[發明專利]一種基于鐵碳微電解的廢水除磷設備與方法

在審

• 申請號: 201810355472.7
• 申請日: 2018-04-19
• 公開（公告）號: CN108383211A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 王昌穩;許志慧;丁文超
• 申請（專利權）人: 臨沂大學
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F101/10
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 宋林清

本發明涉及一種基于鐵碳微電解的廢水除磷設備與方法，該設備包括含磷廢水池、廢水泵、鐵碳微電解反應器本體、超聲波控制系統、曝氣機，所述的鐵碳微電解反應器本體為折流式，包括通過隔板隔開的下向流通道、上向流通道和污泥斗；所述的下向流通道內部填充鐵碳填料；所述的上向流通道寬度較窄，作為水流上升通道和污泥沉淀區；所述的下向流通道底部設有填料承托板，并固定超聲發生器；所述的下向流通道底部設有微孔曝氣器，由曝氣機提供空氣來源，用于提供富氧環境以及使廢水與填料充分混合接觸；所述的超聲波控制系統包括超聲波控制器和超聲波發生器，超聲波作用于鐵碳填料表面，通過空化作用剝離微電解過程形成的穩定絮凝物，解除鐵碳填料的鈍化問題。

技術領域

本發明涉及一種基于鐵碳微電解的廢水除磷設備與方法，屬于污水處理領域。

背景技術

鐵碳微電解技術以廢水做電解質，微電解填料中的鐵屑為陽極、活性炭為陰極形成“原電池”，通過放電形成電流對廢水進行電解氧化和還原處理，其原理基于電化學、氧化-還原以及絮凝沉淀的共同作用以達到去除有機污染物的目的。具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉、處理時間短、操作維護方便、電力消耗低等優點，廣泛應用于工業廢水的預處理和深度處理中。

鐵碳微電解技術在電鍍廢水、制藥廢水、化工廢水等諸多典型難降解廢水的處理中具有廣泛應用。然而目前的應用多集中于該技術對難降解有機廢水的可生化性改善作用，以及作為預處理單元，與生化處理工藝聯用對某些工業廢水的處理效能，忽視了鐵碳微電解的除磷作用研究。通過試驗發現鐵碳微電解具有出色的除磷作用，因此本發明提出了一種基于鐵碳微電解的廢水除磷設備與方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于鐵碳微電解的廢水除磷設備與方法，含磷廢水經鐵碳微電解處理后，可有效去除水中溶解性磷酸鹽并且生成的沉淀物主要成分為磷酸鐵(FePO₄)，具有回收利用價值。

為實現上述技術效果，本發明公開了一種基于鐵碳微電解的廢水除磷設備，其特征在于：包括含磷廢水池、廢水泵、鐵碳微電解反應器本體、超聲波控制系統、曝氣機，所述的鐵碳微電解的廢水除磷設備包括N個串聯的鐵碳微電解反應器本體，其中N為大于等于3的正整數；所述的鐵碳微電解反應器本體為折流式，包括通過隔板隔開的下向流通道、上向流通道和污泥斗；所述的下向流通道內部填充鐵碳填料；所述的上向流通道寬度較窄，作為水流上升通道和污泥沉淀區；所述的下向流通道底部設有填料承托板，并固定超聲發生器；所述的下向流通道底部設有微孔曝氣器，由曝氣機提供空氣來源，用于提供富氧環境以及使廢水與填料充分混合接觸；所述的超聲波控制系統包括超聲波控制器和超聲波發生器，超聲波作用于鐵碳填料表面，通過空化作用剝離微電解過程形成的穩定絮凝物，解除鐵碳填料的鈍化問題。

本發明的工作過程為：含磷廢水池1內的含磷廢水經廢水泵2提升后，進入鐵碳微電解反應器本體3，進入下向流同道，流經鐵碳填料4，鐵碳填料4放在填料承托板8上。下向流同道設置微孔曝氣器5，曝氣機9提供的壓縮空氣通過微孔曝氣器5進入下向流通道，曝氣為廢水充氧同時使廢水與鐵碳填料充分混合。超聲波控制器6控制超聲波發生器7在下向流通道中形成超聲波，超聲波作用于鐵碳填料表面，通過空化作用剝離微電解過程形成的穩定絮凝物，解除鐵碳填料的鈍化問題。廢水折流進入上向流通道，絮凝物在重力作用下沉淀下來進入鐵碳微電解反應器本體1底部的污泥斗，根據污泥量定期排出污泥。污泥主要成分為FePO₄，經脫水、干化、提純后可用于制造磷酸鐵鋰電池材料、催化劑及陶瓷等。隨后廢水進入下一串聯的鐵碳微電解反應器本體，重復上述過程，達到設計停留時間后，廢水由出水口排出，進入后續處理單元。

進一步地，所述的除磷作用其機理為：鐵碳微電解陽極反應的終產物為Fe³⁺，與水中PO₄^3-結合生成FePO₄，FePO₄幾乎不溶于水，從水中沉淀下來，達到除磷作用。