一种管式铁铜微电解处理有机废水的装置的制作方法

文档序号:31796333发布日期:2022-10-14 17:34阅读:158来源:国知局
一种管式铁铜微电解处理有机废水的装置的制作方法

1.本发明属于废水处理技术领域,具体涉及电解法进行废水处理的装置。


背景技术:

2.微电解法,又称内电解法或铁屑过滤法,是从70年代初开始随着铁在废水处的应用而逐渐发展起来的废水处理技术。它是基于铁电极腐蚀溶解电化学的原理,以电位低的铁为阳极,以电位高的惰性电极做阴极,以充入的废水为电解质溶液,形成原电池,并且,在不通电的情况下,利用填充材料自身产生1.2v电位差对废水进行电解处理,以实现对于废水中有机污染物的降解。
3.目前国内最常见的微电解法为铁碳微电解,其是利用铁屑中的铁和碳组成原电池,以实现废水中污染物的降解,该法具有成本低廉、适用范围广、处理效果好,工艺简单、操作维护方便等优点,尤其对于高盐度、高毒性、高cod以及色度较高的工业废水的处理较其他工艺具有更加明显的优势。国内一般将该工艺用于废水的预处理,或者与其他工艺联合以达到去除污染物的目的。
4.铁碳微电解已成功地应用于染料、印染、农药、制药、油分等废水的处理,但现有的铁碳微电解工艺在运行过程中暴露出如下问题:运用该技术进行废水处理,长时间运行后会有有机物在铁电极上沉积,形成一层钝化膜,阻碍了铁电极与碳形成稳定的原电池。此外,铁碳填料容易板结,阻碍了废水与填料的有效接触,形成短流,从而降低了废水的处理效果。而且,铁碳电极反应在酸性条件下进行才能达到较好的效果,因此在反应之前需将废水ph值调至3-4,反应结束后ph值为5.7左右,一般为了除去废水中存在的fe
2+
和fe
3+
,需要加碱将出水ph值调至弱碱性,并利用形成的fe(oh)3对水中有机物进一步地吸附去除。因此,大大提高了废水处理的成本。此外,铁碳微电解反应器的填料需要及时补充反应消耗的铁,也进一步增加了劳动力成本。这些问题的存在,在一定程度上限制了其适用范围。


技术实现要素:

5.有鉴于此,本发明提供了一种管式铁铜微电解处理有机废水的装置,利用铜网和铁粉构成铁铜原电池,同时,利用多个连续的交替出现的竖直管和连通弯管的结构改变水流方向,避免了微电解填料的板结、分离和失活的问题。
6.一种管式铁铜微电解处理有机废水的装置,依次包括:
7.位于首端的水平进水管、由若干个反应单元依次连接而成的反应管、竖直沉淀管和位于末端的水平出水管,每个所述反应单元由依次连接的下行竖直管、底部连通弯管、上行竖直管和顶部连通弯管构成;其中,所述水平进水管靠近所述反应管的一端设有铁粉进料口,所述水平进水管与第一个反应单元的下行竖直管的顶部连通,最后一个反应单元的上行竖直管通过其顶部连通弯管与所述竖直沉淀管的顶部连通,所述竖直沉淀管的顶部还与所述水平出水管连通;所述竖直沉淀管内部设置有一个锥形漏斗,所述锥形漏斗包括上部的锥形斗和下部的导向管,在所述锥形斗的底部外壁上设置有若干个电磁铁,所述导向
管向下延伸至所述沉淀管之外;
8.在每个所述反应单元中,所述下行竖直管的管径大于所述上行竖直管的管径,所述上行竖直管与所述下行竖直管为结构相同的竖直管;
9.在每个所述竖直管中,设有导流板、水平轴、“十”字形筛网、固定圈和弹簧片;其中,
10.所述导流板设在每个所述竖直管内水流进入的方向上,所述导流板的一端固定在所述竖直管的内壁上,所述导流板的另一端悬空,所述导流板倾斜设置并将水流导向所述“十”字形筛网的一侧;
11.所述水平轴的两端设置在所述竖直管的内壁上,所述水平轴的长度与所述竖直管的内径相等;所述“十”字形筛网由相互垂直的两个共圆心且直径相等的铜质圆形筛网构成,所述圆形筛网的直径小于所述竖直管的内径,两个所述圆形筛网的交线经过所述圆心,所述交线与所述水平轴所在直线重合;所述固定圈为与两个所述圆形筛网共圆心且直径相等的圆圈,所述固定圈所在平面与两个所述圆形筛网所在平面分别垂直,所述固定圈与两个所述圆形筛网相交在四个交点处并连接为一体;所述固定圈的外圆周上设置有四个凸点,所述凸点的位置与所述交点的位置一一对应;所述弹簧片设在所述竖直管的内壁上,所述弹簧片设在远离所述导流板的另一侧,所述弹簧片和所述水平轴位于同一水平面,且所述弹簧片到所述水平轴的两端的距离相等,当所述凸点与所述弹簧片接触时,所述弹簧片与所述凸点卡接。
12.在本发明中,所述下行竖直管中水流由上向下流动,所述上行竖直管中水流由下向上漫流。
13.优选的技术方案中,所述的管式铁铜微电解处理有机废水的装置还设有回流管,所述回流管与所述导向管连通,所述回流管的管道上设有一个回流泵,所述回流泵的出水口接在所述反应管的前端。
14.优选的技术方案中,所述的管式铁铜微电解处理有机废水的装置还设有控制系统,所述控制系统用于控制所述电磁铁的通断和所述回流泵的开关。
15.优选的技术方案中,所述“十”字形筛网中所述铜质圆形筛网的直径略小于其所在的竖直管的直径,例如,所述“十”字形筛网中所述铜质圆形筛网的直径比其所在的竖直管的直径小4~8mm。
16.优选的技术方案中,所述“十”字形筛网中两个铜质圆形筛网的共同圆心位于其所在的竖直管的中心轴线上。
17.优选的技术方案中,所述下行竖直管与上行竖直管的内径之比为(2~3):1,优选为3:1。
18.优选的技术方案中,所述铁粉的粒径为1~5mm。
19.优选的技术方案中,所述铜质圆形筛网的网孔为0.3~0.5mm。
20.优选的技术方案中,所述固定圈和所述“十”字形筛网中两个铜质圆形筛网一体成型。
21.优选的技术方案中,所述固定圈为铜质固定圈。
22.优选的技术方案中,所述的管式铁铜微电解处理有机废水的装置还包括均匀间隔设置的若干个圆圈,与所述固定圈共同构成球状笼体;其中,每个所述圆圈均与两个所述铜
质圆形筛网共圆心且直径相等,每个所述圆圈均与两个所述铜质圆形筛网连接为一体。
23.本发明装置中,利用铜网和铁粉构成铁铜原电池,铁铜两极的电位差大,电化学反应效率高;同时,利用多个连续的交替出现的竖直管和连通弯管的结构改变水流方向,铁、铜之间的接触位置在不断变换,可以刷新铁与铜之间的接触面,避免铁腐蚀后的表面与铜之间的接触不良,又能避免出现板结和堵塞的问题,使氧化过程效率提高又维护简单,而且,铁粉可回收循环复用,反应可自动连续进行,整个装置的自动化程度高、投入低、运行和维护成本低。此外,本发明装置中,反应单元的数量可根据待处理废水的污染程度进行调整。如果待处理水质较差,则可以增加反应单元的数量,加长反应管,从而延长降解处理时间。由此,该装置具有较广泛的适用性。
24.相对于现有技术,本发明具有以下有益的技术效果:
25.本发明装置中铁粉采用市售产品即可,无需使用高昂的费用去定制铁铜颗粒、铁铜板材,也无需采用复杂的制备过程加工成特定的铁铜复合金属,大大减少了填料的成本,使整体成本大大降低。
26.本发明装置中水流的流向交替变化,即下行水流和上行水流交替出现,使得铁颗粒保持流动状态,同时,铁铜反应时铁颗粒又能与铜紧密接触,避免了铁铜分离和板结问题,从而克服了微电解中常见的板结、堵塞、短流的问题。相对于此,传统微电解的水平流容易在浮力作用下造成铁与碳分离,传统微电解的单一上行竖直流也会造成两种极性材料分离,导致两种极性材料之间接触效率大大降低,而传统微电解的单一下行竖直流也容易造成板结和堵塞。
27.本发明装置中电化学反应效率高,铁粉可回收循环复用,反应可自动连续进行,整个装置的自动化程度高、投入低、运行和维护成本低。
28.本发明的这些和其它目的、特点和优势,通过下述的详细说明,附图和权利要求得以充分体现,并可通过所附权利要求中特地指出的手段、装置和它们的组合得以实现。
附图说明
29.图1是本发明的管式铁铜微电解处理有机废水装置的第一种实施例的结构示意图。
30.图2是本发明的管式铁铜微电解处理有机废水装置的第二种实施例的结构示意图。
31.图3是本发明装置中一个反应单元内部的结构示意图。
32.图4是本发明装置中两个反应单元的连接方式的结构示意图。
33.图5是本发明装置中位于竖直管内部的“十”字形筛网和固定圈的结构示意图。
34.图6是本发明装置中笼体的外形结构示意图。
35.(符号说明)
36.1进水管
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2反应管
37.3沉淀管
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4出水管
38.5锥形漏斗
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6电磁铁
39.51锥形斗
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52导向管
40.7第一导流板
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8第一“十”字形筛网
41.9第一水平轴
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10第一弹簧片
42.11第一铜质圆形筛网
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12第二铜质圆形筛网
43.13第一固定圈
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14第一凸点
44.15第二导流板
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16第二“十”字形筛网
45.17第二水平轴
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18第二弹簧片
46.19第三铜质圆形筛网
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20第四铜质圆形筛网
47.21第二固定圈
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22第二凸点
48.23回流管
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24回流泵
49.a下行竖直管
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b底部连通弯管
50.c上行竖直管
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d顶部连通弯管
51.101铁粉加料口
具体实施方式
52.以下,结合附图和实施例,对本发明的实施方式进行详细说明,以更清楚地理解本发明的技术内容。
53.实施例1
54.如图1所示,在本发明的一具体实例中,第一种管式铁铜微电解处理有机废水的装置,依次包括:位于首端的水平进水管1、由若干个反应单元依次连接而成的连续曲折的反应管2、竖直沉淀管3和位于末端的水平出水管4,其中,如图3所示,每个反应单元由依次连接的下行竖直管a、底部连通弯管b、上行竖直管c和顶部连通弯管d构成;如图4所示,位于首端的水平进水管1靠近反应管2的一端设有铁粉进料口101,位于首端的水平进水管1与第一个反应单元的下行竖直管a的顶部连通,第一个反应单元的底部连通弯管b连通该反应单元的下行竖直管a的底部和上行竖直管c的底部,第一个反应单元的顶部连通弯管d连通该反应单元的上行竖直管c的顶部和下一个反应单元的下行竖直管a的顶部,依此类推,最后一个反应单元的顶部连通弯管d连通最后一个反应单元的上行竖直管c和竖直沉淀管3,竖直沉淀管3的顶部还与末端的水平出水管4连通;竖直沉淀管3内部设置有一个锥形漏斗5,锥形漏斗5包括上部的锥形斗51和下部的导向管52,在锥形斗51的底部外壁上设置有若干个电磁铁6,导向管52向下延伸至竖直沉淀管3之外。
55.在每个反应单元中,下行竖直管a中水流由上向下流动,上行竖直管c中水流是由下向上漫流;而且,下行竖直管a的管径大于上行竖直管c的管径。
56.如图1和图5所示,在下行竖直管a中,设有第一导流板7、第一“十”字形筛网8、第一水平轴9、第一弹簧片10和第一固定圈13。
57.第一“十”字形筛网8由相互垂直的第一铜质圆形筛网11和第二铜质圆形筛网12构成,第一铜质圆形筛网11和第二铜质圆形筛网12具有共同的圆心且直径相等,且第一铜质圆形筛网11(或第二铜质圆形筛网12)的直径小于下行竖直管a的内径。第一铜质圆形筛网11和第二铜质圆形筛网12相交于第一交线,第一交线经过两个筛网(第一铜质圆形筛网11和第二铜质圆形筛网12)的共同圆心。
58.在第一交线的位置设置第一水平轴9,使得第一交线与第一水平轴9所在直线重合,第一水平轴9的两端设置在下行竖直管a的内壁上,第一水平轴9的长度与下行竖直管a
的内径相等。在水流冲击下,第一“十”字形筛网8能够围绕或随着第一水平轴9转动。
59.第一固定圈13为与两个圆形筛网(第一铜质圆形筛网11和第二铜质圆形筛网12)共圆心且直径相等的圆圈,第一固定圈13所在平面与第一铜质圆形筛网11所在平面垂直,同时第一固定圈13所在平面与第二铜质圆形筛网12所在平面垂直,并且,第一固定圈13与第一铜质圆形筛网11、第二铜质圆形筛网12相交于四个第一交点处并连接为一体,第一固定圈13的外圆周上设置有四个第一凸点14,每个第一凸点14的位置与每个第一交点的位置一一对应。
60.第一弹簧片10设置在下行竖直管a的内壁上,第一弹簧片10和第一水平轴9位于同一水平面,且第一弹簧片10到第一水平轴9的两端的距离相等。
61.第一导流板7设在下行竖直管a内水流进入的方向上,第一导流板7位于远离第一弹簧片10的另一侧。第一导流板7倾斜设置,第一导流板7的顶端固定在下行竖直管a的内壁上,第一导流板7的底端悬空且位于第一“十”字形筛网8的侧上方,引导着水向下流动且流向第一“十”字形筛网8的一侧(左侧或右侧)。
62.在水流冲击下,第一“十”字形筛网8(以及与之连成一体的第一固定圈13)围绕或随着第一水平轴9转动。当第一固定圈13上的任意第一凸点14转动到靠近第一弹簧片10所在位置时,该第一凸点14与第一弹簧片10接触并卡接,第一“十”字形筛网8受到限制保持不动,此时,两个铜质圆形筛网(第一铜质圆形筛网11、第二铜质圆形筛网12)分别为一个水平、一个竖直的状态/位置。
63.同样,在上行竖直管c中,设有第二导流板15、第二“十”字形筛网16、第二水平轴17、第二弹簧片18和第二固定圈21。
64.第二“十”字形筛网16由相互垂直的第三铜质圆形筛网19和第四铜质圆形筛网20构成,第三铜质圆形筛网19和第四铜质圆形筛网20具有共同的圆心且直径相等,且第三铜质圆形筛网19(或第四铜质圆形筛网20)的直径小于上行竖直管c的内径。第三铜质圆形筛网19和第四铜质圆形筛网20相交于第二交线,第二交线经过两个筛网(第三铜质圆形筛网19和第四铜质圆形筛网20)的共同圆心。
65.在第二交线的位置设置第二水平轴17,使得第二交线与第二水平轴17所在直线重合,第二水平轴17的两端设置在上行竖直管c的内壁上,第二水平轴17的长度与上行竖直管c的内径相等。在水流冲击下,第二“十”字形筛网16能够围绕或随着第二水平轴17转动。
66.第二固定圈21为与两个圆形筛网(第三铜质圆形筛网19和第四铜质圆形筛网20)共圆心且直径相等的圆圈,第二固定圈21所在平面与第三铜质圆形筛网19所在平面垂直,同时第二固定圈21所在平面与第四铜质圆形筛网20所在平面垂直,并且,第二固定圈21与第三铜质圆形筛网19、第四铜质圆形筛网20相交于四个第二交点处并连接为一体,第二固定圈21的外圆周上设置有四个第二凸点22,每个第二凸点22的位置与每个第二交点的位置一一对应。
67.第二弹簧片18设置在上行竖直管c的内壁上,第二弹簧片18和第二水平轴17位于同一水平面,且第二弹簧片18到第二水平轴17的两端的距离相等。
68.第二导流板15设在上行竖直管c内水流进入的方向上,第二导流板15位于远离第二弹簧片18的另一侧,第二导流板15倾斜设置,第二导流板15的底端固定在上行竖直管c的内壁上,第二导流板15的顶端悬空且位于第二“十”字形筛网16的侧下方,引导着水向上流
动且流向第二“十”字形筛网16的一侧(左侧或右侧)。
69.在水流冲击下,第二“十”字形筛网16(以及与之连成一体的第二固定圈21)围绕或随着第二水平轴17转动。当第二固定圈21上的任意第二凸点22转动到靠近第二弹簧片18所在位置时,该第二凸点22与第二弹簧片18接触并卡接,第二“十”字形筛网16受到限制保持不动,此时,两个铜质圆形筛网(第三铜质圆形筛网19、第四铜质圆形筛网20)分别为一个水平、一个竖直的状态/位置。
70.实施例2
71.如图2所示,在本发明的一具体实例中,第二种管式铁铜微电解处理有机废水的装置,依次包括:位于首端的水平进水管1、由若干个反应单元依次连接而成的连续曲折的反应管2、竖直沉淀管3和位于末端的水平出水管4,其中,如图3所示,每个反应单元由依次连接的下行竖直管a、底部连通弯管b、上行竖直管c和顶部连通弯管d构成;如图4所示,位于首端的水平进水管1靠近反应管2的一端设有铁粉进料口101,位于首端的水平进水管1与第一个反应单元的下行竖直管a的顶部连通,第一个反应单元的底部连通弯管b连通该反应单元的下行竖直管a的底部和上行竖直管c的底部,第一个反应单元的顶部连通弯管d连通该反应单元的上行竖直管c的顶部和下一个反应单元的下行竖直管a的顶部,依此类推,最后一个反应单元的顶部连通弯管d连通最后一个反应单元的上行竖直管c和竖直沉淀管3,竖直沉淀管3的顶部还与末端的水平出水管4连通;竖直沉淀管3内部设置有一个锥形漏斗5,锥形漏斗5包括上部的锥形斗51和下部的导向管52,在锥形斗51的底部外壁上设置有若干个电磁铁6,导向管52向下延伸至竖直沉淀管3之外,与回流管23连接,回流管23的管道上设有一个回流泵24,回流泵24的出水口与进水管1连接(也可接在反应管2的前端),回流泵24打出的水可以从进水管1流入反应管2,进行二次处理。
72.在每个反应单元中,下行竖直管a中水流由上向下流动,上行竖直管c中水流是由下向上漫流;而且,下行竖直管a的管径大于上行竖直管c的管径。
73.如图2和图5所示,在下行竖直管a中,设有第一导流板7、第一“十”字形筛网8、第一水平轴9、第一弹簧片10和第一固定圈13。
74.第一“十”字形筛网8由相互垂直的第一铜质圆形筛网11和第二铜质圆形筛网12构成,第一铜质圆形筛网11和第二铜质圆形筛网12具有共同的圆心且直径相等,且第一铜质圆形筛网11(或第二铜质圆形筛网12)的直径小于下行竖直管a的内径。第一铜质圆形筛网11和第二铜质圆形筛网12相交于第一交线,第一交线经过两个筛网(第一铜质圆形筛网11和第二铜质圆形筛网12)的共同圆心。
75.在第一交线的位置设置第一水平轴9,使得第一交线与第一水平轴9所在直线重合,第一水平轴9的两端设置在下行竖直管a的内壁上,第一水平轴9的长度与下行竖直管a的内径相等。在水流冲击下,第一“十”字形筛网8能够围绕或随着第一水平轴9转动。
76.第一固定圈13为与两个圆形筛网(第一铜质圆形筛网11和第二铜质圆形筛网12)共圆心且直径相等的圆圈,第一固定圈13所在平面与第一铜质圆形筛网11所在平面垂直,同时第一固定圈13所在平面与第二铜质圆形筛网12所在平面垂直,并且,第一固定圈13与第一铜质圆形筛网11、第二铜质圆形筛网12相交于四个第一交点处并连接为一体,第一固定圈13的外圆周上设置有四个第一凸点14,每个第一凸点14的位置与每个第一交点的位置一一对应。
77.第一弹簧片10设置在下行竖直管a的内壁上,第一弹簧片10和第一水平轴9位于同一水平面,且第一弹簧片10到第一水平轴9的两端的距离相等。
78.第一导流板7设在下行竖直管a内水流进入的方向上,第一导流板7位于远离第一弹簧片10的另一侧。第一导流板7倾斜设置,第一导流板7的顶端固定在下行竖直管a的内壁上,第一导流板7的底端悬空且位于第一“十”字形筛网8的侧上方,引导着水向下流动且流向第一“十”字形筛网8的一侧(左侧或右侧)。
79.在水流冲击下,第一“十”字形筛网8(以及与之连成一体的第一固定圈13)围绕或随着第一水平轴9转动。当第一固定圈13上的任意第一凸点14转动到靠近第一弹簧片10所在位置时,该第一凸点14与第一弹簧片10接触并卡接,第一“十”字形筛网8受到限制保持不动,此时,两个铜质圆形筛网(第一铜质圆形筛网11、第二铜质圆形筛网12)分别为一个水平、一个竖直的状态/位置。
80.同样,在上行竖直管c中,设有第二导流板15、第二“十”字形筛网16、第二水平轴17、第二弹簧片18和第二固定圈21。
81.第二“十”字形筛网16由相互垂直的第三铜质圆形筛网19和第四铜质圆形筛网20构成,第三铜质圆形筛网19和第四铜质圆形筛网20具有共同的圆心且直径相等,且第三铜质圆形筛网19(或第四铜质圆形筛网20)的直径小于上行竖直管c的内径。第三铜质圆形筛网19和第四铜质圆形筛网20相交于第二交线,第二交线经过两个筛网(第三铜质圆形筛网19和第四铜质圆形筛网20)的共同圆心。
82.在第二交线的位置设置第二水平轴17,使得第二交线与第二水平轴17所在直线重合,第二水平轴17的两端设置在上行竖直管c的内壁上,第二水平轴17的长度与上行竖直管c的内径相等。在水流冲击下,第二“十”字形筛网16能够围绕或随着第二水平轴17转动。
83.第二固定圈21为与两个圆形筛网(第三铜质圆形筛网19和第四铜质圆形筛网20)共圆心且直径相等的圆圈,第二固定圈21所在平面与第三铜质圆形筛网19所在平面垂直,同时第二固定圈21所在平面与第四铜质圆形筛网20所在平面垂直,并且,第二固定圈21与第三铜质圆形筛网19、第四铜质圆形筛网20相交于四个第二交点处并连接为一体,第二固定圈21的外圆周上设置有四个第二凸点22,每个第二凸点22的位置与每个第二交点的位置一一对应。
84.第二弹簧片18设置在上行竖直管c的内壁上,第二弹簧片18和第二水平轴17位于同一水平面,且第二弹簧片18到第二水平轴17的两端的距离相等。
85.第二导流板15设在上行竖直管c内水流进入的方向上,第二导流板15位于远离第二弹簧片18的另一侧,第二导流板15倾斜设置,第二导流板15的底端固定在上行竖直管c的内壁上,第二导流板15的顶端悬空且位于第二“十”字形筛网16的侧下方,引导着水向上流动且流向第二“十”字形筛网16的一侧(左侧或右侧)。
86.在水流冲击下,第二“十”字形筛网16(以及与之连成一体的第二固定圈21)围绕或随着第二水平轴17转动。当第二固定圈21上的任意第二凸点22转动到靠近第二弹簧片18所在位置时,该第二凸点22与第二弹簧片18接触并卡接,第二“十”字形筛网16受到限制保持不动,此时,两个铜质圆形筛网(第三铜质圆形筛网19、第四铜质圆形筛网20)分别为一个水平、一个竖直的状态/位置。
87.本实施例中,可以设置电磁铁6的控制系统和回流泵24联动,当电磁铁6断电,立即
启动回流泵23;当回流泵24停止工作,立即启动电磁铁6。
88.利用上述装置处理有机废水的过程如下:
89.该装置处于未使用状态时,每个竖直管内有一个铜质圆形筛网保持水平和一个铜质圆形筛网保持垂直,同时,固定圈的凸点与弹簧片卡接,“十”字形筛网受限而保持平衡不动。
90.该装置使用时,将待处理废水用泵打入位于首端的水平进水管,保持持续进水使得水流持续在反应管中流动,铁粉通过铁粉加料口持续加入并随着水流流动。当携带铁粉的废水流到至第一个反应单元的下行竖直管内时,铁粉被其中水平状态的铜质圆形筛网拦截,铁粉和铜质圆形筛网接触,形成铁铜电极,对流经的废水进行微电解作用。由于导流板的作用,铁粉在水平状态的铜质圆形筛网表面的堆积呈现为不对称状态(一边多一边少)。堆积较多的一侧对水流的阻力较大,当水流冲击力大于弹簧片对“十”字形筛网(固定圈)的限定作用力时,“十”字形筛网发生转动。由于弹簧片和凸点的存在,“十”字形筛网仅转动90
°
又会受限制,此时,原来垂直状态的铜质圆形筛网转为水平状态,原来水平状态的铜质圆形筛网转为垂直状态。同时,在转动的过程中,铁粉失去支撑,倾倒入流动的水中,并在水流带动下经由底部连通弯管向上行竖直管内流动。铁粉在上行竖直管内又被其中水平位置的铜质圆形筛网拦截,和该水平状态的铜质圆形筛网接触,形成铁铜电极,对流经的废水进行发生微电解作用,使污染物得以降解。依此类推,经过若干个反应单元后,携带铁粉的废水流动到沉淀管,由于电磁铁的磁性作用,铁粉迅速下沉,并被吸在锥形斗的内壁上。
91.可以通过间歇或定时关断电磁铁的电源,将铁粉从导出管中放出,以便于重复利用(如实施例1所示)。
92.也可以通过接回流管和回流泵,来实现在系统内的直接回流:每隔30~80min,定时接通回流泵10~20min,当接通回流泵的同时,关闭电磁铁的电源,使沉淀在锥形斗内壁上的铁粉能被水流带走,并通过回流泵和回流管重新回到反应管的前端,重新随水流进入装置参与微电解反应(如实施例2所示)。这种情况下,只需要定时补充铁粉即可。
93.显然,本领域技术人员可以理解,在上述管式铁铜微电解处理有机废水的装置中,反应单元的数量,可以根据待处理的废水的污染程度进行调整。如果待处理水质较差,则可以增加反应单元的数量,加长反应管,从而延长降解处理时间,实现对待处理废水的深度降解。
94.本领域技术人员可以理解,在上述管式铁铜微电解处理有机废水的装置中,可以设置下行竖直管a与上行竖直管c的内径之比为2~3:1,优选为3:1。
95.本领域技术人员可以理解,在上述管式铁铜微电解处理有机废水的装置中,设置每个“十”字形筛网中两个铜质圆形筛网的直径略小于其所在的竖直管的直径即可,例如,每个“十”字形筛网中两个铜质圆形筛网的直径比其所在的竖直管的直径小4~8mm,这样方便设置弹簧片和凸点的大小,以实现弹簧片与凸点在该位置的卡接。
96.本领域技术人员可以理解,在上述管式铁铜微电解处理有机废水的装置中,可以设置每个“十”字形筛网中两个铜质圆形筛网的共同圆心位于其所在的竖直管的中心轴线上。
97.本领域技术人员可以理解,在上述管式铁铜微电解处理有机废水的装置中,水平轴的两端设置在竖直管的内壁上,可以是固定设置在内壁上,此时,“十”字形筛网与水平轴
为活动连接,“十”字形筛网可以绕着水平轴转动;也可以是水平轴的两端活动设置在内壁上(比如两端搁在内壁凹洞里),此时,“十”字形筛网与水平轴可为固定连接,“十”字形筛网可以随着水平轴转动。
98.本领域技术人员可以理解,在上述管式铁铜微电解处理有机废水的装置中,第一固定圈和第一铜质圆形筛网、第二铜质圆形筛网一体成型,第二固定圈和第三铜质圆形筛网、第四铜质圆形筛网一体成型。
99.本领域技术人员可以理解,在上述管式铁铜微电解处理有机废水的装置中,第一固定圈和第二固定圈可以为铜质固定圈,也可以为塑料固定圈。
100.本领域技术人员可以理解,在上述管式铁铜微电解处理有机废水的装置中,筛网的网孔为0.3~0.5mm,这里的筛网是指第一铜质圆形筛网、第二铜质圆形筛网、第三铜质圆形筛网或第四铜质圆形筛网。
101.本领域技术人员可以理解,在上述管式铁铜微电解处理有机废水的装置中,铁粉的粒径为1~5mm。
102.本领域技术人员可以理解,在上述管式铁铜微电解处理有机废水的装置中,也可以选择持续加入适量的粒径更小的铁粉(例如,粒径为0.5~1mm),使得在反应管的末端铁粉正好全部消耗,则无需回流和回收。
103.本领域技术人员可以理解,在上述管式铁铜微电解处理有机废水的装置中,还可以包括均匀间隔设置的若干个圆圈,与固定圈共同构成球状笼体,球状笼体的外形结构如图6所示,其中,每个圆圈均与前述两个铜质圆形筛网共圆心且直径相等。水流自间隔的空处自由流进流出,该笼体与两个圆形筛网连接为一体。
104.综上,本发明装置中,利用铜网和铁粉构成铁铜原电池,铁铜两极的电位差大,电化学反应效率高;同时,利用多个连续的交替出现的竖直管和连通弯管的结构改变水流方向,铁与铜之间的接触位置在不断变换,可以刷新铁与铜之间的接触面,避免铁腐蚀后的表面与铜之间的接触不良,又能避免出现板结和堵塞的问题,使氧化过程效率提高又维护简单,而且,铁粉可回收循环复用,反应可自动连续进行,整个装置的自动化程度高、投入低、运行和维护成本低。
105.同时,本发明装置中铁颗粒采用市售产品即可,无需使用高昂的费用去定制铁铜颗粒、铁铜板材,也无需采用复杂的制备过程加工成特定的铁铜复合金属,大大减少了填料的成本,使整体成本大大降低。
106.再次,本发明装置中水流的流向交替变化,即下行水流和上行水流交替出现,使得铁颗粒保持流动状态,同时,铁铜反应时铁颗粒又能与铜紧密接触,避免了铁铜分离和板结问题,从而克服了微电解中常见的板结、堵塞、短流的问题。相对于此,传统微电解的水平流容易在浮力作用下造成铁与碳分离,传统微电解的单一上行竖直流也会造成两种极性材料分离,导致两种极性材料之间接触效率大大降低,而传统微电解的单一下行竖直流也容易造成板结和堵塞。
107.此外,本发明装置中,反应单元的数量可根据待处理废水的污染程度进行调整。如果待处理水质较差,则可以增加反应单元的数量,加长反应管,从而延长降解处理时间,获得更好的降解处理效果。由此,该装置具有较广泛的适用性。
108.由此可见,本发明的目的已经完整并有效的予以实现。本发明的功能及结构原理
已在实施例中予以展示和说明,在不背离原理的情况下,实施方式可作任意修改。所以,本发明包括了基于权利要求精神及权利要求范围的所有变形实施方式。此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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