本实用新型涉及废水处理技术领域，具体涉及一种铁碳微电解废水预处理装置。
背景技术：
随着石油、化工和制药等工业的快速发展，产生了大量高浓度难降解的有机工业废水，此类废水具有有机污染物含量高、色度高、毒性大，难降解等特点，即使经稀释上百倍后微生物仍难以培养，不能直接进行生化处理。针对此种废水可生化性差的水质特点，可以采用相应的预处理方法，提高废水的可生化性，从而保证了后续生化系统的处理效果，因此选取适用的预处理装置和方法是处理此种废水的关键。
铁碳微电解技术常用于废水的预处理阶段，其原理是利用铁和碳之间存在的1.2v电极电位差，在酸性废水中，铁屑(主要成分为fe、c)中的fe和c构成无数微型腐蚀电池，并以电位低的铁为阳极，电位高的惰性碳为阴极，构成微型电解电极，致使废水中的腐蚀电池与电解电极形成了无数的电解回路并发生电化学反应，其主要通过氧化还原将废水中有机污染物降解，具有良好的有机污染物去除效果。但是，经过大量的实际应用后发现，铁碳微电解装置在运行一段时间后，铁碳表面容易被铁氧化物覆盖，造成铁碳填料钝化失活，去除效果下降，难以长期运行。
臭氧法属于高级氧化法，通常也被用作废水预处理阶段，臭氧法是通过臭氧产生羟基自由基(·oh)从而达到去除有机污染物的效果，然而在实际的应用中，臭氧在水中的停留时间较短，利用率较低，导致其存在去除效率低下、运行成本过高等诸多问题。
技术实现要素：
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种铁碳微电解废水预处理装置，所述装置能够解决传统铁碳微电解法运行一段时间后出现的去除效果下降，铁碳填料钝化失活以及传统臭氧法中臭氧利用率低、运行成本过高等问题，该装置特别对有机废水中cod、氨氮、色度以及难降解多环、杂环类等有毒有害物质处理效果非常理想。
根据本实用新型的实施例的铁碳微电解废水处理预装置，包括进水系统、铁碳微电解反应罐、微纳米气泡发生器和出水循环系统；其中，所述进水系统和出水循环系统分别与所述铁碳微电解反应罐连接；所述铁碳微电解反应罐上安装有曝气管道，所述微纳米气泡发生器与所述铁碳微电解反应罐通过曝气管道连接。所述进水系统将待处理废水导入所述铁碳微电解反应罐，所述出水循环系统导出处理过的废水并可重新循环导入所述铁碳微电解反应罐继续反应，臭氧通过所述微纳米气泡发生器产生臭氧纳米气泡进入铁碳微电解反应罐中进行反应。使用微纳米气泡发生器可以使单位空间的臭氧微纳米气泡增多，使气泡更加分散，进一步的提高了臭氧产生的羟基自由基(·oh)的效率，从而使臭氧的利用更加充分；此外，铁碳填料运行一段时间后表面会沉积的大量的铁氧化物，而大量的、分散的臭氧微纳米气泡会将这些铁氧化物冲刷带走，从而增加了填料的使用寿命和效率。
根据本实用新型的一些实施例，所述铁碳微电解反应罐内设有铁碳填料层，所述铁碳填料层包含至少四个独立的活动铁碳填料模块，每两个活动铁碳填料模块组成一个单元，每个单元底部分别设置有曝气管道；所述曝气管道上设有若干个曝气口，每个所述活动铁碳填料模块下方设有至少一个曝气口。所述铁碳微电解反应罐内铁碳填料分成四个独立的区域，每两个区域处在同一水平层面上，每一层底部都设置有格栅承托架和曝气管道，此结构能有效的增加废水与铁碳填料的接触面积，极大的强化了铁碳微电解的反应效率；且铁碳填料层为活动式，方便操作人员的换料。
进一步地，所述铁碳微电解反应罐的外部还设有换料口，所述换料口的个数与所述活动铁碳填料模块的个数相等。所述换料口使得内部活动铁碳填料模块的更换操作更为方便。每个填料区域所对应的罐体外部均设有换料口，且铁碳填料层为活动式，方便操作人员的换料。
进一步地，所述铁碳微电解反应罐内还设有格栅填料承托架，所述活动铁碳填料模块置于所述格栅填料承托架上，所述格栅填料承托架用于承托所述活动铁碳填料模块。
根据本实用新型的一些实施例，所述微纳米气泡发生器的进气端与臭氧发生器相连，其出气端与铁碳微电解内曝气管道相连，用于将臭氧打散成50微米至数十纳米之间的气泡输送到铁碳微电解反应罐内进行反应。
根据本实用新型的一些实施例，所述进水系统包括进水泵、进水管、浓硫酸自动投加装置、管道混合器和ph在线检测仪；所述进水泵通过进水管与所述铁碳微电解反应罐连接，所述进水管将废水通过进水泵泵入铁碳微电解反应罐中，所述进水管上依次设有管道混合器、浓硫酸自动投加装置和ph在线检测仪。废水在进行铁碳微电解反应前需要酸化，在出水管上设置浓硫酸自动投加装置和管道混合器能够实现废水的酸化处理，ph在线检测仪能够进一步控制废水的ph值。
根据本实用新型的一些实施例，所述出水循环系统包括溢流槽、出水管、回流管、回流泵和排空阀；所述溢流槽连接于所述铁碳微电解反应罐的上部，所述溢流槽上分别设有出水管与回流管，所述出水管可将废水排入后续处理单元处理，所述回流管上设有回流泵且与所述进水系统连接，可将废水泵回至反应罐内循环处理。
进一步地，所述出水管和回流管上分别设有阀门。通过出水管和回流管阀门的调节可以控制处理后废水出水或继续进行反应；在出水口处收集废水进行检测，若指标合格即可关闭回流管阀门并打开出水口阀门进行放水，若指标不合格即可关闭出水口阀门并打开回流管阀门进行再次回流处理。
根据本实用新型的一些实施例，所述铁碳微电解反应罐的底部还设有排空阀。
在具体实施过程中，首先将有机废水调节ph值后，经进水泵泵入到铁碳微电解反应罐内，进行有毒有害物质的预处理，同时，反应罐外部的微纳米气泡发生器将臭氧发生器产生的臭氧，打散成50微米和数十纳米之间的微小气泡输送到铁碳微电解反应罐内，取代传统铁碳微电解反应中的常规曝气工艺，以达到强化铁碳微电解反应的目的。废水在反应罐内经过铁碳微电解反应和微纳米臭氧气泡的同时强化反应后，达到后续生化处理的要求后经过溢流槽排出管排出或经过回流管回流至反应罐内继续处理，直到保证出水满足生化处理的要求，达到预处理的作用。
本实用新型的铁碳微电解废水预处理装置具有以下有益效果：
1、微纳米臭氧气泡取代传统曝气工艺和臭氧工艺，能使臭氧在水体中的停留时间延长，强化了臭氧产生羟基自由基(·oh)的效率，从而提高了臭氧的利用率与废水处理效率，实现了降低运行成本的目标。
2、铁碳填料在长期运行时，由于微纳米臭氧气泡的存在，铁氧化物会随着水体中大量的微纳米气泡带离填料表面，不会堆积使填料钝化失活，从而大大延长了铁碳填料的使用寿命。
3、与传统有机废水预处理装置相比，该装置工艺简单、操作便捷、运行维护成本低、对难降解多环、杂环类等有毒有害物质处理更加高效。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
图1为本实用新型实施例中的铁碳微电解废水预处理装置的结构示意图；
标号说明：
1、进水管；2、进水泵；3、管道混合器；4、浓硫酸自动投加装置；5、ph在线检测仪；6、微纳米气泡发生器；7、换料口；8、铁碳填料层；9、曝气管道；10、格栅填料承托架；11、溢流槽；12、出水管；13、回流管；14、回流泵；15、排空阀；16、铁碳微电解反应罐。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本实用新型最关键的构思在于：提供一种强化的铁碳微电解废水预处理装置，适用于有机废水的铁碳微电解处理。
请参照图1，图1为一种强化铁碳微电解废水处理预装置，它包括进水泵2、进水管1、浓硫酸自动投加装置4、管道混合器3、ph在线检测仪5、铁碳微电解反应罐16、换料口7、活动式铁碳填料层8、微纳米气泡发生器6、曝气管道9、格栅填料承托架10、溢流槽11、出水管12、回流管13、回流泵14、排空阀15。所述的进水管将废水通过进水泵泵入至铁碳微电解反应罐中，在进水泵与铁碳微电解反应池之间的出水管上依次设有管道混合器、浓硫酸自动投加装置、ph在线检测仪。
所述的铁碳微电解反应罐，其特征在于：所述铁碳微电解反应罐内依次设有四个独立的活动铁碳填料模块、格栅填料承托架、两根与微纳米气泡发生器相连的曝气管道，反应装置外部分别设有四个与铁碳填料层相对应的换料口，反应装置上部设有溢流槽，底部设有排空阀。设置独立的铁碳填料层对铁碳微电解反应区域进行分隔，并使用多条臭氧微纳米曝气管道加持作用，能够有效增加废水与铁碳填料的接触面积，从而使得铁碳微电解的反应更加充分。分隔成四区域既能够提高反应效率，又不会增加经济成本、人工换料工作量和难度；每个填料区域所对应的罐体外部均设有换料口，且铁碳填料层为活动式，方便操作人员的换料。
所述的微纳米气泡发生器，其特征在于：所述微纳米气泡发生器进气端与臭氧发生器相连，出气端与铁碳微电解内曝气管道相连，可将臭氧打散成50微米和数十纳米之间的微小气泡输送到铁碳微电解反应罐内进行反应。
所述溢流槽，其特征在于：所述溢流槽上设有出水管与回流管，出水管可将废水排入后续处理单元处理，回流管上设有阀门与回流泵，可将废水泵回至反应罐内循环处理。
在具体实施过程中，首先将有机废水由浓硫酸自动投加装置4、管道混合器3和ph在线检测仪5调节ph值后，经进水泵1泵入到铁碳微电解反应罐16内，进行有毒有害物质的预处理，同时，反应罐外部的微纳米气泡发生器6将臭氧发生器产生的臭氧，打散成50微米和数十纳米之间的微小气泡经过曝气管道9输送到铁碳微电解反应罐内，取代传统铁碳微电解反应中的常规曝气工艺，以达到强化铁碳微电解反应的目的。废水在反应罐内经过铁碳微电解反应和微纳米臭氧气泡的同时强化反应后，达到后续生化处理的要求后经过溢流槽11上的出水管12排出或经过回流管13回流至反应罐内继续处理，直到保证出水满足生化处理的要求，达到预处理的作用。
综上所述，本发明的铁碳微电解废水预处理装置具有以下优点：
1、铁碳微电解反应罐内铁碳填料层分成四个独立的区域，每两个区域处在同一水平层面上，每一层底部都设置有格栅承托架和曝气管道，此结构能有效的增加废水与铁碳填料的接触面积，极大的强化了铁碳微电解的反应效率。同时，每个填料区域所对应的罐体外部均设有换料口，且铁碳填料层为活动式，方便操作人员的换料。
2、微纳米臭氧气泡取代传统曝气工艺和臭氧工艺，能使臭氧在水体中的停留时间延长，强化了臭氧产生羟基自由基(·oh)的效率，从而提高了臭氧的利用率与废水处理效率，实现了降低运行成本的目标。
3、铁碳填料在长期运行时，由于微纳米臭氧气泡的存在，铁氧化物会随着水体中大量的微纳米气泡带离填料表面，不会堆积使填料钝化失活，从而大大延长了铁碳填料的使用寿命。
4、与传统有机废水预处理装置相比，该装置工艺简单、操作便捷、运行维护成本低、对难降解多环、杂环类等有毒有害物质处理更加高效。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
1.一种铁碳微电解废水预处理装置，其特征在于，包括进水系统、铁碳微电解反应罐、微纳米气泡发生器和出水循环系统；其中，所述进水系统和出水循环系统分别与所述铁碳微电解反应罐连接；所述铁碳微电解反应罐上安装有曝气管道，所述微纳米气泡发生器与所述铁碳微电解反应罐通过曝气管道连接。
2.根据权利要求1所述的铁碳微电解废水预处理装置，其特征在于，所述铁碳微电解反应罐内设有铁碳填料层，所述铁碳填料层包含至少四个独立的活动铁碳填料模块，每两个活动铁碳填料模块组成一个单元，每个单元底部分别设置有曝气管道；所述曝气管道上设有若干个曝气口，每个所述活动铁碳填料模块下方设有至少一个曝气口。
3.根据权利要求2所述的铁碳微电解废水预处理装置，其特征在于，所述铁碳微电解反应罐的外部还设有换料口，所述换料口的个数与所述活动铁碳填料模块的个数相等。
4.根据权利要求2所述的铁碳微电解废水预处理装置，其特征在于，所述铁碳微电解反应罐内还设有格栅填料承托架，所述活动铁碳填料模块置于所述格栅填料承托架上。
5.根据权利要求1所述的铁碳微电解废水预处理装置，其特征在于，所述微纳米气泡发生器的进气端与臭氧发生器相连，其出气端与铁碳微电解内曝气管道相连，用于将臭氧打散成50微米至数十纳米之间的气泡输送到铁碳微电解反应罐内进行反应。
6.根据权利要求1所述的铁碳微电解废水预处理装置，其特征在于，所述进水系统包括进水泵、进水管、浓硫酸自动投加装置、管道混合器和ph在线检测仪；所述进水泵通过进水管与所述铁碳微电解反应罐连接，所述进水管上依次设有管道混合器、浓硫酸自动投加装置和ph在线检测仪。
7.根据权利要求1所述的铁碳微电解废水预处理装置，其特征在于，所述出水循环系统包括溢流槽、出水管、回流管、回流泵和排空阀；所述溢流槽连接于所述铁碳微电解反应罐的上部，所述溢流槽上分别设有出水管与回流管，所述回流管上设有回流泵且与所述进水系统连接。
8.根据权利要求7所述的铁碳微电解废水预处理装置，其特征在于，所述出水管和回流管上分别设有阀门。
9.根据权利要求1所述的铁碳微电解废水预处理装置，其特征在于，所述铁碳微电解反应罐的底部还设有排空阀。
技术总结