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電解時Fenton氧化處理廢水方法

發布時間:2024-3-19 15:58:52  中國污水處理工程網

公布日:2023.05.23

申請日:2023.01.18

分類號:C02F1/72(2023.01)I;C02F1/46(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N

摘要

本發明提供一種電解時Fenton氧化處理廢水的系統,包括反應腔(10)與沉淀池(20),反應腔上端面設置開口(101)與密封蓋(11);密封蓋(11)設置第一電機(12),第一電機(12)設置轉動桿(13)且轉動桿(13)貫穿密封蓋(11);密封蓋(11)內壁滑動連接齒輪環(14)且齒輪環(14)內壁設置定位板(15),定位板(15)下側設置齒輪組件,轉動桿(13)依次貫穿定位板(15)與齒輪組件;齒輪環(14)上設置三根定位桿(142)且定位桿(142)底端分別設置石墨棒(1421)、組合棒(1422)及鋅棒(1423)。該系統能夠高效利用H2O2和循環再生Fe2+,從而有效節約物料成本、避免二次污染,提高廢水處理效率、增加廢水處理的連續性。

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權利要求書

1.一種電解時Fenton氧化處理廢水的系統,其特征在于:包括反應腔與沉淀池,反應腔上端面設置開口且開口外圈設置橫截面為“n”形結構的密封蓋;密封蓋端面設置第一電機,第一電機輸出軸固定連接轉動桿且轉動桿貫穿密封蓋后與反應腔內腔底面轉動連接;密封蓋內壁滑動連接一帶內齒的齒輪環且齒輪環內壁上端設置定位板,定位板外壁與齒輪環內壁轉動連接且定位板上端與密封蓋之間通過彈簧與電動伸縮桿連接;定位板下側設置用于驅動齒輪環轉動的齒輪組件,轉動桿依次貫穿定位板與齒輪組件;齒輪環上且繞其中軸線呈行星輪式分布三根定位桿,三根定位桿分別貫穿齒輪環且它們底端分別設置石墨棒、組合棒及鋅棒,組合棒的芯軸為石墨層、外圈為鐵鍍層,反應腔內腔底面對應石墨棒設置曝氣裝置;密封蓋內側頂端對應其中兩根定位桿分別設置導電座,定位桿能夠卡接在對應導電座內。

2.根據權利要求1所述的一種電解時Fenton氧化處理廢水的系統,其特征在于:所述反應腔一側側面設置污水進水管,另一側設置加料管。

3.根據權利要求12所述的一種電解時Fenton氧化處理廢水的系統,其特征在于:所述反應腔內壁設置弧形滑板且弧形滑板對應污水進水管開設通孔,弧形滑板外壁與反應腔內壁滑動連接;弧形滑板通過弧形連接塊與齒輪環底面固定連接,弧形連接塊位于石墨棒、組合棒及鋅棒的外圈且反應腔頂面對應弧形連接塊開設弧形滑槽。

4.根據權利要求13任一項所述的一種電解時Fenton氧化處理廢水的系統,其特征在于:所述齒輪環外圈且繞其中軸線均勻設置多個滑動塊,密封蓋內壁對應滑動塊設置豎直滑槽且豎直滑槽底端設置第一環形滑槽,多個豎直滑槽與同一環形滑槽連通,滑動塊卡入對應的豎直滑槽內且滑動連接,滑動塊能夠在環形滑槽內滑動。

5.根據權利要求13任一項所述的一種電解時Fenton氧化處理廢水的系統,其特征在于:所述定位板外圈且繞其中軸線均勻設置多個轉動塊且轉動塊遠離定位板的一端設置為球形結構,齒輪環內圈且位于內齒上端開設第二環形滑槽,轉動塊遠離定位板的一端卡入第二環形滑槽內且滑動連接。

6.根據權利要求2所述的一種電解時Fenton氧化處理廢水的系統,其特征在于:所述電動伸縮桿繞定位板中軸線均勻分布,彈簧繞定位板中軸線均勻分布且彈簧為兩圈、分別位于電動伸縮桿的內圈與外圈。

7.根據權利要求2所述的一種電解時Fenton氧化處理廢水的系統,其特征在于:所述齒輪組件包括一個驅動齒輪與三個從動齒輪,驅動齒輪套在轉動桿外壁且驅動齒輪通過吊桿吊裝在定位板底面,驅動齒輪中部開設花鍵孔;驅動齒輪外圈且繞其中軸線均勻分布三個從動齒輪,從動齒輪通過轉軸與定位板底面轉動連接且從動齒輪分別與驅動齒輪、齒輪環內齒嚙合;轉動桿位于驅動齒輪下側的外圈且對應花鍵孔設置花鍵套。

8.根據權利要求7所述的一種電解時Fenton氧化處理廢水的系統,其特征在于:所述轉動桿、齒輪環、定位板、驅動齒輪、密封蓋的中軸線共線。

9.根據權利要求8所述的一種電解時Fenton氧化處理廢水的系統,其特征在于:所述反應腔與沉淀池通過連通管連通,連通管上設置控制閥;沉淀池上端面外側設置第二電機,第二電機輸出軸貫穿沉淀池上端且位于沉淀池內腔連接攪拌裝置;沉淀池端面且位于第二電機一側設置添加口;沉淀池一側側面由上至下依次設置出水管與污泥管。

發明內容

針對以上現有技術存在的問題,本發明的目的在于提供一種電解時Fenton氧化處理廢水的系統,該系統能夠高效利用H2O2和循環再生Fe2+,從而有效節約物料成本、避免二次污染,提高廢水處理效率、增加廢水處理的連續性。

本發明的另一個目的在于提供一種電解時Fenton氧化處理廢水的方法,用于匹配上述系統。

本發明的目的通過以下技術方案實現:

一種電解時Fenton氧化處理廢水的系統,其特征在于:包括反應腔與沉淀池,反應腔上端面設置開口且開口外圈設置橫截面為“n”形結構的密封蓋;密封蓋端面設置第一電機,第一電機輸出軸固定連接轉動桿且轉動桿貫穿密封蓋后與反應腔內腔底面轉動連接;密封蓋內壁滑動連接一帶內齒的齒輪環且齒輪環內壁上端(即內齒上側)設置定位板,定位板外壁與齒輪環內壁轉動連接且定位板上端與密封蓋之間通過彈簧與電動伸縮桿連接;定位板下側設置用于驅動齒輪環轉動的齒輪組件,轉動桿依次貫穿定位板與齒輪組件;齒輪環上且繞其中軸線呈行星輪式分布三根定位桿,三根定位桿分別貫穿齒輪環且它們底端分別設置石墨棒、組合棒及鋅棒,組合棒的芯軸為石墨層、外圈為鐵鍍層,反應腔內腔底面對應石墨棒設置曝氣裝置;密封蓋內側頂端對應其中兩根定位桿分別設置導電座,定位桿能夠卡接在對應導電座內。

作進一步優化,所述反應腔一側側面設置污水進水管,另一側設置加料管。

作進一步優化,所述反應腔內壁設置弧形滑板且弧形滑板對應污水進水管開設通孔,弧形滑板外壁與反應腔內壁滑動連接;弧形滑板通過弧形連接塊與齒輪環底面固定連接,弧形連接塊位于石墨棒、組合棒及鋅棒的外圈且反應腔頂面對應弧形連接塊開設弧形滑槽;通過弧形滑板與弧形連接塊的配合實現齒輪環轉動過程中對污水進水管口的封閉與打開,進而實現對于污水進量的控制。

作進一步優化,所述齒輪環外圈且繞其中軸線均勻設置多個滑動塊,密封蓋內壁對應滑動塊設置豎直滑槽且豎直滑槽底端設置第一環形滑槽,多個豎直滑槽與同一環形滑槽連通,滑動塊卡入對應的豎直滑槽內且滑動連接,滑動塊能夠在環形滑槽內滑動,從而實現齒輪環在密封蓋內的上下滑動以及相對轉動。

作進一步優化,所述定位板外圈且繞其中軸線均勻設置多個轉動塊且轉動塊遠離定位板的一端設置為球形結構,齒輪環內圈且位于內齒上端開設第二環形滑槽,轉動塊遠離定位板的一端(即球形結構頭)卡入第二環形滑槽內且滑動連接,從而實現定位板與齒輪環之間的相對轉動且確保定位板與齒輪環進行同時上下滑動。

作進一步優化,所述電動伸縮桿繞定位板中軸線均勻分布,彈簧繞定位板中軸線均勻分布且彈簧為兩圈、分別位于電動伸縮桿的內圈與外圈。

作進一步優化,所述齒輪組件包括一個驅動齒輪與三個從動齒輪,驅動齒輪套在轉動桿外壁且驅動齒輪通過吊桿吊裝在定位板底面,驅動齒輪中部開設花鍵孔;驅動齒輪外圈且繞其中軸線均勻分布三個從動齒輪,從動齒輪通過轉軸與定位板底面轉動連接且從動齒輪分別與驅動齒輪、齒輪環內齒嚙合;轉動桿位于驅動齒輪下側的外圈且對應花鍵孔設置花鍵套。

作進一步優化,所述轉動桿、齒輪環、定位板、驅動齒輪、密封蓋的中軸線共線。

作進一步優化,所述開口內壁的反應腔頂面對應石墨棒、組合棒及鋅棒設置弧形卡槽,用于對石墨棒、組合棒及鋅棒進行限位。

作進一步優化,所述轉動桿位于反應腔內腔的外壁且位于石墨棒、組合棒及鋅棒內圈設置攪拌桿。

作進一步優化,所述反應腔與沉淀池通過連通管連通,連通管上設置控制閥;沉淀池上端面外側設置第二電機,第二電機輸出軸貫穿沉淀池上端且位于沉淀池內腔連接攪拌裝置;沉淀池端面且位于第二電機一側設置添加口;沉淀池一側側面由上至下依次設置出水管與污泥管。

一種電解時Fenton氧化處理廢水的方法,其特征在于:采用上述系統,包括:

步驟一、通過污水進水管通過待處理的廢水、并同時通過加料管通入H2SO4溶液;驅動第一電機,完成廢水與H2SO4溶液的混合,完成廢水pH值的調節;

步驟二、初始時,組合棒與石墨棒對應的定位桿分別卡入兩個導電座內,兩個導電座分別接通電源正負極、同時通過曝氣裝置進行間斷曝氣,完成Fenton氧化反應降解有機污染物;

步驟三、降解一段時間后(即組合棒外圈的鐵鍍層完全溶解),暫停第一電機,啟動電動伸縮桿伸長、使得花鍵套卡入花鍵孔內;再次啟動第一電機,使得轉動桿帶動齒輪環轉動,進而通過定位桿帶動石墨棒、組合棒及鋅棒轉動,使得鋅棒與僅含芯軸的組合棒與導電座對應,然后再次暫停第一電機、啟動電動伸縮桿縮短,使得鋅棒與組合棒卡入導電座,導電座通電進行電化學反應;

步驟四、再次啟動齒輪環旋轉,使得石墨棒、組合棒及鋅棒回到初始位置;然后繼續進行Fenton氧化反應降解有機污染物,并實時補充H2SO4溶液完成pH值的調控;

步驟五、循環步驟二~步驟四,直至廢水中的有機污染物完全降解;

步驟六、導通連通管,將反應腔內有機物降解后的廢水通入沉淀池內,向沉淀池內加入Ba(OH)2,并啟動第二電機進行攪拌;攪拌一段時間后,靜置沉淀,并依次通過出水管與污泥管進行固液分離。

本發明具有如下技術效果:

本申請通過密封蓋、第一電機、轉動桿、齒輪環、定位板、齒輪組件以及定位桿、石墨棒、組合棒與鋅棒的配合,實現了Fenton氧化反應-電化學反應-Fenton氧化反應的循環處理,從而完成Fe單質向Fe2+轉化、由Fe2+轉換為Fe3+、再由Fe3+轉換為Fe2+的過程,實現催化劑Fe2+的重復利用,滿足大量廢水的連續處理過程,有效避免多次、反復添加Fe2+而出現增加物料成本、產生大量含鐵污泥的問題;同時,通過Fenton氧化反應-電化學反應-Fenton氧化反應的循環處理,通過間斷式曝氣產生H2O2,實現Fenton氧化反應的連續性,避免一次性過量投加H2O2、造成Fe2+氧化生成的Fe3+快速催化分解H2O2、進而抑制羥基自由基的生成,有效提高廢水中有機物降解的效率、提高羥基自由基的產率以及H2O2的利用率,實現高效、充分降解廢水中的有機物。此外,降低Fe2+的無機鹽的使用,能夠有效避免添加大量無機鹽(如:FeSO4)造成廢水中微生物細胞滲透壓升高,引起微生物細胞原生質分離,抑制廢水中微生物的生長和酶促作用。

本申請降解廢水中的有機物效率高、成本低、連續性強,能夠適用于各種廢水的處理、更為經濟有效。

(發明人:吳秉橋;何莉;齊龍;張臻;危思安;張紹博)

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