[发明专利]一种稳定运行的连续流微电解反应系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水处理系统，更具体地讲，涉及一种用于废水处理的微电解反应系统。

背景技术

工业废水因具有污染物浓度高、毒性大、可生化性差等特点，对生态环境造成严重威胁，其中微电解技术由于处理效果好、原料简单、来源广泛等特点而成为重要的工业废水污染控制技术。

微电解技术又称内电解法、铁炭法、腐蚀电池法、铁屑过滤法、零价铁法，具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、占地面积小、材料简便易得、装置易于定型化和工业化等优点。该技术始于20世纪70年代，最初在美、日等国家引起广泛重视，近几年来，应用这一技术处理印染废水、电镀废水、石油化工废水、制药废水等的报道越来越多。由于该技术利用废铁屑、焦炭等为原料，消耗少量电力资源，具有“以废治废”的意义。在微电解技术中，微电解材料和反应装置的结构是该技术的核心部分，对污染物的去除效果和运行稳定性具有关键性的影响。

目前，传统的微电解技术大多采用铁屑和活性炭粉(或焦炭粉)的简单混合物作为微电解材料，使用简单的塔式反应器作为反应装置，在实际工程应用过程中，存在下述不足：

(1)钝化现象：利用微电解法进行废水处理时，在填料(往往为铁屑和焦炭粉的简单混合物)表面会形成一层钝化膜，这层膜阻断了水中的有毒有害物质与填料的接触，从而对处理效果有影响。这一现象在处理中性废水时尤其明显。

(2)铁屑板结和填料床沟流：利用微电解技术进行废水处理时，会出现填料层板结成为一个整体，从而出现沟流现象，严重影响处理效果，而且当微电解塔过高时，由于底部的填料压实作用过大，更加容易结块。

(3)填料补充与更换：目前采用的填料主要是粒状混合填料，这种填料的比表面积大，但在定期的补充与更换过程中存在着诸多不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，从用于微电解的填料改性和反应器机构改进两个方面同时入手，解决现有微电解技术中填料易钝化、填料层板结、处理效率不高以及反应器运行不稳定的问题。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案来实现：

一种稳定运行的连续流微电解反应系统，包括进料口1、出料口5和排渣口8，所述微电解反应系统由多个微电解反应单元组成，所述多个微电解反应单元串行连接，所述每个微电解反应单元设置有填料层3，所述填料层3的一侧设置有填料更换口7，所述填料层3的下方设置有多孔筛板2，所述多孔筛板2的下方设置有曝气反吹管6，所述填料层3中设置有按照下述步骤制备的微电解材料：(1)将铁粉、活性炭粉末、钠基膨润土和NH₄Cl充分混合后，加水调匀，其中所述铁粉、活性炭粉末、钠基膨润土和NH₄Cl的质量比为(2.8-3)∶(2.8-3)∶(3.8-4)∶0.05；(2)用成球机将步骤(1)得到的混合物做成直径为2-5mm的小球，烘干；(3)对经过步骤(2)烘干后的球状材料进行焙烧，所述焙烧机制为在370-420℃下，焙烧10-12分钟，然后升温至1100-1200℃，焙烧15-18分钟，自然冷却至室温。

所述串行连接的微电解反应单元采用法兰4连接。

所述填料层中设置的微电解材料的孔隙率为0.5-0.8；所述微电解材料的比表面积为0.4-1.0m²/g。

所述填料层中微电解材料的制备步骤(1)中，铁粉、活性炭粉末、钠基膨润土和NH₄Cl的质量比为3∶3∶4∶0.05。

所述填料层中微电解材料的制备步骤(3)中的焙烧机制为在400℃下，焙烧10分钟，然后升温至1150℃，焙烧15分钟，自然冷却至室温。

与传统微电解技术相比，本发明的优点在于同时对微电解材料和反应器进行改进，并充分利用两者的配合，实现废水处理的稳定运行。

一方面作为填料使用的微电解材料利用NH₄Cl在高温条件下产生的NH₃起到造孔的作用，增大了材料的孔隙率和比表面积，提高了微电解材料对废水中污染物的去除效果；同时，材料为球状规整材料，具有较好的机械强度，避免了材料在使用过程中的压实，不易发生板结和钝化现象，使用寿命较长，从而保证了微电解工艺的长期稳定运行。