CN207062059U - 一种高化学耗氧量的污水专用氧化处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高化学耗氧量的污水专用氧化处理装置，包括一级氧化池及二级氧化池，一级氧化池包括圆柱形反应主体及同轴套设于反应主体内的圆柱形套筒，反应主体与圆柱形套筒之间形成芬顿氧化区，圆柱形套筒内为铁碳微电解区；二级氧化池内顶端设有紫外灯管，二级氧化池内位于紫外灯管下方处设有臭氧曝气管，二级氧化池内位于臭氧曝气管的下方处从上到下依次间隔设有一级填料层、二级填料层以及三级填料层；二级氧化池内位于三级填料层的下方处设有第二布水管，第二布水管与第一出水管连通。本实用新型设置两级氧化池对污水进行多级氧化处理，从而对污水中大部分的污染物进行氧化分解，降低了污水COD浓度，有利于后续生物反应的进行。

Description

一种高化学耗氧量的污水专用氧化处理装置

技术领域

本实用新型属于污水处理技术领域，具体涉及一种高化学耗氧量的污水专用氧化处理装置。

背景技术

随着社会经济的快速发展，进入水中的污染物的数量和种类也随之急剧增加，对水体造成了严重污染，尤其是高化学耗氧量的废水，其COD浓度一般能达到上万mg/L，对我国宝贵的水资源造成了严重威胁。由于这些高化学耗氧量的废水通常可生化性差，利用常规的生物处理方法难以将其处理达标，而常规的物理、化学方法也难以满足其净化要求，这就不得不考虑其它处理方法。

高级氧化技术，即AOPs技术是近些年新兴的水处理工艺，由于对污染物的降解具有高效性、普遍性和彻底性，已成为国内外水处理研究领域的热点课题。高级氧化技术主要是通过光、声、电、磁等物理化学过程产生大量活性极强的自由基，再利用自由基的强氧化性来降解水中污染物的方法，且污染物最终被氧化分解为CO₂、H₂O以及利于后续生物反应的小分子化合物。

根据产生自由基的方式和反应条件的不同，高级氧化技术可分为光化学氧化、声化学氧化、臭氧氧化、电化学氧化、芬顿氧化等，虽然AOPs技术存在多项优势，但是目前在国内应用广泛的仍是传统水处理技术，例如：活性污泥法、生物膜法。主要原因在于AOPs技术的探索时间尚短，基础理论还不十分完善，再加上实际污染***复杂多样，使得AOPs技术无论在理论研究还是实践应用中都存在不少有待研究解决的问题。另外现阶段污水站基本以一、二级处理为主，AOPs技术主要应用于三级处理，即深度处理，而且处理成本高、反应条件苛刻、反应器复杂、氧化剂和催化剂消耗量大都会使AOPs技术偏离实际应用。不过随着国家对水质标准的日益严格以及中水回用的紧迫需求，传统生化法和物化法很难达到上述要求，这样就为AOPs技术带来了机遇。在实际应用中如何实现AOPs技术的综合应用是急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高化学耗氧量的污水专用氧化处理装置，解决了现有技术中高化学耗氧量的废水通常可生化性差，利用常规的生物处理方法难以将其处理达标，且常规的物理、化学方法也难以满足其净化要求的问题。

本实用新型提供了一种高化学耗氧量的污水专用氧化处理装置，包括一级氧化池以及二级氧化池，所述一级氧化池包括圆柱形反应主体以及同轴套设于所述反应主体内的圆柱形套筒，所述反应主体与所述圆柱形套筒之间形成芬顿氧化区，所述圆柱形套筒内为铁碳微电解区；

所述反应主体一侧的上端设有投药管，相对另一侧的上端设有第一出水管，底端还设有第一进水管，所述反应主体内位于所述圆柱形套筒上方处设有滤板，且所述滤板位于所述第一出水管的下方；所述圆柱形套筒的底端设有第一布水管，所述第一布水管与所述第一进水管连通，所述圆柱形套筒内位于所述第一布水管的上方处设有铁碳微电解层；

所述二级氧化池通过所述第一出水管与所述一级氧化池连通，所述二级氧化池内顶端设有紫外灯管，所述二级氧化池内位于所述紫外灯管的下方处设有臭氧曝气管，所述臭氧曝气管穿过所述二级氧化池、并与位于二级氧化池外的臭氧发生器连接，所述二级氧化池内位于所述臭氧曝气管的下方处从上到下依次间隔设有一级填料层、二级填料层以及三级填料层，所述一级填料层中填充有负载异相氧化铁触媒的硅藻土层，所述二级填料层中填充有负载均相铁离子触媒的硅藻土层，所述三级填料层中填充有负载TiO₂、V₂O₅粉末的硅藻土层；所述二级氧化池内位于所述三级填料层的下方处设有第二布水管，所述第二布水管与所述第一出水管连通，所述二级氧化池与所述第一出水管相对的侧壁上还设有第二出水管，且所述第二出水管位于所述紫外灯管与所述臭氧曝气管之间。

优选的，所述一级氧化池内设有pH检测仪。

优选的，所述均相铁离子触媒包括二价或三价的铁离子。

优选的，所述二级氧化池的底端设有排泥管。

优选的，所述第一布水管、所述第二布水管上均设置有多个喷淋头。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1)本实用新型设置一级氧化池对污水进行处理，并且在一级氧化池内设置铁碳微电解区和芬顿氧化区对污水进行两级氧化处理，既提高了污水氧化处理效率，还利用了铁碳微电解产生的二价铁离子作为芬顿氧化的反应试剂，极大的节约了成本。

2)本实用新型设置二级氧化池对污水进行处理，二级氧化池内利用臭氧和紫外线、催化触媒相结合，经过四级氧化反应对污水进行处理，处理后的出水COD含量低，能够满足后续生物处理及达标排放的要求。

附图说明

图1是本实用新型提供的高化学耗氧量的污水专用氧化处理装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-反应主体，2-圆柱形套筒，3-投药管，4-第一出水管，5-第一进水管，6-滤板，7-第一布水管，8-铁碳微电解层，9-紫外灯管，10-臭氧曝气管，11-臭氧发生器，12-一级填料层，13-二级填料层，14-三级填料层，15-第二布水管，16-第二出水管，17-排泥管。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

一种高化学耗氧量的污水专用氧化处理装置，具体如图1所示，包括一级氧化池以及二级氧化池，一级氧化池包括圆柱形反应主体1以及同轴套设于反应主体1内的圆柱形套筒2，反应主体1与圆柱形套筒2之间形成芬顿氧化区，圆柱形套筒2内为铁碳微电解区；圆柱形套筒2的底端设有第一布水管7，第一布水管7与第一进水管5连通，第一进水管5将高化学耗氧量的污水输入第一布水管7中，利用第一布水管7上设置的多个喷淋头将高化学耗氧量的污水均匀喷洒到圆柱形套筒2内位于第一布水管7上方处的铁碳微电解层8中，污水在铁碳微电解层8中反生氧化还原反应和电附集，从而将污染物氧化分解为CO₂、H₂O以及利于后续生物反应的小分子化合物，具体原理如下：铁碳微电解层8的主要成分是铁和碳，由于Fe和C之间存在1.2V的电极电位差，因而会形成无数的微电池***，在其作用空间构成一个电场，阳极反应生成大量的Fe²⁺进入废水，阴极反应产生大量新生态的[H]和[O]，在偏酸性的条件下，这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，使大分子发生断链降解，从而消除了有机物，提高了废水的可生化度。

需要说明的是，本实用新型采用第一布水管7，并从铁碳微电解层8的下方进水，从而使铁碳微电解层8保持松散的流化状态，避免了其固结，有利于微电解反应的进行，并且下方进水的方式可以延长污水在铁碳微电解区的停留时间，有利于提高污水的氧化效率。

进一步需要说明的是，铁碳微电解反应需要在酸性条件下进行，操作过程中可以从反应主体1一侧上端设置的投药管3往一级氧化池中投加酸液，并利用一级氧化池内设有pH检测仪控制污水pH值，使其处于反应最佳条件。

铁碳微电解区反应出水向上溢流进入芬顿氧化区，从反应主体1一侧上端设置的投药管3往芬顿氧化区中添加芬顿试剂，由于铁碳微电解区出水会携带大量的Fe²⁺，因此，只需要往芬顿氧化区中添加H₂0₂和适量的酸液即可，芬顿试剂对污水中污染物的结构进行破坏，使其逐步降解为无害的低分子量的有机物，最后降解为CO₂、H₂O和其他矿物盐。在酸性条件下(一般pH<3.5)，利用Fe²⁺作为H₂O₂的催化剂，生成具有很强氧化电性且反应活性很高的羟基自由基，羟基自由基在水溶液中与难降解有机物生成有机自由基，使其结构破坏，最终氧化分解。

反应主体1内位于圆柱形套筒2上方处设有滤板6，滤板6对一级氧化池出水进行过滤，避免铁碳流失。

高化学耗氧量的污水经一级氧化池处理后，其中COD含量能够得到很大的降解，为了使COD进一步降低，以满足后续生物处理或达标排放的要求，一级氧化池出水继续进入二级氧化池进行氧化降解。二级氧化池通过第一出水管4与一级氧化池连通，二级氧化池的底端设有第二布水管15，第二布水管15与第一出水管4连通，且第二布水管15上设有多个喷淋头，喷淋头将一级氧化池出水均匀喷洒到三级填料层14中，三级填料层14中填充有负载TiO₂、V₂O₅粉末的硅藻土层，负载的TiO₂、V₂O₅粉末能够催化臭氧产生还原电位更高的氢氧自由基，从而对污水高效氧化降解；三级填料层14出水继续上行，进入二级填料层13，二级填料层13中填充有负载二价或三价的铁离子的硅藻土层，二价或三价的铁离子继续催化臭氧产生还原电位更高的氢氧自由基对污水高效氧化降解；二级填料层13出水继续上行，进入一级填料层12，一级填料层12中填充有负载异相氧化铁触媒的硅藻土层，异相氧化铁进一步催化臭氧产生还原电位更高的氢氧自由基对污水高效氧化降解；一级填料层12出水继续上行，最后在二级氧化池内顶端设置的紫外灯管9的作用下，利用紫外灯管9产生的紫外光与臭氧配合使用，对污水中的污染物进行高效的氧化分解。

需要说明的是，臭氧具有极强的氧化能力(其还原电位为2.07V)，且在水中易受紫外线、触媒的催化产生还原电位更高的氢氧自由基(其还原电位为2.80V)，因此，臭氧在与各级填料层中的触媒以及紫外灯管9中紫外光的协同作用下，对污水中污染物进行多级氧化，从而使COD降低到一个更小的范围，有利于后续生物处理或达标排放。

二级氧化池上与第一出水管4相对的侧壁上设有第二出水管16，经过二级氧化池处理后的污水经第二出水管16排除进行后续操作。

优选的，所述二级氧化池的底端设有排泥管17。

排泥管17可以定期排除二级氧化池底积蓄的固体污染物。

以上公开的仅为本实用新型的具体实施例，但是，本实用新型实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种高化学耗氧量的污水专用氧化处理装置，其特征在于，包括一级氧化池以及二级氧化池，所述一级氧化池包括圆柱形反应主体(1)以及同轴套设于所述反应主体(1)内的圆柱形套筒(2)，所述反应主体(1)与所述圆柱形套筒(2)之间形成芬顿氧化区，所述圆柱形套筒(2)内为铁碳微电解区；

所述反应主体(1)一侧的上端设有投药管(3)，相对另一侧的上端设有第一出水管(4)，底端还设有第一进水管(5)，所述反应主体(1)内位于所述圆柱形套筒(2)上方处设有滤板(6)，且所述滤板(6)位于所述第一出水管(4)的下方；所述圆柱形套筒(2)的底端设有第一布水管(7)，所述第一布水管(7)与所述第一进水管(5)连通，所述圆柱形套筒(2)内位于所述第一布水管(7)的上方处设有铁碳微电解层(8)；

所述二级氧化池通过所述第一出水管(4)与所述一级氧化池连通，所述二级氧化池内顶端设有紫外灯管(9)，所述二级氧化池内位于所述紫外灯管(9)的下方处设有臭氧曝气管(10)，且所述臭氧曝气管(10)穿过所述二级氧化池、并与位于所述二级氧化池外的臭氧发生器(11)连接，所述二级氧化池内位于所述臭氧曝气管(10)的下方处从上到下依次间隔设有一级填料层(12)、二级填料层(13)以及三级填料层(14)，所述一级填料层(12)中填充有负载异相氧化铁触媒的硅藻土层，所述二级填料层(13)中填充有负载均相铁离子触媒的硅藻土层，所述三级填料层(14)中填充有负载TiO₂、V₂O₅粉末的硅藻土层；所述二级氧化池内位于所述三级填料层(14)的下方处设有第二布水管(15)，所述第二布水管(15)与所述第一出水管(4)连通，所述二级氧化池与所述第一出水管(4)相对的侧壁上还设有第二出水管(16)，且所述第二出水管(16)位于所述紫外灯管(9)与所述臭氧曝气管(10)之间。

2.根据权利要求1所述的高化学耗氧量的污水专用氧化处理装置，其特征在于，所述一级氧化池内设有pH检测仪。

3.根据权利要求1所述的高化学耗氧量的污水专用氧化处理装置，其特征在于，所述均相铁离子触媒包括二价或三价的铁离子。

4.根据权利要求1所述的高化学耗氧量的污水专用氧化处理装置，其特征在于，所述二级氧化池的底端设有排泥管(17)。

5.根据权利要求1所述的高化学耗氧量的污水专用氧化处理装置，其特征在于，所述第一布水管(7)、所述第二布水管(15)上均设置有多个喷淋头。