一种废水氧化还原处理的铁碳双池反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种废水氧化还原处理的铁碳双池反应器。包括铁室、碳室、隔膜、铁电极、石墨电极、导线、搅拌桨和电极固定装置；铁室和碳室之间用隔膜进行隔离；铁室中的铁电极和碳室中的石墨电极用导线连接；铁室和碳室中分别设置有搅拌桨、酸液加料口和pH计；铁室设置有有密封垫、密封盖板、进料口和排料口；碳室设置有进料口和排料口。本反应器的两个不同性质的环境有利于根据废水成分选择不同的反应池进行处理，或者选择两个反应池进行废水的氧化还原耦合处理，以获得满意的废水净化效果。本实用新型专利技术结构简单，可高效地物理组合放大，可用于普通废水、难降解废水以及高盐废水的净化处理。化处理。化处理。

【技术实现步骤摘要】
一种废水氧化还原处理的铁碳双池反应器


[0001]本技术装置是基于铁碳间接电偶腐蚀原理所构成的原电池，是针对废水氧化还原处理的反应器装置。特别是一种废水氧化还原处理的铁碳双池反应器。

技术介绍

[0002]废水处理的好坏直接影响环境的水生态质量，影响居民的身体健康。目前，废水处理的方法主要有物理法、化学法和生物法。物理法包括重力沉降、过滤、离心分离、气浮、蒸发、吸附、反渗透、汽提和结晶等技术，主要是针对废水中的悬浮颗粒、挥发性、盐类以及容易被吸附的等物质。废水的物理处理设备相对较为简单、经济，但其对污水处理的程度往往不高。化学法主要包括中和、混凝、氧化还原、化学沉淀、电解等技术。废水化学处理往往具有效果好的特点，但其成本往往较高，因此，化学方法通常用于废水净化要求较高的场所。生物法是利用微生物的代谢行为，将废水中的污染物进行分解，使废水得到净化。废水生物法处理往往具有经济、高效特点，但该方法通常用于可生化性较好的废水，对于难降解废水其处理效果往往较差。
[0003]目前，铁碳微电解在废水处理中应用较多，但其往往用于废水的预处理，以提高废水的可生化性能。铁碳微电解技术也存在一些不足，比如存在板结、短路、沟流和死区、铁泥多和废水反色等问题。

技术实现思路

[0004]本申请主要是依据铁、碳材料间的良好电势差，可以形成电偶腐蚀。因此，本申请采用隔膜、铁粉及铁电极、碳粉与石墨电极、导线和电解质、机械搅拌以及两个反应池构成了铁碳双池原电池反应器。该反应器具有两个反应池，分别是铁室和碳室，其中铁室装有铁粉和铁电极，而碳室装有碳粉和石墨电极。该铁碳原电池反应器的铁室和碳室的电极电势可分别达到
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400mV以下和800mV以上，分别具有良好的还原性能和氧化性能。另外，该铁碳双池反应器由于铁室和碳室分离，因此，两个反应池具有良好的独立操控特性。而且，该反应器在废水处理过程中可以产生直流电源，使铁材料的腐蚀消耗过程中不仅实现对废水的净化处理，同时可以产生电能。这相对于传统的铁碳微电解技术具有明显优点。另外，由于铁碳双池的相对独立，从而使废水处理工艺具有多种选择，比如可以依据废水中的污染物性质选择铁室的还原处理，或者是选择碳室的氧化处理，或者采用铁室和碳室联合处理等工艺流程。该铁碳双池反应器装置不仅可以用于传统废水的处理，也可以用于难降解废水的处理，还可以用废气脱硝、脱硫和脱碳生成的废水处理。目前，该技术装置还未见报道。
[0005]本技术的目的是：通过使用铁粉与铁电极、碳粉与石墨电极、导线、隔膜、搅拌桨和 2个反应池，构造基于铁碳间接电偶腐蚀原理的双池原电池反应器，用于废水的氧化还原净化处理。
[0006]为了实现本技术的上述目标，采用以下技术方案予以实现：
[0007]一种废水氧化还原处理的铁碳双池反应器反应器，其特征是包括铁室(1)、碳室
(2)、隔膜(3)、铁电极(13)、石墨电极(15)、导线(16)、搅拌桨(17)和电极固定装置(19)；铁室(1)和碳室(2)之间用隔膜(3)进行隔离；铁室中的铁电极(13)和碳室中的石墨电极 (15)用导线(16)连接；铁室和碳室中分别设置有搅拌桨(17)、酸液加料口(7)和pH计 (18)；铁室设置有密封垫(5)、密封盖板(6)、进料口(10)和排料口(8)；碳室设置有进料口(11)和排料口(9)。
[0008]在铁室和碳室中设置有电极的固定装置(19)。
[0009]所述反应器铁室(1)中设置有铁粉(12)；碳室(2)中设置有活性炭粉末(14)。
[0010]所述反应器隔膜(3)是石棉隔膜或是阴离子交换膜，或者是阳离子交换膜。
[0011]所述反应器铁室(1)和碳室(2)由非金属材料构成的壳体。非金属材料构成的壳体包括有机玻璃、普通玻璃、塑料板材或木板板材的壳体。
[0012]电极固定装置(19)分别放在铁室(1)和碳室(2)中，其支撑腿(19
‑
3)与铁室(1) 和碳室(2)的底部接触，以支撑其顶部的电极孔板(19
‑
1)、下支持板横梁(19
‑
4)和下支持板(19
‑
2)；下支持板横梁(19
‑
4)固定在支撑腿(19
‑
3)上，而下支持板(19
‑
2)则是固定在下支持板横梁(19
‑
4)上；电极孔板(19
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1)上有电极孔(19
‑
5)和搅拌轴孔(19
‑
6)；电极孔 (19
‑
5)用于电极的穿过和固定；下支持板(19
‑
2)上有电极支持圆槽(19
‑
7)、搅拌轴孔(19
‑
6) 和方形孔(19
‑
8)；下支持板(19
‑
2)的电极支持圆槽(19
‑
7)用于电极支持和固定。
[0013]本专利技术的一种废水氧化还原处理的铁碳双池反应器反应器具体说明如下：
[0014]导线(16)实现电子从铁室(1)向碳室(2)传递。废水中的电解质实现离子在铁室(1) 和碳室(2)间通过隔膜(3)进行定向迁移，从而形成完整的电路，构成原电池反应器。铁室的搅拌桨(17)作用在于促进颗粒悬浮和碰撞，以增强反应器的电偶腐蚀速率，促进对废水中的污染物的净化作用。碳室中搅拌桨(17)不仅有利于促进间接电偶腐蚀，而且有利于促进空气的吸入，增强碳室环境的氧化性能。铁室密封垫(5)和密封盖板(6)起到隔绝空气的作用，以提升铁室溶液环境的还原性能。铁粉(12)和活性炭(14)的添加是起到增加电偶腐蚀速率作用，以提升铁室(1)和碳室(2)的还原与氧化性能。反应池的侧面且液面以上的酸液进料口(7)和pH计(18)的作用在于控制铁室和碳室的酸性强弱，以达到反应器在废水处理过程中的高效和经济目的。隔膜(3)可以是物理性隔膜如石棉隔膜，也可以是离子膜如阳离子膜或阴离子膜，其目的是提供离子的迁移通道，且隔离铁室和碳室之间的物料。搅拌桨(17) 安装在反应池的中心位置，且桨叶位于反应池底部，以达到搅拌悬浮底部颗粒的目的，同时有利于电极的安装和固定。酸液进料口安装于反应池的左右侧面，而且位于液面以上。铁电极(13) 和石墨电极(15)的直径为5mm，反应池中相邻电极间的中心距离为30mm，电极孔成正方形排列。铁室(1)的进料口(8)安装在后面、底部位置，铁室的(1)的出料口(9)安装在前面、底部位置。碳室(2)的进料口(10)安装在后面、底部位置，碳室的出料口(11)安装在前面、底部位置。
[0015]电极固定装置(19)主要用于固定电极，以免与机械搅拌装置发生碰撞。电极固定装置(19) 分别放在铁室(1)和碳室(2)中，其支撑腿(19
‑
3)与铁室(1)和碳室(2)的底部接触，以支撑其顶部的电极孔板(19
‑
1)、下支持板横梁(19
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4)和下支本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废水氧化还原处理的铁碳双池反应器，其特征是包括铁室(1)、碳室(2)、隔膜(3)、铁电极(13)、石墨电极(15)、导线(16)、搅拌桨(17)和电极固定装置(19)；铁室(1)和碳室(2)之间用隔膜(3)进行隔离；铁室中的铁电极(13)和碳室中的石墨电极(15)用导线(16)连接；铁室和碳室中分别设置有搅拌桨(17)、酸液加料口(7)和pH计(18)；铁室设置有密封垫(5)、密封盖板(6)、铁室进料口(10)和铁室出料口(8)；碳室设置有碳室进料口(11)和碳室出料口(9)。2.如权利要求1所述的一种废水氧化还原处理的铁碳双池反应器，其特征是铁室和碳室中有电极的固定装置(19)。3.如权利要求1所述的一种废水氧化还原处理的铁碳双池反应器，其特征是铁室(1)中设置有铁粉(12)。4.如权利要求1所述的一种废水氧化还原处理的铁碳双池反应器，其特征是碳室(2)中设置有活性炭粉末(14)。5.如权利要求1所述的一种废水氧化还原处理的铁碳双池反应器，其特征是隔膜(3)是石棉隔膜或是阴离子交换膜，或者是阳离子交换膜。6.如权利要求1所述的一种废水氧化还原处理的铁碳双池反应器，其特征是铁室(1)和碳室(2)由非金属材料构成的壳体。7.如权利要求1所述的一种废水氧化还原处理的铁碳双池反应器，其特征是非金属材料构成的壳体包括有机玻璃、普通玻璃、塑料板材或木板...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：