[發明專利]集約曝氣內循環鐵碳微電解裝置

在審

• 申請號: 202111508195.7
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114180681A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 王祥;甘長青;蔣得利;賈曉蘭;張婷;華開秀;劉微
• 申請（專利權）人: 西安聚光環保科技有限公司
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/467;C02F1/72;C02F101/30
• 代理公司: 北京知呱呱知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 張永維

本發明公開了一種集約曝氣內循環鐵碳微電解裝置，包括池體和集約曝氣循環導流裝置。池體內自下而上設置有配水區、承托層、填料區和壓頂水層區。集約曝氣循環導流裝置包括外導流筒、內導流筒、集約曝氣頭和吸水導管。外導流筒的下端與配水區連通，上端高出壓頂水層區。內導流筒位于外導流筒內，上端高出壓頂水層區，下端封閉。集約曝氣頭位于內導流管內的下部。吸水導管的上端位于外導管外的壓頂水層區內，下端與內導流管的下部連通。具備優良的脫碳(去除有機物)效果，又兼具改善來水的可生化性的功能；同時，還具有不會板結、不鈍化、不返色、運行成本低、核心工藝設施制作簡單、安裝及操作方便、使用壽命長等優點。

技術領域

本發明涉及污水處理技術領域，具體涉及一種能同時實現高效生物脫碳、除色度且改善來水可生化性的集約曝氣內循環鐵碳微電解裝置。

背景技術

微電解法是利用金屬腐蝕原理形成原電池對廢水進行處理的工藝方法，又稱內電解法、零價鐵法、鐵屑過濾法等。該工藝具有使用范圍廣、工藝簡單、處理效果好等特點。為了提高鐵碳填料對廢水的去除效率，從第一代的鑄鐵屑或鐵刨花到第二代鐵碳固定床再到第三代高溫燒結微孔鐵碳作為池內填料，填料的利用率越來越高，而填料鈍化、板結、出水返色、產生鐵泥等一系列實質問題并未得到徹底有效的解決。

傳統的鐵碳微電解裝置大多采用帶濾頭濾帽式樣的承托板，在長期的運行過程中由于截留的懸浮物與脫落的填料表層不斷增多，其承托濾板上的濾頭濾帽很容易堵塞，往往都會導致配水配氣不均勻從而影響處理效果；大多采用直接反洗水沖刷式進行填料反洗和填料松動，在長期的運行過程中底部的填料由于板結嚴重而使各填料床層間的阻力不一，導致在反洗水沖刷時水直接穿透阻力小的地方而形成短流，部分填料由于未清洗到位板結嚴重而影響其去除效果。

后來，開發了借助機械攪拌裝置與氣升式內循環來代替傳統鐵碳微電解底部曝氣來實現延遲填料板結、鈍化等問題。底部的配水及承托裝置采用穿孔管，故其具有相對較大的過流面積而不會發生堵塞，加上內部循環的作用使得過流量是正常進水量的數倍甚至數十倍，通過大流量配水能保證承托層配水的相對均勻；底部采用穿孔管進行氣水聯合反洗，通過多次脈沖式氣洗來使底部板結填料松動，再經過反洗水將填料里面截留的懸浮物隨水流出，通過氣水聯合脈沖式反洗可有效的松動板結填料，且可節約反沖洗用水，比傳統的鐵碳微電解的反洗時間縮短一半。

然而，實踐證明，該改進方法(或裝置)不僅增加了設備成本，也存在很多不能克服的重大缺陷，其主要表現為：

1、待處理污水在曝氣筒(或導流筒)內被曝氣提升后進入池內自上而下經過鐵碳微電解的鐵碳填料層，從而實現內部循環的單次循環或多次循環；由于水流方向與重力方向一致，很容易在長周期的運行后導致填料層逐步被壓實并板結，同時由于進水帶來的懸浮物及填料表層的脫落，使得鐵碳填料層很容易被堵塞，從而影響整個系統的傳質，大幅降低處理效率。

2、微電解原理是基于電化學、氧化還原、物理吸附等的共同作用下對廢水進行處理，屬于有氧化學反應，所以想達到理想的處理效果，反應過程中氧氣量是否充足至關重要。該裝置采用分離式提升曝氣充氧，池內部的氧含量來源主要靠經曝氣提升后溶解在污水中的部分氧氣，這部分溶解氧在隨著污水自上而下經過填料層的過程中，一部分被附著于上層液，另外一大部分參與水質中的有氧化學反應。溶解氧在自上而下的過程中隨著填料床層阻力的逐級增大，污水在向下流的過程中為克服其阻力很容易將溶解在污水中的氧氣釋放到分壓更低的大氣當中，故最終底部鐵碳填料能利用的溶解氧比例較低，而隨污水深入填料底部的溶解氧則基本沒有。這勢必造成整個系統能承載的去除效果降低，且主要存在于上層液及表層較淺的鐵碳填料中，而填料床層區域則以缺氧甚至厭氧狀態為主，整個床層靠下的區域參與有氧化學反應的鐵碳填料較少，基本只起到過濾的作用。所以在實際的工程運用中，其CODcr去除率將隨著設備運行的長度逐漸降低。

綜上可知，傳統的鐵碳微電解以及后來經改進的內循環式鐵碳微電解在實際運用過程中均存在較為明顯的缺陷，如：填料容易板結、鈍化或出水返色等，極大的增加了后期的運行成本和人為勞動力，從而影響此類技術的推廣及應用。

發明內容