一种环保应急事故中有机污染废水处理系统及其方法

摘要

一种环保应急事故中有机污染废水处理系统，包括密封箱体、阳极以及微孔曝气装置，密封箱体内置电池与气泵，气泵通过曝气管连接微孔曝气装置，微孔曝气装置的侧壁为阴极，阴极上有微孔，密封箱体连接极板架支撑板，极板架支撑板下方设极板架左侧板与极板架右侧板，极板架左侧板与极板架右侧板的内侧壁上均设有若干个卡槽，极板架左侧板上的卡槽与极板右侧架板上的卡槽一一对应，阳极与微孔曝气装置上均设有与卡槽匹配的卡接件，阳极为铁质阳极。基于该系统的环保应急事故中有机污染废水处理方法，先计算单个电极的处理能力，再计算所需电极数，然后处理废水，它实现突发环境事故中泄露产生有机废水和不便进污水处理厂(站)的有机废水快速处理。

权利要求

1.一种环保应急事故中有机污染废水处理系统，其特征是，包括密封箱体、阳极以及微孔曝气装置，所述密封箱体内置电池与气泵，所述气泵通过导气管连接微孔曝气装置，所述微孔曝气装置的侧壁为阴极，所述阴极为微孔钛板或微孔石墨或带有微孔的不锈钢，所述密封箱体固定连接极板架支撑板，所述极板架支撑板下方设有固定连接极板架左侧板与极板架右侧板，所述极板架支撑板、极板架左侧板与极板架右侧板组成极板架，所述极板架左侧板与极板架右侧板的内侧壁上均设有若干个卡槽，所述极板架左侧板上的卡槽与极板右侧架板上的卡槽一一对应，所述阳极与微孔曝气装置上均设有与卡槽匹配的卡接件，所述阳极为铁质阳极。

2.根据权利要求1所述的一种环保应急事故中有机污染废水处理系统，其特征是，所述的极板架左侧板与极板架右侧板的外侧壁上均设有浮筒。

3.根据权利要求1或2所述的一种环保应急事故中有机污染废水处理系统，其特征是，所述卡槽与卡接件上设有电源触点，电源触点连接极板与电池。

4.根据权利要求3所述的一种环保应急事故中有机污染废水处理系统，其特征是，所述电池能够外接市电供电系统与太阳能发电板。

5.一种环保应急事故中有机污染废水处理系统，其特征是，包括密封箱体、阳极以及微孔曝气装置，所述密封箱体内置电池与气泵，所述气泵通过导气管连接微孔曝气装置，所述微孔曝气装置的侧壁为阴极，所述阴极为微孔钛板或微孔石墨或带有微孔的不锈钢，所述密 封箱体固定连接极板架支撑板，所述极板架支撑板下方设有固定连接极板架左侧板与极板架右侧板，所述极板架支撑板、极板架左侧板与极板架右侧板组成极板架，所述极板架左侧板与极板架右侧板的内侧壁上均设有若干个卡槽，所述极板架左侧板上的卡槽与极板右侧架板上的卡槽一一对应，所述阳极与微孔曝气装置上均设有与卡槽匹配的卡接件，所述阳极为不锈钢或者石墨阳极，所述密封箱体内还设有电解液管体，所述电解液管体内盛放含有亚铁离子的电解液，所述电解液管体底端设有流量计。

6.根据权利要求5所述的一种环保应急事故中有机污染废水处理系统，其特征是，所述的极板架左侧板与极板架右侧板的外侧壁上均设有浮筒。

7.根据权利要求5或6所述的一种环保应急事故中有机污染废水处理系统，其特征是，所述卡槽与卡接件上设有电源触点，电源触点连接极板与电池。

8.根据权利要求7所述的一种环保应急事故中有机污染废水处理系统，其特征是，所述电池能够外接市电供电系统与太阳能发电板。

9.一种利用权利要求1-8中任意一项所述处理系统的环保应急事故中有机污染废水处理方法，其特征是，包括以下步骤：

1)、评估单位时间内需要处理的有机污染废水量M；

2)、根据单位时间内单个电解电极装置能够处理的有机污染废水量m，计算需要的电解电极装置总数n，

3)、将n个阳极与n个微孔曝气装置插入极板架，阳极与微孔曝 气装置相邻插入极板架；当一个极板架即便所有卡槽均卡接极板时仍不能满足处理要求，须将多个极板架通过挂钩连接起来；

4)、将带有阳极与微孔曝气装置的极板架置于所需处理的污水中，直至有机污染废水达到合格标准。

说明书

一种环保应急事故中有机污染废水处理系统及其方法

技术领域

[0001] 本发明涉及有机污水处理领域，尤其涉及环保应急事故中有机污染废水处理系统及其方法。

背景技术

[0002] 随着化学工业的发展，大量的有机化合物通过车辆、管线进行流转和输送，在流转和输送过程中出现泄露事故，或者由于非法排放、农业污染等带来的有机物对地表水的污染，受污染的水体地址偏远难以进入污水处理厂(站)处理，公共交通(飞机、车、船)、不能进入城市管网的厕所废水的处理。受污染的有机废水积存于坑塘、近水岸边，大大影响了水环境质量，改变了水体功能，影响居民饮用水安全，对农业、工业、养殖业造成巨大损失。近几年农村水环境污染，近水岸污染问题特别突出，该部分水体不能进入污水处理厂(站)处理，对居民生活造成不良的影响。传统的有机废水污水处理厂(站)，采用物化、生物氧化法相结合的方式去除有机物，需要固定的、较大体积的池、沟等构筑物，需要提升泵、风机、搅拌机等设备，还需要添加絮凝剂等化学药品，占地面积大，不可移动，一次性投资大，生化系统培养时间较长，无法实现应急处理。

[0003] 对于突发环境事故中的泄露有机废水以及地址偏远受有机物污染的水体、近海岸污染水域的治理，现有的有机废水处理厂中的固定设备显然是没有办法处理的。

发明内容

[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提出一种环保应急事故中有机污染废水处理系统，它能够实现对突发环境事故中的泄露产生的有机废水和不便进污水处理厂(站)的有机废水快速处理，尽量降低其生态危害。

[0005] 为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

[0006] 一种环保应急事故中有机污染废水处理系统，包括密封箱体、阳极以及微孔曝气装置，所述密封箱体内置电池与气泵，所述气泵通过曝气管连接微孔曝气装置，所述微孔曝气装置的侧壁为阴极，所述阴极为微孔钛板或微孔石墨或带有微孔的不锈钢，所述密封箱体固定连接极板架支撑板，所述极板架支撑板下方设有固定连接极板架左侧板与极板架右侧板，所述极板架支撑板、极板架左侧板与极板架右侧板组成极板架，所述极板架左侧板与极板架右侧板的内侧壁上均设有若干个卡槽，所述极板架左侧板上的卡槽与极板右侧架板上的卡槽一一对应，所述阳极与微孔曝气装置上均设有与卡槽匹配的卡接件，所述阳极为铁质阳极。

[0007] 所述的极板架左侧板与极板架右侧板的外侧壁上均设有浮筒。

[0008] 所述卡槽与卡接件上设有电源触点，电源触点连接极板与电池。

[0009] 所述电池能够外接市电供电系统与太阳能发电板。

[0010] 一种环保应急事故中有机污染废水处理系统，包括密封箱体、阳极以及微孔曝气装置，所述密封箱体内置电池与气泵，所述气泵通过曝气管连接微孔曝气装置，所述微孔曝气装置的侧壁为阴极，所述阴 极为微孔钛板或微孔石墨或带有微孔的不锈钢，所述密封箱体固定连接极板架支撑板，所述极板架支撑板下方设有固定连接极板架左侧板与极板架右侧板，所述极板架支撑板、极板架左侧板与极板架右侧板组成极板架，所述极板架左侧板与极板架右侧板的内侧壁上均设有若干个卡槽4，所述极板架左侧板上的卡槽与极板右侧架板上的卡槽一一对应，所述阳极与微孔曝气装置上均设有与卡槽匹配的卡接件，所述阳极为不锈钢或者石墨阳极，所述密封箱体内还设有电解液管体，所述电解液管体内盛放含有亚铁离子的电解液，所述电解液管体底端设有流量计。

[0011] 所述的极板架左侧板与极板架右侧板的外侧壁上均设有浮筒。

[0012] 所述卡槽与卡接件上设有电源触点，电源触点连接极板与电池。

[0013] 所述电池能够外接市电供电系统与太阳能发电板。

[0014] 一种环保应急事故中有机污染废水处理方法，包括以下步骤：

[0015] 1)、评估单位时间需要处理的有机污染废水量M；

[0016] 2)、根据单个电解电极装置单位时间能够处理的有机污染废水量m，计算需要的电解电极装置总数n，

[0017] 3)、将n个阳极与n个微孔曝气装置插入极板架，阳极与微孔曝气装置相邻插入极板架；当一个极板架即便所有卡槽均卡接极板时仍不能满足处理要求，须将多个极板架通过挂钩连接起来；

[0018] 4)、将带有阳极与微孔曝气装置的极板架置于所需处理的污水中，直至有机污染废水达到合格标准。

[0019] 本发明的有益效果是：

[0020] 1、本发明的环保应急事故处理有机物污染废水的方法及设备系统，处理过程中不产生二次污染，有利于生态恢复，从而迅速减轻有机废水对饮用水安全、水产养殖和生态环境的影响；

[0021] 2、本发明的环保应急事故处理有机物污染废水的方法及设备系统中本装置为集成装置，通过测试获得单个装置去除有机物的能力，根据被处理水体的有机物含量和水量的多少决定采用多少单个装置组成矩阵式处理。

[0022] 3、本发明的环保应急事故处理有机物污染废水的方法及设备系统仅采用电力或附加少量Fe2+,处理不同的有机物全能方案。无二次污染，铁元素对环境影响较小；耗电量较小，可采用车载电源或小型发电机。对大型水体长时间净化处理时，可以采用太阳能板供电。

[0023] 4、本发明的环保应急事故处理有机物污染废水的方法及设备系统操作简单，移动迅速，能应对所有的挥发性有机物无害化处理，达到迅速、高效、快捷的应急反应目的，该设备系统对改善和净化受有机物污染的水体据有重要作用，也可用来改善水体沿岸、湿地生态系统的水质，利用来进行生态恢复。

[0024] 5、本发明的环保应急事故处理有机物污染废水的方法及设备系统操作简单，不仅对有机物具有氧化分解、矿化作用；由于(·OH)羟基自由基和O3的强氧化性，同时也对水体中的病菌、病毒、病原微生物具有杀灭作用，达到消毒的效果。可用于饮用水、游泳池、水产养殖场的水体消毒。

附图说明

[0025] 图1本发明示意图；

[0026] 图2阴极示意图；

[0027] 图3阳极示意图；

[0028] 图4密封箱体局部剖视图。

[0029] 其中，1密封箱体；2极板架左侧板；3极板架右侧板；4卡槽；5浮筒；6阴极；8阳极；9极板架支撑板；10卡接件；11电解液管体；12流量计；13气泵。

具体实施方式

[0030] 为了更好的了解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步说明。

[0031] 如图1所示，一种环保应急事故中有机污染废水处理系统，包括密封箱体1，密封箱体1中置有电池与气泵13，密封箱体1固定连接极板架支撑板9，极板架支撑板9下方固定连接极板架左侧板2与极板架右侧板3，极板架支撑板9、极板架左侧板2与极板架右侧板3组成极板架，极板架左侧板2与极板架右侧板3的内侧壁上均设有若干个卡槽4，极板架左侧板2上的卡槽4与极板右侧架板3上的卡槽4一一对应。阳极8与微孔曝气装置上均设有与卡槽匹配的卡接件10。

[0032] 如图2与图3所示，环保应急事故中有机污染废水处理系统还包括阳极8与微孔曝气装置，微孔曝气装置包括气室7，气室7通过曝气管连接气泵13，曝气管内置回水阀，回水阀可以有效防止水倒灌。

[0033] 气室7是由六面围合而成的矩形腔室，其上下两个表面为微孔钛板6，其余面为不透气的高塑材料平面，微孔钛板的孔径为 130-150um，微孔钛板为阴极，气体通过微孔钛板溢出。

[0034] 气室7也可以为带有微孔的不锈钢平面或者圆柱曲面围合而成，孔径为130-150um，气体通过不锈钢平面或者曲面溢出。

[0035] 阳极8为铁质阳极。

[0036] 如图4所示，阳极8也可以为不锈钢或者石墨阳极，此时，密封箱体里面还需要置有电解液管体11，电解液管体11底端连接流量计12，电解液管体11底端还设有管道，电解液管体用于盛放电解液，电解液为含有亚铁离子的电解液，一般为硫酸亚铁电解液，电解液可以通过管道经流量计控制流出密封箱体。

[0037] 极板架左侧板2与极板架右侧板3外侧壁上还设有浮筒，浮筒为中空的筒体，在整个系统使用时，保证密封箱体浮在水面上。

[0038] 电池与极板之间可以通过导线直接连接也可以通过电源触点连接，电源触点设在卡槽与卡接件上。

[0039] 电池能够外接市电供电系统与太阳能发电板。

[0040] 极板左侧板与极板右侧板外侧壁上还设有卡扣，当所需要处理的有机污染废水较多时，可以将多个废水处理系统通过卡扣连接形成矩阵。

[0041] 一种环保应急事故中有机污染废水处理方法，包括以下步骤：

[0042] 1)、评估单位时间需要处理的有机污染废水量M；

[0043] 2)、根据单个电解电极装置单位时间能够处理的有机污染废水量m，计算需要的电解电极装置总数n，

[0044] 3)、将n个阳极与n个微孔曝气装置插入极板架，阳极与微孔曝 气装置相邻插入极板架；当一个极板架即便所有卡槽均卡接极板时仍不能满足处理要求，须将多个极板架通过挂钩连接起来；即一个极板架上所有的卡槽均被阳极与曝气装置相间插满都不能满足处理需求的情况下，增加极板架直至满足需求；

[0045] 4)、将带有阳极与微孔曝气装置的极板架置于所需处理的污水中，直至有机污染废水达到合格标准。

[0046] 本发明的工作原理为：通过采用电芬顿装置将水中有机物氧化成二氧化碳和水，无二次污染，反应迅速，仅采用电力或附加少量Fe2+,原料方便易得，操作方便，可无人值守，是有机废水处理的革命。

[0047] 环保应急事故电芬顿(Electro-Fenton)装置是利用电化学法产生(或外加)Fe2+和H2O2，新生(或外加)的Fe2+和H2O2立即作用产生(·OH)羟基自由基，为Fenton试剂提供持续来源，再利用Fenton试剂的强氧化性，使有机物得到降解，最终氧化成二氧化碳和水，阴极同时产生O3，对有机物也具有氧化作用。由于(·OH)羟基自由基和O3的强氧化性，同时也对水体中的病菌、病毒、病原微生物具有杀灭作用，达到消毒的效果。

[0048] 阴极采用不锈钢板或石墨等耐腐蚀材料，曝气装置通入微小的空气气泡，空气中的O2，会在阴极产生双氧水(H2O2)、臭氧(O3)，防止阴极产生的双氧水(H2O2)、臭氧(O3)等氧化剂腐蚀，阳极为铁板(牺牲阳极)，会不断电解消耗生成Fe2+。曝气装置产生上升气泡带动水流沿两极板间上升，阴极产生双氧水(H2O2)与阳极产生的Fe2+发生芬顿反应，产生具有强氧化性的(·OH)羟基自由基，使有机物得到降 解，最终氧化成二氧化碳和水。将曝气装置与阴极结合在一起，能够使空气中的氧气与阴极更好的融合，产生双氧水。

[0049] 阴极、阳极均采用不锈钢板或石墨等耐腐蚀材料，曝气装置通入微小的空气气泡，空气中的O2，会在阴极产生双氧水(H2O2)、臭氧(O3)，防止阴极产生的双氧水(H2O2)、臭氧(O3)等氧化剂腐蚀，通过计算双氧水(H2O2)的产生量按比例加入Fe2+,曝气装置产生上升气泡带动水流、Fe2+沿两极板间上升，通过混合，阴极产生双氧水(H2O2)与外加的Fe2+发生芬顿反应，产生具有强氧化性的(·OH)羟基自由基，使有机物得到降解，最总氧化成二氧化碳和水。该方案不牺牲阳极，减少极板更换的困难，但是需要定量加入Fe2+。

[0050] 上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。