[实用新型]一种铁碳内电解和外电解组合废水处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种废水处理装置，尤其涉及一种铁碳内电解和外电解组合废水处理装置。

背景技术

聚乙烯醇缩丁醛（简称PVB）是由聚乙烯醇（简称PVA）与丁醛在酸催化下缩合的产物。现有生产工艺中会产生一种高浓度酸性有机废水，主要含PVB、PVA、丁醛和盐酸，经检测，化学需氧量COD约20000mg/L，氯离子约10000mg/L，pH＜1。

现有技术通常采用先中和再反渗透的方法，这会导致碱消耗量大，同时反渗透膜会出现失效快、再生频率高的缺点。

目前采用的铁碳微电解废水处理装置的原理为：当将铁屑和碳颗粒浸没在酸性废水中时，由于铁和碳之间的电极电位差，废水中会形成无数个微原电池。这些细微电池是以电位低的铁成为阳极，电位高的碳做阴极，在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应的，反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液。其反应过程如下：

阳极(Fe):Fe-2e→Fe²⁺

阴极(C):2H⁺+2e→2[H]→H₂

反应中，产生的了初生态的Fe²⁺和原子H，它们具有高化学活性，能改变废水中许多有机物的结构和特性，使有机物发生断链、开环等作用，从而达到废水处理的目的。

但目前单纯的铁碳微电解装置的处理效果还是不够理想，而且存在需较长停留时间、处理效率低的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种处理效率高的铁碳内电解和外电解组合废水处理装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

本实用新型所述铁碳内电解和外电解组合废水处理装置，包括电解池，所述电解池的下部设有废水进水管，所述电解池内的中部由下而上依次设有铁碳内电解区和极板外电解区，所述铁碳内电解区内装有由铁屑和碳粒组成的铁碳填料，所述极板外电解区内设有水平方向间隔排列的多个电极极板，相邻的两个所述电极极板分别外接直流电源的正极和负极，所述电解池的上部设有溢流口，所述溢流口与废水出水管的内端连接。

上述结构中，铁碳内电解区的作用在于：铁碳填料，在废水的酸性环境中，铁屑和碳粒之间形成无数个微原电池，使废水中大分子有机物分解，进而使COD下降；极板外电解区的作用在于：电极极板在废水中发生如下反应：阳极发生反应为：2Cl^--2e→Cl₂，阴极发生反应为：Fe²⁺+2e→Fe，达到减少Cl^-的目的。经过铁碳内电解和极板外电解后的废水，从溢流口溢流出并由废水出水管送到后工段做进一步生化处理。

作为优选，所述电极极板为钛极板、铂极板或钯极板；更优选为钛极板。

作为优选，所述电极极板的间距为5-15cm；更优选为10cm。

为了便于控制，所述直流电源为正、负极能够切换的24V或36V电源。

为了使废水在电解区分布更加均匀，所述电解池内的下部设有水分布器，所述水分布器的入口与所述废水进水管连接，所述水分布器的出口向上。

进一步，所述电解池内的下部还设有曝气器，所述电解池的下部还设有空气进气管，所述曝气器的入口与所述空气进气管连接，所述曝气器的出口向上；所述电解池的顶部安装有集气罩，所述集气罩的顶部安装有废气管。曝气器具有提供氧气、防止铁屑板结、使废水湍动使其混合均匀、减少废水在电解池内的停留时间的作用。其中，防止铁屑板结的原理是氧气会与铁离子发生反应，具体反应式如下：

O₂+4H⁺+4e→2H₂O；

O₂+2H₂O+4e→4OH^－；

4Fe²⁺+O₂+4H⁺→2H₂O+4Fe³⁺。

反应中生成的OH－是出水pH值升高的原因。

优选地，所述曝气器位于所述水分布器的下面，能够更加充分地发挥其作用。

本实用新型的有益效果在于：