[实用新型]一种基于铁碳微电解的废水除磷设备

说明书

本实用新型涉及一种基于铁碳微电解的废水除磷设备，该设备包括含磷废水池、废水泵、铁碳微电解反应器本体、超声波控制系统、曝气机，所述的铁碳微电解反应器本体为折流式，包括通过隔板隔开的下向流通道、上向流通道和污泥斗；所述的下向流通道内部填充铁碳填料；所述的上向流通道宽度较窄，作为水流上升通道和污泥沉淀区；所述的下向流通道底部设有填料承托板，并固定超声发生器；所述的下向流通道底部设有微孔曝气器，由曝气机提供空气来源用于提供富氧环境以及使废水与填料充分混合接触；所述的超声波控制系统包括超声波控制器和超声波发生器，超声波作用于铁碳填料表面，剥离微电解过程形成的稳定絮凝物，解除铁碳填料的钝化问题。

技术领域

本实用新型涉及一种基于铁碳微电解的废水除磷设备，属于污水处理领域。

背景技术

铁碳微电解技术以废水做电解质，微电解填料中的铁屑为阳极、活性炭为阴极形成“原电池”，通过放电形成电流对废水进行电解氧化和还原处理，其原理基于电化学、氧化-还原以及絮凝沉淀的共同作用以达到去除有机污染物的目的。具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、处理时间短、操作维护方便、电力消耗低等优点，广泛应用于工业废水的预处理和深度处理中。

铁碳微电解技术在电镀废水、制药废水、化工废水等诸多典型难降解废水的处理中具有广泛应用。然而目前的应用多集中于该技术对难降解有机废水的可生化性改善作用，以及作为预处理单元，与生化处理工艺联用对某些工业废水的处理效能，忽视了铁碳微电解的除磷作用研究。通过试验发现铁碳微电解具有出色的除磷作用，因此本发明提出了一种基于铁碳微电解的废水除磷设备与方法。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于铁碳微电解的废水除磷设备，含磷废水经铁碳微电解处理后，可有效去除水中溶解性磷酸盐并且生成的沉淀物主要成分为磷酸铁(FePO₄)，具有回收利用价值。

为实现上述技术效果，本实用新型公开了一种基于铁碳微电解的废水除磷设备，其特征在于：包括含磷废水池、废水泵、铁碳微电解反应器本体、超声波控制系统、曝气机，所述的铁碳微电解的废水除磷设备包括N个串联的铁碳微电解反应器本体，其中N为大于等于3的正整数；所述的铁碳微电解反应器本体为折流式，包括通过隔板隔开的下向流通道、上向流通道和污泥斗；所述的下向流通道内部填充铁碳填料；所述的上向流通道宽度较窄，作为水流上升通道和污泥沉淀区；所述的下向流通道底部设有填料承托板，并固定超声发生器；所述的下向流通道底部设有微孔曝气器，由曝气机提供空气来源，用于提供富氧环境以及使废水与填料充分混合接触；所述的超声波控制系统包括超声波控制器和超声波发生器，超声波作用于铁碳填料表面，通过空化作用剥离微电解过程形成的稳定絮凝物，解除铁碳填料的钝化问题。

所述基于铁碳微电解的废水除磷设备的工作过程为：含磷废水池1内的含磷废水经废水泵2提升后，进入铁碳微电解反应器本体3，进入下向流同道，流经铁碳填料4，铁碳填料4放在填料承托板8上。下向流同道设置微孔曝气器5，曝气机9提供的压缩空气通过微孔曝气器5进入下向流通道，曝气为废水充氧同时使废水与铁碳填料充分混合。超声波控制器6控制超声波发生器7在下向流通道中形成超声波，超声波作用于铁碳填料表面，通过空化作用剥离微电解过程形成的稳定絮凝物，解除铁碳填料的钝化问题。废水折流进入上向流通道，絮凝物在重力作用下沉淀下来进入铁碳微电解反应器本体1底部的污泥斗，根据污泥量定期排出污泥。污泥主要成分为FePO₄，经脱水、干化、提纯后可用于制造磷酸铁锂电池材料、催化剂及陶瓷等。随后废水进入下一串联的铁碳微电解反应器本体，重复上述过程，达到设计停留时间后，废水由出水口排出，进入下一串联的铁碳微电解反应器本体，废水经N个铁碳微电解反应器本体处理。

进一步地，所述的除磷作用其机理为：铁碳微电解阳极反应的终产物为Fe³⁺，与水中PO₄^3-结合生成FePO₄，FePO₄几乎不溶于水，从水中沉淀下来，达到除磷作用。