一种用于废水深度处理的高级氧化反应柱的制作方法

本发明涉及废水处理领域。

背景技术：

随着现代化学工业的飞速发展，各种合成洗漆剂、食品添加剂、化妆品和药品的大量使用以及工农业废水的大量排放，城市废水作为人们生活和生产过程中污染物排除(或排泄)的载体，导致进入水环境中的有机物种类和数量急剧增加，发现了大量具有高毒性、难降解性、生物蓄积性，对生态环境、生物体和人类健康有严重毒害作用的持久性有机污染物，城市废水二级处理出水中大量包括邻苯二甲酸酯(paes)、双酚a(bisphenola)等在内的各种环境风险性污染物。

大量的研究表明二级处理工艺的生物处理单元的微生物的降解和颗粒的吸附对环境风险性污染物去除能力有限，在城市废水再生利用已成为必然趋势的情况下，回用水可能残留的各种有毒有害的新兴环境风险性污染物所导致的健康和环境问题日益备受关注。近年来，针对水体环境中paes、双酚a的深度处理方法主要有生物强化法、活性炭吸附法、臭氧氧化法、fenton降解、光催化降解和人工快渗处理系统等。尽管以上方法在显示出一定效果，但是对paes、双酚a等的降解的研究深度和广度还也远远不够。开发研究新型、高效能、低成本、无二次污染的废水处理技术削减外排水中的环境风险性污染物的浓度使其能够达标排放当前极具研究和应用价值，也是急需亟待解决的课题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是实现一种能够对废水进行快速、高效的处理装置，并且能够配合生物强化降解单元工作，作为其前置废水深度处理的装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种用于废水深度处理的高级氧化反应柱，所述氧化柱为竖直设置的管状结构，所述氧化柱底部密封且进水口位于氧化柱的下部或底部，所述氧化柱的中部固定有导流器，所述氧化柱的上部开口，所述氧化柱的顶部设有固定于氧化柱外用于收集其上部开口所溢出的废水的溢流腔，所述导流器由连通氧化柱上部和下部的多根细管组成，废水箱内设有第一水泵，所述第一水泵的出水口通过管路连接氧化柱的进水口。

所述氧化柱的下部设有增压循环机构，所述增压循环机构设有竖直固定在氧化柱底部的转轴，所述转轴的底端连接电机，所述转轴的顶端连接叶轮，所述叶轮外设有管状结构的增压柱，所述增压柱底端开口且与氧化柱底部之间具有进水间隙，所述增压柱顶部密封并与增压管一端连通，所述增压管的另一端对准氧化柱的底部。

所述增压管设有1-6根，均匀的固定在增压柱的四周，所述氧化柱的顶部固定有沉降斜板，所述沉降斜板为向上凸出的圆锥体结构。

所述氧化柱位于导流器至少一个注药口，每个所述注药口连接一根供药管，每根供药管连接至不同的药箱，每个所述药箱内均设有一个像供药管泵送药液的第三水泵。

所述溢流腔连接有至少一根管路，并通过该管路向外输送已净化的水，且该管路上设有电磁阀。

系统设有控制器，所述控制器输出驱动信号至电机、电磁阀、、第一水泵、第三水泵、所述氧化柱内的下部内设有温度传感器、ph值传感器，所述温度传感器、ph值传感器输出感应信号至控制器，系统设有显示屏和控制按键，所述控制器输出参数信号至显示器显示，所述控制按键输入人工指令至控制器。

本发明氧化柱能够配合生物强化降解单元工作，作为生物强化降解单元的前置废水深度处理装置，通过内部构造，能够高效地对废水中的残余paes、双酚a类等有毒有害污染物进行深度降解，为后续生物强化单元工作提高效率。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为高级氧化柱结构示意图；

图2为废水深度处理系统结构示意图；

图3为废水深度处理系统原理图；

上述图中的标记均为：1、氧化柱；2、快渗柱；3、废水箱；4、出水槽；5、电机；6、转轴；7、增压柱；8、增压管；9、沉降斜板；10、导流器；11、溢流腔；12、过滤介质；13、循环管；14、集水槽；15、布水区；

图3中箭头为水流方向。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

高级氧化技术又称作深度氧化技术，以产生具有强氧化能力的羟基自由基(·oh)等为特点，在高温高压、电、声、光辐照、催化剂等反应条件下，使大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质。根据产生自由基的方式和反应条件的不同，可将其分为光化学氧化、催化湿式氧化、声化学氧化、臭氧氧化、电化学氧化、fenton氧化等。本发明高级氧化柱结构是一种利用高级氧化技术对废水进行深度处理的装置。

如图1所示，废水箱3内设有第一水泵，第一水泵的出水口通过管路连接氧化柱1的进水口，通过第一水泵将废水箱3内的废水泵入氧化柱1内，由于泵入氧化柱1内废水的流速要很慢，则第一水泵优选蠕动泵集成器，能够缓慢的向氧化柱1内泵送废水，氧化柱1为竖直设置的管状结构，氧化柱1底部密封且进水口位于氧化柱1的下部或底部，氧化柱1的中部固定有导流器10。

导流器10的下方可以设置一个用于支撑导流器10的承载板，导流器10由连通氧化柱1上部和下部的多根细管组成，氧化柱1的下部具有催化剂，催化剂需要制成颗粒粉末状，则细管的管径小于催化剂颗粒，能够避免催化剂颗粒被送入到氧化柱1的上部，多根细管被固定呈束，即所有的细管上下端面齐平，细管之间的间隙以及细管与氧化柱1内壁之间的间隙被填充满，使所有细管构成一个整体的导流器10结构。

氧化柱1配有至少一个药箱，每个药箱均通过供药管连通氧化柱1的下部，每个供药管上设有一个独立的第三水泵，可以通过第三水泵将不同药箱内的药剂泵入氧化柱1的下部，药剂为氧化剂，配合催化剂对废水进行处理。

氧化柱1的上部开口，构成一个类似于池子的结构，此外通过导流器10间隔氧化柱1的上部和下部，即便氧化柱1的下部存在很大的扰动，氧化柱1的上部仍能保证较为平静，能够使氧化柱1的上部成为一个小型的沉淀池，氧化柱1上檐具有呈锯齿状结构的溢流出水口，氧化柱1顶部的外壁固定有溢流腔11，溢流腔11围绕氧化柱1顶部固定用于收集从溢流出水口流出的水。

催化剂在氧化柱1内沉积在底部，催化效率低，因此在氧化柱1的下部设计一套增压循环机构，增压循环机构为机械增压，增压循环机构设有竖直固定在氧化柱1底部的转轴6，转轴6与氧化柱1底部之间需要做好防水处理，转轴6的下端(位于氧化柱1外的一端)通过联轴器连接电机5，转轴6的顶端连接叶轮，当电机5旋转时，通过驱动转轴6叶轮转动，叶轮将水向上推送，从而使氧化柱1内废水扰动，增加压力。

叶轮外设有管状结构的增压柱7，增压柱7为管状结构，上端密封下端开口，下端与氧化柱1底部之间具有进水间隙，增压柱7顶部密封并与增压管8一端连通，增压管8的另一端对准氧化柱1的底部，增压管8设有1-6根，均匀的固定在增压柱7的四周，则增压柱7内水流向上运动，通过增压管8向氧化柱1底部喷水，围绕增压管8一周的水流向下流动，为增压柱7内供废水，而外侧则在增压管8的喷射下水流向上翻滚，同时使催化剂也向上翻滚均匀的分布在氧化柱1的下部。此外，氧化柱1的顶部固定有沉降斜板9，沉降斜板9为向上凸出的圆锥体结构，也能防止氧化剂堆积在增压柱7的顶部。

具有上述氧化柱，列举一种可行的废水深度处理系统，如图2、3所示，废水深度处理系统包括废水箱3、出水槽4、管路、氧化柱1和快渗柱2，废水箱3用于存放待处理废水的箱体，出水槽4用于存放已经由废水深度处理系统处理后废水的箱体。

快渗柱2为常规具有过滤介质12的过滤结构，优选柱状结构竖直固定，过滤介质，优选方案工业铁粉和黄砂，体积比为1：4。根据过滤流量一般设置1-20根快渗柱2，所有快渗柱2固定在相同的高度。快渗柱2结构为柱状，内部填充有过滤介质12，过滤介质12上方具有布水区，溢流腔11通过管路连通布水区，布水区的高度低于溢流腔11的高度，则水能够受重力影响自动的流入到布水区内，无需配备动力设备，不需要外设动力源，水积攒在布水区内慢慢的通过过滤介质12伸入到快渗柱2下方的排水管，排水管连通位于其下方集水槽14，集水槽14收集所有快渗柱2过来下来的水，集水槽14通过管路连接出水槽4，集水槽14的高度也要高于出水槽4，则水可以自动的从集水槽14流入到出水槽4。

为了能够充分的利用过滤介质12的作用，每根快渗柱2的排水管与布水区或过滤介质12上部之间通过循环管13连通，循环管13的下部设有将排水管内的水输送至布水区或过滤介质12上部的循环泵，在过滤排水的同时也能够将部分的再次抽到过滤介质12上方进行二次过滤，只需要调节循环泵的工作效率，即能够控制每次再次循环过滤水和排入到集水槽14内废水的比例。此外每个快渗柱2过滤介质12部位，每间隔一端距离设置一个取样孔，可以随时关注过滤介质12使用情况，以便及时更换过滤介质12。

快渗柱2内设有作为负极的金属件，以及作为正极的碳棒，金属件优选为圆形网孔板，金属件位于过滤介质12的上部，碳棒位于过滤介质12内，正极和负极之间的压差为0-5v，可以实现电场催化反应。

为了能够实现氧化柱1和快渗柱2的单独和配合工作状态，溢流腔11通过设有第一电磁阀的管路连接集水槽14，溢流腔11连通布水区的管路上设有第二电磁阀，通过阀门的切换，控制排水关系，同事废水箱3内设有第二水泵，第二水泵的出水口通过管路连通每根快渗柱2的布水区，使快渗柱2具有独立的供废水功能。

系统设有控制器，所述控制器输出驱动信号至电机5、第一电磁阀、第二电磁阀、第一水泵、第二水泵、第三水泵、电极，氧化柱1内的下部内设有温度传感器、ph值传感器，所述温度传感器、ph值传感器输出感应信号至控制器，系统设有显示屏和控制按键，所述控制器输出参数信号至显示器显示，所述控制按键输入人工指令至控制器。

单氧化柱1模式：

启动第一水泵，开启第二电磁阀，关闭第一电磁阀，实时获取ph、温度参数并显示；

例如设定：

进水流量设置：设定蠕动泵流量：5-800ml/min；

蠕动泵开关：开/关；

设定电机5转速：混合机转速：500-300r/min；

ph、温度、流量等反馈显示：

通过实验验证，高级氧化柱对于废水处理效果极佳，实验中废水中过硫酸钠投量为1-2g/l、催化剂投加量为3-5g/l，废水溶液ph为5.0-6.0时，高级氧化柱可在20-40min内几乎完全降解10-15mg/l的bpa。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。