铁碳微涡絮凝澄清装置的制作方法

本发明提供一种铁碳微涡絮凝澄清装置，尤其涉及一种流程短、效率高的铁碳微涡絮凝澄清装置。

背景技术：

从烟道气脱硫系统排出的脱硫废水ph值较低且含有较高含量的悬浮物、cod及有害重金属离子，含有这些污染物的废水排放将严重污染环境。但是现有技术处理脱硫废水通常要经过三联箱，即中和箱、反应箱、絮凝箱，各个工艺在不同的反应器或反应池中进行，工艺流程长，如此导致集成度低、占地面积大、药剂投加种类多、运行管理麻烦。

技术实现要素：

为克服现有技术存在的缺点，本发明的发明目的是提供一种铁碳微涡絮凝澄清装置，微电解、氧化、絮凝和澄清在一个容器中进行，对脱硫废水处理的流程短、效率高，对脱硫废水中悬浮物、cod、重金属离子都有很强的去除能力，可将重金属离子转化为还原态的金属单质，同时可自动调节废水ph值。

为实现所述发明目的，本发明的一方面提供一种铁碳微涡絮凝澄清装置，其包括第一容器，其特征在于，在第一容器内设置有铁碳微涡絮凝装置，在铁碳微电解絮凝装置下端连接有喇叭口和挡泥板。

优选地,铁碳微涡絮凝装置包括设置在第一容器内的第二容器,在第二容器中设置有曝气区、铁碳微电解反应区和微涡絮凝区，利用铁碳微电解反应区的微电解反应液作为微涡絮凝区的絮凝剂。

优选地，第二容器从上到下依次设置铁碳微电解反应区、曝气区和微涡絮凝区，待处理废水依次流经铁碳微电解反应区、曝气区和微涡絮凝区，而后经喇叭口和挡泥板流入到第一容器中进行澄清。

与现有技术相比，本发明提供的铁碳微涡絮凝澄清装置，在同一容器内设置有曝气区、铁碳微电解反应区、微涡絮凝区和澄清区，利用铁碳微电解反应区微电解反应液作为微涡絮凝区的絮凝剂，从而对脱硫废水处理的流程短、效率高，对脱硫废水中悬浮物、cod、重金属离子都有很强的去除能力，可将重金属离子转化为还原态的金属单质，同时可自动调节废水ph值。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的铁碳微涡絮凝澄清装置的示意图；

图2是本发明第二实施例提供的铁碳微涡絮凝澄清装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上、“下”、“内”、“外”是以附图的方向为参考的，只是为了描述方便，并不能对本发明做别的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例

图1是本发明第一实施例提供的铁碳微涡絮凝澄清装置的示意图，如图1所示，根据本发明第一实施例提供的铁碳微涡絮凝澄清装置第一容器201，在第一容器201内设置有铁碳微涡絮凝装置202，在铁碳微电解絮凝装置下端连接有喇叭口205和挡泥板206。第一容器201上部为圆筒形，下部为椎形泥斗,圆筒形区域中设置有多个平行且与水平面呈一定角度的斜板(斜管)，优选地，这些斜板关于圆筒的轴线对称，所述角度在30度到80度之间,更优选地是60度。

铁碳微涡絮凝装置202包括容器，在容器内从下到上依次设置有微涡絮凝区209、曝气区210和铁碳微电解反应区207。曝气区210设置有排气管，排气管上均匀设置有多个排气孔；容器侧壁中部相应于排气管的部分设置有进气口，其可通过气管连通供气源，所述供气源可以是压缩空气、氧气或者外界空气，供气源可通过气泵211给排气管供气以增加供气的速度。铁碳微电解反应区207至少填充了铁碳填料，从而形成微电解区，其下部设置有多孔挡板。容器侧壁上部还设置有进水口，所述进水口用于通过水管给容器内导入工业废水，导入工业废水的管路中设置有控制阀217、单向阀213、水泵213、控制阀214和电动阀215。控制阀217和控制阀215用于控制水流的通断，所述单向阀212用于控制水的流向，电动阀215用于控制水的流量。微涡絮凝区210填充了微涡絮凝球。容器侧壁下部还设置有排水口，其用于排出絮凝反应液。絮凝反应液絮向下流经喇叭口205后降低下降流速，下降过程中固液混合物受挡泥板206阻挡流动改变方向，在容器201底部进行固液分离铁碳微涡絮凝澄清装置上部设置水环堰203，用于收集固液分离后的清液，清液由絮凝沉淀出水管流出铁碳微涡絮凝澄清装置；沉淀物由收泥斗收集，最后由排泥管204导出铁碳微涡絮凝澄清装置。

铁碳微电解反应区207至少填充了铁碳填料，当导入脱硫废水时,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系统,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,进而氧化成fe³⁺,形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂。由于脱硫废水的ph值在4-6之间，阴极反应产生大量新生态的[h]和[o]均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应,使有机大分子发生断链降解,从而消除了有机物的色度,提高了废水的可生化度,且阴极反应消耗了大量的h+生成了大量的oh-,这使得废水的ph值也有所提高。

当废水与铁碳接触后发生如下电化学反应:

阳极:fe-2e→fe²⁺

阴极:2h⁺+2e→h²

当有氧存在时，发生如下反应:

阳极：4fe²⁺+o²+4h⁺→2h2o+4fe³⁺

阴极：o²+4h⁺+4e→2h2o

o²+2h2o+4e→4oh^-

通过铁碳曝气反应,消耗了大量的氢离子,并产生了大量的[oh^-]，从而使废水的ph值升高,为后续催化氧化处理创造了条件。二价和三价铁离子是良好的絮凝剂,特别是新生的二价铁离子具有更高的吸附-絮凝活性,调节废水的ph可使铁离子变成氢氧化物的絮状沉淀,吸附污水中的悬浮或胶体态的微小颗粒及有机高分子,可进一步降低废水的色度,同时去除部分有机污染物质使废水得到净化。

微涡絮凝区209填充了微涡絮凝球，微涡絮凝球为空心球形结构,内外表面均打毛，表面开有小孔；采用abs塑料,密度略大于水。众多的微涡絮凝球的运动能有效地促进水中微粒的扩散与碰撞。一方面,从铁碳微电解反应区导入的二价和三价铁离子水解形成的胶体在微涡流作用下快速扩散并与水中胶体充分碰撞,使水中胶体快速脱稳；另一方面,微涡絮凝区之间较大的流速差,造成流层中携带微粒的相对运动,同时涡流的旋转作用形成离心惯性力,造成微粒沿旋涡径向运动,故水中脱稳胶体在微涡流作用下具有更多碰撞机会,因而具有更高的凝效率。通过控制水流方向各层微涡絮凝球的开孔比,使流速逐渐减小,从而使各种尺度涡旋之间的能量传递也越来越小,同时产生更小尺度的涡旋,水的粘性影响开始增加,产生能量损耗。

当微涡絮凝区放置了大量的微涡絮凝球后,由于反应器内流速相对较小,大量较大粒径的絮体(矾花)在微涡絮凝球内积累悬浮于水中。悬浮絮体(即通常说的泥渣)对水流中的脱稳胶体产生吸附絮凝作用即接触絮凝。该工艺上向流区每个涡流微涡絮凝球内都有悬浮絮体,总体积大,形成立体接触絮凝；微涡絮凝球内絮体成长质量高,成长过大的絮体在微涡流的作用下会破碎成较小絮体从而保持絮凝能力,密实度较低的絮体在微涡流的作用下会破碎并重新絮凝成密实度较高的絮体,有利于后续沉淀分离。

第二实施例

图2是本发明第二实施例提供的铁碳微涡絮凝澄清装置的示意图，如图2所示，根据本发明第二实施例提供的铁碳微涡絮凝澄清装置和第一实施例提供的铁碳微涡絮凝澄清装置不同的仅是，还包括电磁阀216,待处理废水连通于电磁阀的第一进水口，铁碳微涡絮凝澄清装置的出水口连通于电磁阀的第二进水口，电磁阀的出水口依次经控制阀217、单向阀212、控制阀214和电动阀215连通于铁碳微涡絮凝装置202的进水口。

在铁碳微涡絮凝澄清装置的出水口处设置水质传感器，其用于监测铁碳微涡絮凝澄清装置的出水口处的水质。铁碳微涡絮凝澄清装置还包括处理器，处理器根据水质传感器提供的信息控制水泵214和电动阀215的工作状态，工作时，使电磁阀的第一进水口与排水口接通，使电动阀215打开，使水泵213工作，给铁碳微涡絮装置202导入待处理的废水，进行微电解和絮凝反应，当第一容器的内的水满时，使电磁阀216的第二进水口与排水接通，将已经过澄清的水再次导入铁碳微涡絮凝装置202进行处理，当水质传感器检测已处理的水达到标准时，从第一容器中排出清水，而后再使电磁阀的第一进水口与排水口接通，重复上述过程。所述标准为行来标准，至少水浊度、cod、ph值等数据。

第二实施例中，对待处理的废水反复进行微电解、絮凝、沉淀，使工业废水得到更充分的净化。

在本发明的一另个实施例中，可将排气管210制成螺旋形，且沿容器的内壁设置，如此可增加氧化的面积。在本发一个实施例中，还可以在铁碳微电解区设中心曝气管，空气从装置顶部注入，沿曝气管管壁中心对称开有微孔。

上述实施例仅为例举，各种实施例的各个部件还可进行组合，也在本发明公开的范围内。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。