一种造纸废水微电解预处理装置的制作方法

本发明涉及污水处理的技术领域，是一种造纸废水预处理装置，适用于造纸废水的预处理。

背景技术：

目前，造纸行业是世界六大工业污染源之一，它产生的废水量约占国内工业总废水量的10％。废水主要来自蒸煮、打浆、纸机冲洗毛布等生产过程，其中含有大量的有机物和有毒有害物质。由于造纸废水中含有大量木质素和生产工程中添加的填料和胶料，在生物处处理前需要去通过物理、化学等手段去除或降解难以微生物降解的木质素和胶体。微电解工艺对造纸废水脱色以及去除木质素等有良好处理的效果，且以废治废，运行费用低，因此在我国将具有良好的工业应用前景。

微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺，它是在不通电的情况下，利用填充在废水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。铁炭微电解是利用金属腐蚀原理，形成原电池对废水进行处理的良好工艺。铁受到腐蚀变成二价的铁离子(Fe²⁺)进入溶液，新生态的Fe²⁺和原子H具有很高的化学活性，能够改变废水中许多有机物的结构和特性，使有机物发生断链、开环等作用。在酸性充氧条件下，反应过程生产氢氧根离子，出水pH值升高，而由Fe²⁺氧化生成的Fe³⁺逐渐水解生成聚合度大的Fe(OH)₃胶体絮凝剂，可以有效地吸附、凝聚水中的污染物，形成比较稳定的絮凝物(也叫铁泥)而去除，从而增强对废水的净化效果。

目前国内外微电解设备均是固定床，其特点是结构简单，推流性好，但存在不少实用性问题：一是铁碳填料易钝化，效率不高，反应速度不快；二是床体易板结，造成短路和死区；三是铁屑补充劳动强度大。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种造纸废水微电解预处理装置，无需鼓风曝气系统，具有投资费用低、运行稳定、维护方便、经济性高等特点，预处理后的造纸废水可生化性提高。

技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种造纸废水微电解预处理装置，包括微电解反应池、旋转式微电解装置、折板絮凝池、过渡池和斜板沉淀池，所述旋转式微电解装置架设在微电解反应池上，所述微电解反应池、折板絮凝池、过渡池和斜板沉淀池前、后池体之间共用池壁，且前后之间依次连通；所述旋转式微电解装置旋转工作，所述微电解反应池中的废水依次流经折板絮凝池、过渡池和斜板沉淀池后进入下一级废水反应器。

进一步的，所述旋转式微电解装置包括Fe-C填料组件、旋转支架和驱动设备，所述驱动设备与旋转支架的中心转轴驱动连接；所述Fe-C填料组件均匀分布固定在旋转支架的连接端上。

进一步的，所述Fe-C填料组件包括填料组件和Fe-C填料球，所述Fe-C填料球填充设置在填料组件内部，填充率为70～90％之间。

进一步的，所述旋转支架包括支撑架结构、固定部件和转轴，所述支撑架结构包括若干根均匀分布连接在转轴上的支撑柱，所述固定部件为环形框架，与均匀分布的支撑柱固定连接。

进一步的，所述微电解反应池内包括溶解氧仪、第一pH计、进水管、第一加药管和第一过水洞，所述进水管往微电解反应池内通入废水，所述微电解反应池的内壁上设置有溶解氧仪和第一pH计，所述第一加药管接自酸加药设备悬设于微电解反应池上方；所述微电解反应池与折板絮凝池共用的池壁的底部设置有第一过水洞，所述第一过水洞连通微电解反应池和折板絮凝池。

进一步的，所述折板絮凝池的池底的截面为折线型波浪结构，所述折线型波浪结构所对应的每个底部凹部至少连接一个第一排渣管；所述折板絮凝池包括折板、第二pH计和第二加药管，所述折板为锯齿状结构，若干所述折板竖向设置在折板絮凝池内，且按照上、下交错分布设置，使所述折板絮凝池在水平方向上构成截面为矩形波形状结构；所述第二加药管接自碱加药设备悬设在折板絮凝池上方；所述第二pH计设置在折板絮凝池的池壁上。

进一步的，所述第一过水洞所处的位置高于折板絮凝池的折线型波浪结构底部的凹部所处位置。

进一步的，所述过渡池为池底截面为倒梯形结构，倒梯形结构的底部凹部设置有至少一个第二排渣管；所述折板絮凝池与过渡池的共用壁面的上段部分设置有第二过水洞。

进一步的，所述斜板沉淀池的池底包括至少一个截面为倒梯形的池底结构，每个所述倒梯形的底部凹部设置有至少一个排泥管；所述斜板沉淀池与过渡池的共用壁面的底部设置有穿孔花墙，所述斜板沉淀池内位于穿孔花墙上侧设置有斜板；沉淀后的废水经过溢流堰通过排水管进入下一级废水反应器。

有益效果：(1)微电解反应池中，旋转支架转动过程中，每个Fe-C填料组件中填料球不断交替和更新位置，填料球间相互摩擦，使得填料球表面钝化膜和悬浮颗粒不断更新，保证废水与Fe-C填料充分接触，提高处理效果。(2)Fe-C填料组件与旋转支架活动连接，易于拆卸，每个Fe-C填料组件可灵活补充和更换填料，维护方便；(3)Fe-C填料组件旋转过程中能够具有充氧的效果，无需设置鼓风曝气系统；与此同时，Fe-C填料组件旋转过程中不断搅动反应槽中废水，具有搅拌与电化学反应的双重作用；(4)本装置设折板絮凝池和过渡池，折板絮凝池无需设搅拌装置，过渡池具有较缓和的水力条件，有利于絮凝体更好的吸附造纸废水中难降解物质；(5)微电解反应池、折板絮凝池、过渡池和斜板沉淀池紧凑布置，共用池壁，具有较小的占地面积。

附图说明

附图1为本发明中的装置主视图；

附图2为本发明中的微电解反应池侧视图；

附图3为本发明中的Fe-C填料组件安装细节放大图；

附图4为本发明中的Fe-C填料组件三视图及细节放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1所示，一种造纸废水微电解预处理装置，包括微电解反应池4、旋转式微电解装置、折板絮凝池14、过渡池17和斜板沉淀池20，所述旋转式微电解装置架设在微电解反应池4上，所述微电解反应池4、折板絮凝池14、过渡池17和斜板沉淀池20前、后池体之间共用池壁，且前后之间依次连通；所述旋转式微电解装置旋转工作，所述微电解反应池4中的废水依次流经折板絮凝池14、过渡池17和斜板沉淀池20后进入下一级废水反应器。

所述旋转式微电解装置包括Fe-C填料组件9、旋转支架和驱动设备，所述驱动设备与旋转支架的中心转轴驱动连接。所述Fe-C填料组件9均匀分布固定在旋转支架的连接端上。如附图3所示，所述支撑柱2的顶端垂直焊接设置不锈钢连接板，所述不锈钢连接板左右两侧对称设置若干螺孔，左右两侧的螺孔分别对应连接有两侧的Fe-C填料组件9。所述Fe-C填料组件9包括填料组件和Fe-C填料球，所述Fe-C填料球填充设置在填料组件内部，填充率为70～90％之间。如附图4所示，所述填料组件选用耐腐蚀塑料，所述填料组件为截面为梯形的棱柱结构，棱柱六面为开有若干个小孔的多孔板，多孔板孔径小于Fe-C填料球直径。所述填料组件两端留有卡槽结构，且所述填料组件两端的多孔板为活动多孔板，所述活动多孔板可在卡槽结构中插入或者拔出，易于拆卸，可灵活补充和更换填料。所述旋转支架包括支撑架结构、固定部件7和转轴24，所述支撑架结构包括若干根均匀分布连接在转轴24上的支撑柱8，所述固定部件7为环形框架，与均匀分布的支撑柱8固定连接。

如附图2所示，所述驱动设备包括电机27、转动机构26、转轴25和密封组件24，所述电机27通过转动机构26与转轴25驱动连接，通过转轴25驱动旋转支架旋转，可以通过密封组件24保障驱动设备与旋转式微电解装置之间拥有良好的密封性。

具体的细节阐述，继续结合附图1，所述微电解反应池4内包括溶解氧仪3、第一pH计5、进水管2、第一加药管1和第一过水洞6，所述进水管2往微电解反应池4内通入废水，所述微电解反应池4的内壁上设置有溶解氧仪3和第一pH计5，根据第一pH计5的pH值控制向微电解反应池4的酸投加量。所述第一加药管1接自酸加药设备悬设于微电解反应池4上方；所述微电解反应池4与折板絮凝池14共用的池壁的底部设置有第一过水洞6，所述第一过水洞6连通微电解反应池4和折板絮凝池14。

进一步的，所述折板絮凝池14的池底的截面为折线型波浪结构，所述折线型波浪结构所对应的每个底部凹部至少连接一个第一排渣管11，所述第一排渣管11一方面能够排出折板絮凝池14内沉淀，另一方面，可排出微电解反应池4经过第一水洞6流入折板絮凝池14底部的污泥。所述折板絮凝池14包括折板15、第二pH计12和第二加药管13，所述折板15为锯齿状结构，若干所述折板15竖向设置在折板絮凝池14内，且按照上、下交错分布设置，使所述折板絮凝池14在水平方向上构成截面为矩形波形状结构，确保水流在折板絮凝池14具有较强的湍流强度；所述第二加药管13接自碱加药设备悬设在折板絮凝池14上方，所述第二pH计12设置在折板絮凝池14的池壁上，根据第二pH计12的pH值控制向折板絮凝池14的碱投加量，保证折板絮凝池14的pH在一定范围内。所述第一过水洞6所处的位置高于折板絮凝池14的折线型波浪结构底部的凹部所处位置。

所述过渡池17为池底截面为倒梯形结构，倒梯形结构的底部凹部设置有至少一个第二排渣管18；所述折板絮凝池14与过渡池17的共用壁面的上段部分设置有第二过水洞16。过渡池17具有较缓的水力条件，折板絮凝池14内形成的絮凝物可在过渡池17内稳定并强烈吸附不溶物和构成色度的不溶性染料等悬浮物。

所述斜板沉淀池20的池底包括至少一个截面为倒梯形的池底结构，每个所述倒梯形的底部凹部设置有至少一个排泥管21；所述斜板沉淀池20与过渡池17的共用壁面的底部设置有穿孔花墙19，所述斜板沉淀池20内位于穿孔花墙19上侧设置有斜板22；携带颗粒物的废水经穿孔花墙19均匀补水后在斜板22沉淀，沉淀后的废水经过溢流堰24和排水管23进入下一级反应器处理，落在斜板22的沉淀下滑至斜板沉淀池20底部，可通过排泥管21排出。

本发明的一种造纸废水微电解预处理装置工作原理如下所述：

造纸废水从进水管进入微电解反应池4，借助Fe-C微电解反应，可实现大分子有机污染物的断链，发色及助色基团的破坏而脱色，可提高造纸废水的可生化性。微电解反应池内设有旋转主体，由若干Fe-C填料组件9、支撑柱8以及固定部件7组成。旋转主体通过转轴25与驱动设备连接，密封组件24保证转轴25与微电解反应池4连接的密闭性。旋转主体转速为60～80rpm，造纸废水在微电解反应池4内停留时间为2～4h。

一个转动周期中，首先，Fe-C填料组件9浸没在微电解反应池4内，由于Fe-C填料组件9各个侧面具有多孔结构，废水很快进入Fe-C填料组件9内，并在Fe-C填料球表面进行微电解反应；

随着转动的进行，Fe-C填料组件9离开水面进入空气中，在Fe-C填料球表面发生固、液、气三相化学反应；

转动过程中，Fe-C填料球间相互摩擦和交换位置，滞留及吸附在Fe-C填料球表面水以及Fe-C填料组件9携带水不断从Fe-C填料组件9中跌落至水面，跌落过程中实现充氧；

随后Fe-C填料组件9重新进入微电解反应池废水内，重复进行上述过程；

微电解反应池4通过第一pH计5控制加药管1对微电解反应池4的加药量，维持微电解反应池4中的pH小于6。

微电解反应池4通过溶解氧仪3控制驱动设备的转速，维持微电解反应池4中的DO值在2～4mg/L。

微电解进行过程中，Fe-C填料球中Fe不断析出，填料球不断缩小，因此，运行一段时间后，需对Fe-C填料组件9内Fe-C填料球进行更换。更换时，将Fe-C填料组件1与旋转式微电解主体固定的螺母拧开，提出Fe-C填料组件9，拔出Fe-C填料组件9两端的活动多孔板，即可进行Fe-C填料球更换和添加，重新安装后Fe-C填料组件9可继续使用。

造纸废水经微电解反应池4处理后进入折板絮凝池14，折板絮凝池14通过第二pH计12控制加药管13的加碱量，维持折板絮凝池14的pH在9～10之间，折板絮凝池14停留时间为15～25min。折板絮凝池14内形成大量的Fe(OH)₃絮凝体，絮凝体具有较大的比表面积，具有强烈的吸附絮凝作用。絮凝后的造纸废水进入过渡池17，过渡池17具有较缓的水力条件，水力停留时间10～15min，絮凝物可在过渡池17内稳定并强烈吸附不溶物和构成色度的不溶性染料等悬浮物。吸附不溶物后的Fe(OH)₃形成较大颗粒物，携带颗粒物的废水经穿孔花墙19均匀布水后进入斜板沉淀池20，斜板沉淀池20水力停留时间20～30min，沉淀后的废水经过溢流堰24和排水管23进入下一级反应器处理，落在斜板22的沉淀下滑至斜板沉淀池底部，可通过排泥管21排出。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。