CN205653286U - 超声耦合光电芬顿废水处理一体化装置 - Google Patents

超声耦合光电芬顿废水处理一体化装置 Download PDF

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李升军
徐�明
齐静
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Abstract

本实用新型涉及超声耦合光电芬顿废水处理一体化装置，可有效解决对废水的处理问题，其结构是，超声耦合光电芬顿反应装置经装有污泥泵的管道与pH调节池相连通，pH调节池与混凝沉淀池相连通，混凝沉淀池底部设有用于污泥排出的管道，池体内两边垂直装有相互平行的阴极棒和阳极棒，阳极棒的一侧装有盐桥，盐桥与阴极棒之间装有紫外灯，阴极棒的下方有超声波发生器，pH调节池下部设有第一通道，隔置板的上部有第二通道，阻流板、隔置板相间开的间隙与第一通道、第二通道构成pH调节池、混凝沉淀池之间的下进、上出通道，pH调节池、混凝沉淀池上部装有超声波发生器，本实用新型结构简单，新颖独特，废水处理速度快，成本低。

Description

超声耦合光电芬顿废水处理一体化装置
技术领域
本实用新型涉及废水处理设备，特别是一种超声耦合光电芬顿废水处理一体化装置。
背景技术
电芬顿反应是利用电解池阴极反应的另一种形式，在酸性溶液中，电极上同直流电，氧分子在阴极表面通过两电子还原反应产生H2O2，生成的H2O2迅速与溶液中存在的Fe2+反应生成•OH和Fe3+，•OH可以氧化有机物，使其降解。同时，在废水中导致有机物去除的因素除•OH氧化作用外，还有Fe（OH）2、Fe（OH）3的絮凝作用，即阳极溶解出的活性Fe2+ 、Fe3+可水解成对有机物有强络合吸附作用的Fe（OH）2、Fe（OH）3。
在芬顿反应中，紫外线（300-400nm波长）照射下可以同时促进H2O2分解产生•OH和Fe2+的循环再生，因而有机物去除率大大提高。
超声作用于两相或多相体系会产生各种效应，如空化效应、湍动效应、微扰效应、界面效应和聚能效应等。其中界面效应可增大传质表面积，湍动效应使边界层变薄，增大传质速率。将超声技术引入曝气装置，利用其增大相间传质表面、增大传质速率的作用，大大提高曝气效率，进而提高H2O2的生成速率，提高光电芬顿反应效率。
将超声技术与光电芬顿耦合联用可大大提高对高浓有机废水的处理效率。现虽有一种利用光电芬顿反应高效去除水中有机物的方法及装置,该装置是将光电耦合促进芬顿氧化反应过程,从而提高其去除有机污染物的效率，但在使用中存在如下问题：
1. 该方法废水处理量较小；
2. 该方法需要外加铁盐，成本较高；
3. 该方法对反应过程中可能产生的络合物未设置处理方式。
另外，常见的电芬顿絮凝沉淀一体化反应装置设置有电芬顿反应装置、PH调节池、高效沉淀池。其结构简单、去除有机物效率高，去除SS效率高等特点，但在使用中仍存在如下问题：
1. 曝气装置的曝气效率低，导致H2O2的生成速率低，进而影响芬顿反应速率；
2. 三组电芬顿串联，成本较高；
3. 沉淀池中未添加助凝剂，絮凝沉淀效果不理想，可能影响污泥的外排。
因此，利用超声耦合光电芬顿废水处理设备上的改进和创新是需要认真解决的技术问题。
实用新型内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种超声耦合光电芬顿废水处理一体化装置，可有效解决对废水的处理问题。
本实用新型解决的技术方案是，包括超声耦合光电芬顿反应装置、pH调节池、混凝沉淀池和污泥泵，其特征在于，超声耦合光电芬顿反应装置经装有第一污泥泵的管道与pH调节池相连通，pH调节池经下进上出的通道与混凝沉淀池相连通，混凝沉淀池底部设有用于污泥排出的管道上装有第二污泥泵，超声耦合光电芬顿反应装置其结构是，第一池体内两边垂直装有相互平行的阴极棒和阳极棒，阳极棒的靠近阴极棒的一侧垂直装有与阳极棒相平行的盐桥，盐桥与阴极棒之间装有平行于盐桥和阴极棒的、上下垂直的紫外灯，阴极棒的下方设有第一超声波发生器，pH调节池和混凝沉淀池是由第二池体经上下垂直的隔置板隔置而成，pH调节池下部设有第一通道，隔置板的上部有第二通道，阻流板、隔置板相间开的间隙与第一通道、第二通道构成pH调节池、混凝沉淀池之间的下进、上出通道，pH调节池上部装有伸入pH调节池的第二超声波发生器，混凝沉淀池上部装有伸入混凝沉淀池的第三超声波发生器。
本实用新型结构简单，新颖独特，具有以下突出的有益技术效果：
1、有利于提高H2O2的生成速率，进而提高光电芬顿反应速率；
2. 阳极采用牺牲阳极，不需要外加铁盐，减少添加铁盐的成本；
3. 紫外装置布置在阴极室促进H2O2分解产生•OH与Fe2+的循环再生，提高反应速率；
4. 加装絮凝沉淀装置，可及时处理络合沉淀物，大大提高SS的去除效率。
附图说明
图1为本实用新型的主视图（图中箭头为Fe2+运动方向）。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。
由图1所示，本实用新型包括超声耦合光电芬顿反应装置、pH调节池、混凝沉淀池和污泥泵，超声耦合光电芬顿反应装置经装有第一污泥泵11的管道与pH调节池A相连通，pH调节池A经下进上出的通道与混凝沉淀池B相连通，混凝沉淀池B底部设有用于污泥排出的管道17上装有第二污泥泵12，超声耦合光电芬顿反应装置其结构是，第一池体1内两边垂直装有相互平行的阴极棒2-1和阳极棒2-2，阳极棒2-2的靠近阴极棒2-1的一侧垂直装有与阳极棒2-2相平行的盐桥3，盐桥3与阴极棒2-1之间装有平行于盐桥和阴极棒的、上下垂直的紫外灯5，阴极棒2-1的下方设有第一超声波发生器6-1，pH调节池A和混凝沉淀池B是由第二池体10经上下垂直的隔置板16隔置而成，pH调节池A下部设有第一通道13，隔置板16的上部有第二通道14，阻流板15、隔置板16相间开的间隙与第一通道13、第二通道14构成pH调节池A、混凝沉淀池B之间的下进、上出通道，pH调节池A上部装有伸入pH调节池的第二超声波发生器6-2，混凝沉淀池B上部装有伸入混凝沉淀池的第三超声波发生器6-3。
所述的第一池体1内的第一超声波发生器6-1下方设有鼓风曝气机7，鼓风曝气机7处的第一池体壁上有氧气进口8。
所述的第一池体与紫外灯对应的底部呈凹槽状，凹槽的底部与装有第一污泥泵11的管道相连通。
所述的混凝沉淀池B顶部靠近隔置板16处设有助凝剂进口9，下底部呈凹槽状，凹槽的底部有污泥排出口，污泥排出口装有污泥排出管道17，靠混凝沉淀池B上部的侧壁上设有清水出口10-1。
所述的紫外灯5外部设有石英衬管4。
本实用新型的工作情况是，由于该超声耦合光电芬顿废水处理一体化装置，包括超声耦合光电芬顿反应装置、混凝沉淀池。其中超声耦合光电芬顿反应装置中阳极（铁）、阴极，中间用盐桥分隔成双极室，阳极室中的Fe2+通过牺牲阳极氧化溶解产生，通过鼓风曝气机把氧气喷到阴极棒表面上，氧分子发生两电子还原反应成H2O2，在阴极室Fe2+ 与H2O2发生芬顿反应，阴极室底部呈倾斜的凹槽状，利于芬顿反应过程中络合物的汇集；鼓风曝气机的上方10cm处布置低强度超声波发生器，利用超声波的湍动效应、界面效应强化氧气传质溶解过程，提高H2O2的生成速率；利用紫外灯布置在阴极室中间，使紫外线均匀照射整个阴极室，在紫外线的照射下可以同时促进H2O2分解产生•OH与Fe2+的循环再生。第二池体包括：PH调节池（A池）、混凝沉淀池（B池），从第一池体中流出混合液进入pH调节池A，调节PH至弱碱性，利用第一池体中反应剩余的Fe（OH）2、Fe（OH）3絮凝胶团的絮凝作用进行初步絮凝，混合液通过“扰流”的方式进入混凝沉淀池B，加入助凝剂，通过架桥、网捕作用去除混合液中的大量絮凝胶体，形成沉淀，沉淀汇集到混凝沉淀池B中的斜板，通过排泥装置及时排出，从而实现对废水的处理。生产效率高，成本低，大大减轻了污水对环境造成的污染，有良好的经济和社会效益。

Claims (5)

1.超声耦合光电芬顿废水处理一体化装置，包括超声耦合光电芬顿反应装置、pH调节池、混凝沉淀池和污泥泵，其特征在于，超声耦合光电芬顿反应装置经装有第一污泥泵（11）的管道与pH调节池（A）相连通，pH调节池（A）经下进上出的通道与混凝沉淀池（B）相连通，混凝沉淀池（B）底部设有用于污泥排出的管道（17）上装有第二污泥泵（12），超声耦合光电芬顿反应装置其结构是，第一池体（1）内两边垂直装有相互平行的阴极棒（2-1）和阳极棒（2-2），阳极棒（2-2）的靠近阴极棒（2-1）的一侧垂直装有与阳极棒（2-2）相平行的盐桥（3），盐桥（3）与阴极棒（2-1）之间装有平行于盐桥和阴极棒的、上下垂直的紫外灯（5），阴极棒（2-1）的下方设有第一超声波发生器（6-1），pH调节池（A）和混凝沉淀池（B）是由第二池体（10）经上下垂直的隔置板（16）隔置而成，pH调节池（A）下部设有第一通道（13），隔置板（16）的上部有第二通道（14），阻流板（15）、隔置板（16）相间开的间隙与第一通道（13）、第二通道（14）构成pH调节池（A）、混凝沉淀池（B）之间的下进、上出通道，pH调节池（A）上部装有伸入pH调节池的第二超声波发生器（6-2），混凝沉淀池（B）上部装有伸入混凝沉淀池的第三超声波发生器（6-3）。
2.根据权利要求1所述的超声耦合光电芬顿废水处理一体化装置，其特征在于，所述的第一池体（1）内的第一超声波发生器（6-1）下方设有鼓风曝气机（7），鼓风曝气机（7）处的第一池体壁上有氧气进口（8）。
3.根据权利要求1所述的超声耦合光电芬顿废水处理一体化装置，其特征在于，所述的第一池体与紫外灯对应的底部呈凹槽状，凹槽的底部与装有第一污泥泵（11）的管道相连通。
4.根据权利要求1所述的超声耦合光电芬顿废水处理一体化装置，其特征在于，所述的混凝沉淀池（B）顶部靠近隔置板（16）处设有助凝剂进口（9），下底部呈凹槽状，凹槽的底部有污泥排出口，污泥排出口装有污泥排出管道（17），靠混凝沉淀池（B）上部的侧壁上设有清水出口（10-1）。
5.根据权利要求1所述的超声耦合光电芬顿废水处理一体化装置，其特征在于，所述的紫外灯（5）外部设有石英衬管（4）。
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