一种颗粒活性炭循环微电解反应器

摘要

一种颗粒活性炭循环微电解反应器，包括、微孔曝气管、颗粒活性炭分离室。微孔曝气管与曝气总管相连，位于反应器底部；若干个铁屑板正极等间距均匀分布于反应器中上部，固定在反应器内侧壁上耐腐蚀材质加工成的支撑梁I、II上设置固定卡槽I、II，将铁屑板正极左右、上下端垂直固定卡槽I、II中；废水由进水管进入反应器，微孔曝气管产生的微气泡，为颗粒活性炭提供上升动力，使颗粒活性炭在若干铁屑板正极之间上升，形成颗粒活性炭上升区，颗粒活性炭在未曝气区重力下降，实现颗粒活性炭在反应器内循环；处理后水通过溢流堰进入炭分离室，由出水管排出。解决了铁屑板结、废水沟流、长期困扰微电解正极钝化、氧化还原沉积物附在正负极上的问题。

说明书

技术领域

本发明专利属于污水处理装置，涉及一种高浓度难降解有机废水处理装置，更确切地说涉及一种颗粒活性炭循环微电解反应器。

背景技术

微电解(micro-electrolysis)法又称内电解法，是利用铁屑中的铁和炭组成原电池，实现水中污染物的降解，达到“以废治废”的目的。微电解法是随着氧化还原反应在废水处理中的应用而逐发展起来的一种新型的废水处理技术，其应用于废水处理领域的工作原理可总结为：(a)氧化还原反应；(b)原电池反应；(c)电化学附集作用；(d)物理吸附作用；(e)铁的混凝作用；(f)铁离子的沉淀作用。微电解技术基于以氧化还原反应为主的协同处理效应，实现废水中大分子有机物的断链及氧化性物质的还原，以改变废水中有机污染物的性质，来达到处理废水的目的。

近年来，微电解法处理难降解有机废水的研究引起了各国学者的广泛关注，然而该法在应用中存在诸多缺陷，如(a)铁屑易板结；(b)废水易发生沟流现象；(c)反应沉积物易覆盖铁炭表面，阻碍两者间的有效接触。以上缺陷会导致微电解过程中断，使处理效果大为下降，严重影响污染物去除效率，是该项技术不能得到很好应用推广的主要原因。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种颗粒活性炭循环微电解反应器，通过将废铁屑粘结成铁屑板，作为微电解正极，颗粒活性炭作为负极，利用压缩空气使颗粒活性炭在反应器内循环，以解决铁炭板结、沟流、钝化等缺陷，实现颗粒活性炭循环微电解反应器在难降解有机废水处理中的应用。

本发明是通过以下技术方案予以实现：一种颗粒活性炭循环微电解反应器，主要微孔曝气管、颗粒活性炭分离室，其特征在于：微孔曝气管与曝气总管相连，位于反应器底部；若干个由废铁屑与无机磷酸盐粘结剂混合，压模成的铁屑板正极以等间距均匀分布于反应器中上部；固定在反应器内侧壁上耐腐蚀材质加工成的支撑梁I、支撑梁II上，设置固定卡槽I、固定卡槽II，将铁屑板正极左右、上下端垂直固定在所述的固定卡槽I、固定卡槽II中；废水由进水管进入反应器，微孔曝气管产生微气泡，为颗粒活性炭提供上升动力，使颗粒活性炭在若干个铁屑板正极之间上升，形成颗粒活性炭上升区，颗粒活性炭在未曝气区借助于重力下降，实现颗粒活性炭在反应器内循环；处理后水通过溢流堰进入颗粒活性炭分离室，由出水管排出。

上述的一种颗粒活性炭循环微电解反应器，其所述的铁屑板正极厚度2-10厘米；所述的无机磷酸盐粘结剂为磷酸铝、磷酸镁、磷酸钙、磷酸锌、磷酸铜中的一种或几种。

上述的一种颗粒活性炭循环微电解反应器，其所述的微孔曝气管，每根分别位于两块铁屑板正极之间正下方10-40厘米处。

上述的一种颗粒活性炭循环微电解反应器，其所述微孔曝气管的微孔孔径1-5毫米，微孔间距0.5-5厘米。

本发明与现有技术相比具有突出的实质性特点和显著的进步及积极的效果：

(1)本发明一种颗粒活性炭循环微电解反应器，由铁屑板正极系统和颗粒活性炭循环系统两部分构成。铁屑板正极系统由铁屑板正极、支撑梁、固定卡槽组成；炭循环系统是曝气总管、微孔曝气管、溢流堰、颗粒活性炭分离室组成。废水由进水管进入反应器，在若干个铁屑板正极之间铁与颗粒活性炭形成无数微小的原电池，产生电极反应，废水中有机污染物经电极反应得到降解。本发明用压缩空气循环颗粒活性炭，(a)增加了微电解电极电势差，加快电化学腐蚀速率；(b)在颗粒活性炭表面形成强氧化性中间产物；(c)为颗粒活性炭循环提供上升动力。

(2)将铁屑粘结成铁屑板正极，解决了铁屑板结、废水沟流现象；

(3)炭循环系统的设计使得颗粒活性炭不断冲刷铁屑板正极，解决了长期困扰微电解技术中正极钝化现象；

(4)颗粒活性炭在反应器内循环冲刷，解决了氧化还原沉积物在正负极表面沉积现象。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明的微孔曝气管与曝气总管之间的关联示意图。其中，

1-进水管    2-铁屑板正极    3-1、3-2-支撑梁I、II4-1、4-2-固定卡槽I、II    5-曝气总管    6-微孔曝气管7-溢流堰    8-颗粒活性炭分离室     9-出水管。

实施具体方式

以下结合附图通过实施例对本发明做进一步的说明。

实施例

从图1可见，本发明一种颗粒活性炭循环微电解反应器，主要包括微孔曝气管6、颗粒活性炭分离室8，其特征在于：微孔曝气管6与曝气总管5相连，位于反应器底部；九块铁屑板正极2以间距4厘米均匀等距离分布(见图2)在反应器中上部，固定在反应器内侧壁上的支撑梁I3-1、支撑梁II3-2及其上的固定卡槽I4-1、固定卡槽II4-2的材质为硬聚氯乙烯材质，将铁屑板正极2左右、上下端垂直固定在所述的固定卡槽I4-1、固定卡槽II4-2中；废水由进水管1进入反应器，微孔曝气管5产生微气泡，使颗粒活性炭在铁屑板正极2之间上升，在反应器内形成颗粒活性炭上升区，颗粒活性炭在未曝气区下降。处理后的水通过溢流堰7进入颗粒活性炭分离室8，由出水管9排出。

上述的一种颗粒活性炭循环微电解反应器，其所述的铁屑板正极2由废铁屑与无机磷酸盐粘结剂混合、压模成2-10厘米的铁屑板。所述的无机磷酸盐粘结剂为磷酸铝、磷酸镁、磷酸钙、磷酸锌、磷酸铜中的一种或几种。

上述的一种颗粒活性炭循环微电解反应器(附图3)，其每根微孔曝气管6分别位于两块铁屑板正极2之间正下方20厘米处。

上述的一种颗粒活性炭循环微电解反应器(附图3)，其所述微孔曝气管6曝气微孔直径为1-5毫米，孔间距为0.5-5厘米。