申请日.11.22
公开(公告)日.03.24
IPC分类号C02F3/00; C02F3/28; C02F3/34
摘要
一种升流式电催化水解酸化反应器，属于污水处理设备领域。包括反应器主体;所述反应器主体内部由下至上分别设为环流反应区、交叉填料区、清水区、电催化反应装置和出水槽;布水主管从反应器主体的底部伸入并与出水槽上方的布水器相连，布水器与布水支管一端相连，布水支管另一端延伸至环流反应区的下方并与环流反应区底面的布水头相连。本发明能够使废水中有机物降解比率增加，提升COD去除率和可生化降解率，节省了占地面积和运行费用。
权利要求书
1.一种升流式电催化水解酸化反应器，其特征在于，包括反应器主体(33);所述反应器主体(33)内部由下至上分别设为环流反应区、交叉填料区(14)、清水区、电催化反应装置和出水槽(26);布水主管(2)从反应器主体(33)的底部伸入并与出水槽(26)上方的布水器(3)相连，布水器(3)与布水支管(4)一端相连，布水支管(4)另一端延伸至环流反应区的下方并与环流反应区底面的布水头(1)相连;环流反应区中部设有循环室(9)，循环室(9)顶部设有循环喷水口(36)，位于循环室(9)内的布水主管(2)设有出水管(5);交叉填料区(14)包括两个填料固定网(15)，两个填料固定网(15)之间放置填料(42);电催化反应装置包括阴极(22)、阳极(20)和夹在阴极(22)与阳极(20)之间的参比电极(19)，阴极(22)和阳极(20)通过外电路相连;出水槽(26)一侧设有出水口(25)。
2.根据权利要求1所述的一种升流式电催化水解酸化反应器，其特征在于，所述反应器主体(33)底部设有支脚(39)，支脚(39)放在承重板(38)上，支脚(39)和承重板(38)之间设有垫板(40)，垫板(40)设有固定孔(41)。
3.根据权利要求1所述的一种升流式电催化水解酸化反应器，其特征在于，所述循环室(9)侧壁设有固定旋钮(6)，固定支架(8)一端通过固定螺丝(7)与反应器主体(33)的侧壁相连，固定支架(8)另一端与固定旋钮(6)相连，循环喷水口(36)分布为三排，两侧每排设有7个循环喷水口(36)，中间一排设有6个循环喷水口(36)。
4.根据权利要求1所述的一种升流式电催化水解酸化反应器，其特征在于，所述填料固定网(15)通过固定栓(13)与反应器主体(33)的侧壁相连，填料(42)多层叠加在位于下方的填料固定网(15)上，位于上方的填料固定网(15)的边缘上设有固定钢板(16)，填料(42)包括由环氧玻璃钢制成的底板和网格状凸起。
5.根据权利要求1所述的一种升流式电催化水解酸化反应器，其特征在于，所述阴极(22)和阳极(20)结构相同，阳极(20)包括两个电极固定网、石墨颗粒和碳刷(21)，电极固定网通过固定栓(13)与反应器主体(33)的侧壁相连，两个电极固定网之间填充石墨颗粒和碳刷(21)，分别贯穿阴极(22)和阳极(20)的两个碳棒通过外电路相连;阳极(20)的顶面和阴极(22)的底面均设有质子交换膜。
6.根据权利要求1所述的一种升流式电催化水解酸化反应器，其特征在于，所述外电路包括电脑(30)、数据记录仪(24)和外接电源(23)，外接电源(23)一端通过线路与阴极(22)的碳棒相连，外接电源(23)另一端通过线路与阳极(20)的碳棒相连，外接电源(23)还与电脑(30)相连，数据记录仪(24)还与参比电极(19)、阴极(22)和阳极(20)相连。
7.根据权利要求1所述的一种升流式电催化水解酸化反应器，其特征在于，所述布水主管(2)通过提升泵(32)与进水箱(31)相连;环流反应区底部设有排泥管(10)，排泥管(10)一端伸出反应器主体(33)与污泥泵(11)相连，位于反应器主体(33)外的排泥管(10)一端上设有取泥口(37);出水口(25)与出水池(35)相连。
8.根据权利要求7所述的一种升流式电催化水解酸化反应器，其特征在于，所述清水区的反应器主体(33)侧壁设有pH/ORP传感器(17)和温度传感器(18)，pH/ORP传感器(17)和温度传感器(18)与PLC控制柜(34)相连，PLC控制柜(34)还与出水口(25)的阀门、污泥泵(11)、布水器(3)、提升泵(32)、液位传感器A(27)和液位传感器B(28)相连，液位传感器A(27)与提升泵(32)和布水主管(2)之间的管路连通，液位传感器B(28)与出水口(25)连通，用于接连提升泵(32)和PLC控制柜(34)的线路与用于连接提升泵(32)和布水主管(2)的管路之间设有流量计(29)。
9.根据权利要求1所述的一种升流式电催化水解酸化反应器，其特征在于，所述反应器主体(33)的侧壁设有多个取水口(12)，多个取水口(12)分别连通环流反应区、清水区、阴极(22)和阳极(20)。
10.根据权利要求1所述的一种升流式电催化水解酸化反应器，其特征在于，所述环流反应区底面的布水头(1)分布在三个虚拟的圆上，三个虚拟的圆与环流反应区底面中心同心，三个虚拟的圆分别为直径递增的第一圆、第二圆和第三圆，第一圆和第二圆的间距与第二圆和第三圆的间距相同，第一圆上设有夹角为90度的4个布水头(1)，第二圆上设有夹角为90度的4个布水头(1)，第三圆上设有夹角为30度的12个布水头(1)。
说明书
一种升流式电催化水解酸化反应器
技术领域
本发明涉及污水处理设备领域，尤其涉及一种升流式电催化水解酸化反应器。
背景技术
近年来随着世界的发展、人类的进步，制药、化工、农药、印刷等技术越来越成熟，但是随之产生的废水污染也越来越严重，水解酸化处理作为一种污水预处理工艺，主要用于去除进水污水中的悬浮物和提高污水的可生化性，以减小后续生化处理工艺的负荷。
水解酸化处理工艺主要是通过污泥与污水的快速均匀混合，从而将进水中的颗粒物质与胶体物质迅速截留和吸附，由于污泥内含有高浓度的兼性微生物，在池内缺氧条件下被截留下来的有机物质在大量水解产酸菌作用下，将不溶性有机物水解为溶解性物质，将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质。
在专利号为CN10010903.1的中国发明专利中公开了“水解酸化反应池/器和水解酸化工艺”，该水解酸化反应池/器为由三个单元格串联组成的一体化结构，三个单元格按照串联次序依次为第一单元格、第二单元格、第三单元格，相邻的单元格之间共用隔墙，每个隔墙的底部均设有导流孔，使相邻的单元格连通，每个单元格内均设有液流搅拌器，上部设有进水井，水解酸化反应池/器的上方设有进水管，进水管上设有三个进水阀/闸门，分别用于对应单元格的注水，第一单元格和第三单元格的上部还设有配水/出水渠、出水堰、出水井和出水管，下部设有集泥井以及带有排泥阀的排泥管，配水/出水渠与对应的进水井和出水井连通，出水堰设置在配水/出水渠的一侧;该发明的工艺结合水解酸化反应池/器，交替改变进水点，能相应改善系统各段的污泥负荷，利于污泥留存，进而改善污泥的沉降性，但其存在以下不足之处：
①反应装置处理方式较传统，运行太过复杂;
②反应器有三个单元格，还需建一个集泥井，占地面积过大，所需经费过多;
在专利号为CN21718067.4的中国发明专利中公开了“一种水解酸化反应器”，该装置包括反应池和池盖，且池盖嵌套设置在反应池顶部，池盖的顶部分别设有进水管和排气管，反应池的一侧设有出水管，进水管的直径略大于排气管的直径，出水管和进水管的直径相同，且进水管贯穿池盖，出水管与反应池连通，反应池的内部分别形成沉积室和水解酸化池，沉积室的侧壁设有隔板，沉积室和水解酸化池之间的连接处设有通孔，且通孔贯穿隔板，具有利用微生物进行酸化处理的能力，污水的过滤处理效果好且能够第一时间将化学气体进行排出收集，但其也存在以下缺点：
①反应装置简单，处理方式单一，难以保证对有机废水的高去除率;
②反应器中还需再建一个沉积室，耗资且占地面积过大;
针对以上问题，需要一种新的水解酸化反应器。
发明内容
为解决现有水解酸化反应器效率低且耗资及占地面积大的问题，本发明提供了一种升流式电催化水解酸化反应器。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种升流式电催化水解酸化反应器，包括反应器主体;所述反应器主体内部由下至上分别设为环流反应区、交叉填料区、清水区、电催化反应装置和出水槽;布水主管从反应器主体的底部伸入并与出水槽上方的布水器相连，布水器与布水支管一端相连，布水支管另一端延伸至环流反应区的下方并与环流反应区底面的布水头相连;环流反应区中部设有循环室，循环室顶部设有循环喷水口，位于循环室内的布水主管设有出水管;交叉填料区包括两个填料固定网，两个填料固定网之间放置填料;电催化反应装置包括阴极、阳极和夹在阴极与阳极之间的参比电极，阴极和阳极通过外电路相连;出水槽一侧设有出水口。
进一步的，所述反应器主体底部设有支脚，支脚放在承重板上，支脚和承重板之间设有垫板，垫板设有固定孔。
进一步的，所述循环室侧壁设有固定旋钮，固定支架一端通过固定螺丝与反应器主体的侧壁相连，固定支架另一端与固定旋钮相连，循环喷水口分布为三排，两侧每排设有7个循环喷水口，中间一排设有6个循环喷水口。
进一步的，所述填料固定网通过固定栓与反应器主体的侧壁相连，填料多层叠加在位于下方的填料固定网上，位于上方的填料固定网的边缘上设有固定钢板，填料包括由环氧玻璃钢制成的底板和网格状凸起。
进一步的，所述阴极和阳极结构相同，阳极包括两个电极固定网、石墨颗粒和碳刷，电极固定网通过固定栓与反应器主体的侧壁相连，两个电极固定网之间填充石墨颗粒和碳刷，分别贯穿阴极和阳极的两个碳棒通过外电路相连;阳极的顶面和阴极的底面均设有质子交换膜。
进一步的，所述外电路包括电脑、数据记录仪和外接电源，外接电源一端通过线路与阴极的碳棒相连，外接电源另一端通过线路与阳极的碳棒相连，外接电源还与电脑相连，数据记录仪还与参比电极、阴极和阳极相连。
进一步的，所述布水主管通过提升泵与进水箱相连;环流反应区底部设有排泥管，排泥管一端伸出反应器主体与污泥泵相连，位于反应器主体外的排泥管一端上设有取泥口;出水口与出水池相连。
进一步的，所述清水区的反应器主体侧壁设有pH/ORP传感器和温度传感器，pH/ORP传感器和温度传感器与PLC控制柜相连，PLC控制柜还与出水口的阀门、污泥泵、布水器、提升泵、液位传感器A和液位传感器B相连，液位传感器A与提升泵和布水主管之间的管路连通，液位传感器B与出水口连通，用于接连提升泵和PLC控制柜的线路与用于连接提升泵和布水主管的管路之间设有流量计。
进一步的，所述反应器主体的侧壁设有多个取水口，多个取水口分别连通环流反应区、清水区、阴极和阳极。
进一步的，所述环流反应区底面的布水头分布在三个虚拟的圆上，三个虚拟的圆与环流反应区底面中心同心，三个虚拟的圆分别为直径递增的第一圆、第二圆和第三圆，第一圆和第二圆的间距与第二圆和第三圆的间距相同，第一圆上设有夹角为90度的4个布水头，第二圆上设有夹角为90度的4个布水头，第三圆上设有夹角为30度的12个布水头。
本发明的有益效果是：布水系统能较好的实现污泥与废水充分混匀，处理效率高;交叉填料区14能有效降低出水中有机物的含量，电催化反应装置通过对水中污染物的去除和转化使水资源回收再利用，使得本发明能够使废水中有机物降解比率增加，提升COD去除率和可生化降解率，节省了占地面积和运行费用。(发明人呼冬雪;张陆凤;陈兆波;崔玉波;葛辉;吴盼;冉春秋;邹学军;刘文玉;闵鸿超;赵元一;罗孔彦)
