本技術(shù)屬于污水處理領(lǐng)域，具體的說，涉及一種基于高鐵酸鹽氧化技術(shù)的污水處理裝置。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著個人護(hù)理品、抗生素等藥品的廣泛使用，使大量人工合成化學(xué)物被釋放到水體環(huán)境中，其環(huán)境行為、毒理效應(yīng)及控制處理已成為醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、毒理學(xué)等領(lǐng)域研究熱點(diǎn)。由于傳統(tǒng)污水處理工藝對水中有機(jī)新興污染物處理效果有限，因此，開發(fā)快速有效而經(jīng)濟(jì)的處理方式成為了環(huán)境工程領(lǐng)域的重點(diǎn)課題。高鐵酸鹽(feo42-，fe(vi))是一種同時具有氧化、吸附、絮凝、殺菌、消毒等多種功能的綠色水處理劑，?fe(vi)的強(qiáng)氧化性使其可以去除水中多種不易降解的有機(jī)污染物，同時還具有殺菌、除藻功能，并且其還原產(chǎn)物新生態(tài)氫氧化鐵具有較強(qiáng)的絮凝和吸附作用。fe(vi)在氧化去除水中的新興有機(jī)污染物方面有比較突出的優(yōu)勢，很大一部分新興污染物的結(jié)構(gòu)中含有易被fe(vi)破壞的不飽和官能團(tuán)（酚羥基、芳胺基和c=c雙鍵），且這部分官能團(tuán)往往是這些有機(jī)物生物效應(yīng)的活性中心。但是fe(vi)自身的穩(wěn)定性及其氧化的選擇性導(dǎo)致其對有機(jī)污染物去除不完全。探索fe(vi)氧化污染物的反應(yīng)機(jī)制并對其氧化過程進(jìn)行強(qiáng)化是fe(vi)氧化技術(shù)的一個研究熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的強(qiáng)化方法如與臭氧、光催化聯(lián)用技術(shù)雖然在一定程度上可以強(qiáng)化fe(vi)的氧化效果，但是仍無法有效氧化對于fe(vi)本身難以氧化的有機(jī)污染物。研究表明中間價態(tài)fe(v)/fe(iv)氧化有機(jī)物的反應(yīng)速率常數(shù)要比fe(vi)高出2~6個數(shù)量級，而且fe(v)/fe(iv)可以降解fe(vi)所無法降解的污染物。因此，如果能在fe(vi)氧化有機(jī)污染物的過程中快速誘導(dǎo)fe(v)/fe(iv)的產(chǎn)生并有效利用fe(v)/fe(iv)來氧化去除水中的有機(jī)污染物，不僅可以大大提升fe(vi)氧化有機(jī)污染物的速率，而且有望降解fe(vi)難以氧化的有機(jī)污染物。

2、在均相體系中，加入還原劑將fe(ⅵ)轉(zhuǎn)化為高活性的fe(ⅳ)/fe(ⅴ)，活化劑濃度越高，產(chǎn)生fe(ⅳ)/fe(ⅴ)的速率越快，fe(ⅳ)/fe(ⅴ)的自分解越劇烈；但同時存在過量的還原劑會競爭消耗產(chǎn)生的fe(ⅳ)/fe(ⅴ)，從而降低活化效果，如h2o2活化fe(ⅵ)時，過量的h2o2會競爭消耗fe(ⅳ)/fe(ⅴ)。

3、因此開發(fā)出一種安全且能減緩fe(ⅵ)轉(zhuǎn)化為高活性的fe(ⅳ)/fe(ⅴ)速率，避免fe(ⅳ)/fe(ⅴ)劇烈自分解，實(shí)現(xiàn)fe(ⅳ)/fe(ⅴ)平穩(wěn)生成，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)污水中污染物的持續(xù)、穩(wěn)定氧化的技術(shù)很有必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服背景技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提供了一種基于高鐵酸鹽氧化技術(shù)的污水處理裝置，可實(shí)現(xiàn)具有還原性能的二氧化鈰以固態(tài)形式與高鐵酸鹽形成一個非均相體系，使fe(vi)逐漸被還原為fe(v)/fe(iv)，實(shí)現(xiàn)fe(ⅳ)/fe(ⅴ)平穩(wěn)生成，減緩fe(ⅳ)/fe(ⅴ)的自分解速率，提高fe(vi)的有效利用率，實(shí)現(xiàn)污水中新興有機(jī)污染物的持續(xù)有效去除，提高污水的凈化效率。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、所述的基于高鐵酸鹽氧化技術(shù)的污水處理裝置包括污水輸送泵、高鐵酸鉀儲槽、硼酸儲槽、高鐵酸鹽儲備槽和固定床反應(yīng)器；

4、所述高鐵酸鉀儲槽和硼酸儲槽分別通過管道與高鐵酸鹽儲備槽連通，且連通管道上分別設(shè)有流量計(jì)；

5、所述高鐵酸鹽儲備槽通過輸送泵和管道連接至固定床反應(yīng)器的下端，所述污水輸送泵通過管道連通至固定床反應(yīng)器的下端；

6、所述固定床反應(yīng)器內(nèi)裝填有二氧化鈰改性活性炭填料層；固定床反應(yīng)器的頂部設(shè)有出水管；

7、高鐵酸鹽儲備槽的輸送泵和污水輸送泵的出口管分別設(shè)有流量計(jì)。

8、作為優(yōu)選，所述二氧化鈰改性活性炭填料層設(shè)置在固定床反應(yīng)器的中部，固定床反應(yīng)器的兩端分別裝填有過濾填料層，所述二氧化鈰改性活性炭填料層和過濾填料層之間設(shè)有隔網(wǎng)。

9、作為優(yōu)選，所述的過濾填料層內(nèi)裝填玻璃珠和石英混合填料。

10、作為優(yōu)選，所述的固定床反應(yīng)器的下端設(shè)有緩沖腔，所述緩沖腔與填料層之間設(shè)有隔網(wǎng)。

11、作為優(yōu)選，所述的固定床反應(yīng)器的上端設(shè)有緩沖腔，所述緩沖腔與填料層之間設(shè)有隔網(wǎng)。

12、作為優(yōu)選，所述的硼酸儲槽的槽體材質(zhì)為避光材質(zhì)。

13、作為優(yōu)選，高鐵酸鹽儲備槽的輸送泵和污水輸送泵的出口管與固定床反應(yīng)器之間設(shè)有預(yù)混管；高鐵酸鹽儲備槽的輸送泵和污水輸送泵的出口管分別與預(yù)混管連通，預(yù)混管與固定床反應(yīng)器的底端連通。

14、本實(shí)用新型的有益效果：

15、本實(shí)用新型通過在固定床反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置二氧化鈰改性活性炭填料層，使具有還原性能的二氧化鈰以固態(tài)形式與高鐵酸鹽非均相接觸，使fe(vi)逐漸被還原為fe(v)/fe(iv)，實(shí)現(xiàn)fe(ⅳ)/fe(ⅴ)平穩(wěn)生成，減緩fe(ⅳ)/fe(ⅴ)的自分解速率，提高fe(vi)的有效利用率，實(shí)現(xiàn)污水中新興有機(jī)污染物的持續(xù)有效去除，提高污水的凈化效率。

16、本實(shí)用新型通過在二氧化鈰改性活性炭填料層的兩端分別設(shè)置過濾填料層，可對污水中固相雜質(zhì)有效過濾，避免或降低污水中固相物粘附在二氧化鈰改性活性炭上，降低固相物對有機(jī)物氧化脫出效率的影響。

17、本實(shí)用新型通過設(shè)置高鐵酸鉀儲槽和硼酸儲槽，可實(shí)現(xiàn)高鐵酸鉀-硼酸緩沖液的間歇配置，避免配置好的高鐵酸鹽儲備液的光分解。

18、本實(shí)用新型通過設(shè)置預(yù)混管，可使高鐵酸鹽與污水混合后再進(jìn)入固定床反應(yīng)器，使fe(vi)在污水中分散后再與二氧化鈰改性活性炭接觸，提高有機(jī)物氧化去除效率。

技術(shù)特征：

1.一種基于高鐵酸鹽氧化技術(shù)的污水處理裝置，其特征在于，包括污水輸送泵（1）、高鐵酸鉀儲槽（2）、硼酸儲槽（3）、高鐵酸鹽儲備槽（4）和固定床反應(yīng)器（5）；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高鐵酸鹽氧化技術(shù)的污水處理裝置，其特征在于，所述二氧化鈰改性活性炭填料層（8）設(shè)置在固定床反應(yīng)器（5）的中部，固定床反應(yīng)器（5）的兩端分別設(shè)有過濾填料層（10），所述二氧化鈰改性活性炭填料層（8）和過濾填料層（10）之間設(shè)有隔網(wǎng)（11）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于高鐵酸鹽氧化技術(shù)的污水處理裝置，其特征在于，所述的過濾填料層（10）內(nèi)裝填玻璃珠和石英砂混合物。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的基于高鐵酸鹽氧化技術(shù)的污水處理裝置，其特征在于，所述的固定床反應(yīng)器（5）的下端設(shè)有緩沖腔（12），所述緩沖腔（12）與填料層之間設(shè)有隔網(wǎng)（11）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高鐵酸鹽氧化技術(shù)的污水處理裝置，其特征在于，所述的固定床反應(yīng)器（5）的上端設(shè)有緩沖腔（12），所述緩沖腔（12）與填料層之間設(shè)有隔網(wǎng)（11）。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高鐵酸鹽氧化技術(shù)的污水處理?裝置，其特征在于，所述的硼酸儲槽（3）的槽體材質(zhì)為避光材質(zhì)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的基于高鐵酸鹽氧化技術(shù)的污水處理裝置，其特征在于，高鐵酸鹽儲備槽（4）的輸送泵（7）和污水輸送泵（1）的出口管與固定床反應(yīng)器（5）之間設(shè)有預(yù)混管（13）；高鐵酸鹽儲備槽（4）的輸送泵（7）和污水輸送泵（1）的出口管分別與預(yù)混管（13）連通，預(yù)混管（13）與固定床反應(yīng)器（5）的底端連通。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及一種基于高鐵酸鹽氧化技術(shù)的污水處理裝置，屬于污水處理領(lǐng)域，本技術(shù)包括污水輸送泵、高鐵酸鉀儲槽、硼酸儲槽、高鐵酸鹽儲備槽和固定床反應(yīng)器；高鐵酸鉀儲槽和硼酸儲槽分別通過管道與高鐵酸鹽儲備槽連通；高鐵酸鹽儲備槽通過輸送泵和管道連接至固定床反應(yīng)器的下端，污水輸送泵通過管道連通至固定床反應(yīng)器的下端；固定床反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有二氧化鈰改性活性炭填料層；固定床反應(yīng)器的頂部設(shè)有出水管；本技術(shù)可實(shí)現(xiàn)二氧化鈰以固態(tài)形式與高鐵酸鹽形成一個非均相體系，使Fe(VI)逐漸被還原為Fe(V)/Fe(IV)，實(shí)現(xiàn)Fe(Ⅳ)/Fe(Ⅴ)平穩(wěn)生成，減緩Fe(Ⅳ)/Fe(Ⅴ)的自分解速率，提高Fe(VI)的有效利用率，實(shí)現(xiàn)污水中新興有機(jī)污染物的持續(xù)有效去除，提高污水凈化效率。

技術(shù)研發(fā)人員：林洋仟,殷翰墨,楊盈,楊學(xué)珂,徐西蒙
受保護(hù)的技術(shù)使用者：昆明理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240112
技術(shù)公布日：2024/12/19