝缘管，如绝缘陶瓷、绝缘塑料、绝缘玻璃等。本实施例中的绝缘管采用绝缘玻璃管。

进气口一般会按照本领域常规设有通入空气的装置，本实施例中设有接风机(图中未显示)。

光子氧化装置正电极的材料为本领域常规的可用于高压高频正电极的材料，一般铜、镍、钛、铪等金属均可。本实施例中的正电极材料为铪。

设备使用时一般会通入电压在3-50kv，频率在500-3000Hz的高压高频交流电。

实施例2

本实施例的废水处理设备与实施例1基本上相同，其不同点在于，所述的光子氧化装置外壁9的内壁面为螺纹型内壁面。螺纹型内壁面可使形成的液膜更佳均匀，维持稳定。所述进水调节堰6为塑料螺旋进水调节堰。所述的废水处理设备的顶部盖板1为透明盖板。

应用实施例1

利用实施例2中的废水处理设备处理某化工厂生化出水，该厂生化出水中主要含有二氯乙烷及多种氯代吡啶等难降解有机物，COD在350mg/L左右，采用工艺流程如下：

(1)将经预处理、生化处理后的废水泵入废水处理设备中，同时接通光子氧化装置的高压高频电源、接风机电源，根据废水中有机物的含量及处理后排放要求调整高压高频电源的电压及频率，确保处理后出水在满足排放要求的同时尽可能节约运行成本；

(2)控制每个光子氧化装置中废水量为80L/h左右，当处理废水的时候，通过调节所述废水的流量使废水尽量沿着所述的光子氧化装置外壁的内壁面流至所述集水区；

(3)废水从废水处理设备出水后进入反应池，设置1.5h左右停留时间的反应池，进行进一步反应，反应后出水排放；

一般也会对反应池中废水水质进行分析，根据水质情况对高压变频电源电压及频率进行校正微调。

废水经光子氧化技术处理，处理效果好且稳定，本实施例中控制电压在12kv左右、频率在2400Hz左右，99％以上的二氯乙烷、95％以上氯代杂环类有机物及90％左右的COD均得到有效降解，具体进、出水指标分析结果如下：

本实用新型光子氧化技术处理废水过程中只需消耗电能，本实施例中的耗电量仅为1.5kwh/m³左右，且处理过程中不产生致癌物质、污泥、废气等二次污染源。本实施例废水处理方法反应进程简单，出水指标满足城镇污水排放标准GB18918-2002一级标准A标。

Claims (10)

1.一种废水处理设备，其特征在于，从上至下其依次包括一布水区、一废水处理区、一集水区；所述布水区设有一进水口、一出气口；所述废水处理区设有至少一连接高压高频交流电的光子氧化装置；所述布水区、光子氧化装置和集水区依次连通；所述光子氧化装置包括一正电极、一作为负电极的光子氧化装置外壁，所述正电极被一绝缘管包覆并从上至下贯通于所述光子氧化装置的内部；所述集水区设有一进气口、一出水口。

2.如权利要求1所述的废水处理设备，其特征在于，所述的光子氧化装置外壁的内壁面为螺纹型内壁面。

3.如权利要求1所述的废水处理设备，其特征在于，所述的光子氧化装置还设有若干风扇叶轮，位于所述正电极与所述光子氧化装置外壁之间。

4.如权利要求1所述的废水处理设备，其特征在于，所述的正电极的材料为铪。

5.如权利要求1所述的废水处理设备，其特征在于，所述的光子氧化装置外壁为圆筒形外壁。

6.如权利要求1所述的废水处理设备，其特征在于，所述的进气口设有一接风机；所述的绝缘管为绝缘玻璃管。

7.如权利要求1所述的废水处理设备，其特征在于，所述光子氧化装置外壁的上部设有一进水调节堰。

8.如权利要求7所述的废水处理设备，其特征在于，所述进水调节堰较佳地为塑料螺旋进水调节堰。

9.如权利要求1所述的废水处理设备，其特征在于，所述光子氧化装置的内部设有若干定位支架，用于固定所述绝缘管和正电极。

10.如权利要求1所述的废水处理设备，其特征在于，所述的废水处理设备的顶部盖板为透明盖板。