一种气田废水处理用的催化氧化装置及方法与流程

1.本发明涉及污水处理技术领域，具体为一种气田废水处理用的催化氧化装置及方法。


背景技术：

2.气田产生的污水内部杂质含量复杂，气田污水处理会经过物理降解、化学分解、生物统化处理等步骤对污水进行处理，保证气田污水达到排放标准，其中生物氧化处理是利用好气菌类，在氧气存在时条件下对有机污水进行生物处理，在处理过程中好氧微生物将有机物彻底分解、释放co2，达到去除bod的目的；同时，硝化细菌将废水中氨氮及有机氨经生物硝化作用，转化成硝酸盐或亚硝酸盐，为厌氧反硝化脱氮提供条件；好氧生物在对污水进行生物处理过程中，污水水温都会对生物处理过程造成影响，温度在一定范围内，随着温度的升高，生化反响的速率会相应加快，微生物的增殖速率也会加快，即在一定范围内，温度升高对好氧生物处置是有利的，但是，微生物细胞的某些组成物质如蛋白质、核酸等温度比拟敏感，温度的突升或突降并超越一定限度时，会使这些物质的构造和功用发作不可逆的毁坏，严重影响微生物的活性，以至可能招致微生物死亡；生物氧化处池一般在建设过程中会加装保温层以及换热设备，但是物氧化处过程中好氧生物的处理过程需要进行曝气处理，为保证曝气装置的正常使用物氧化处池一般为敞口使用，水池的敞口使用很难使水池温度持续持续保温在某一范围内部，所以需要换热设备长时间工作，换热设备工作过程中会造成一定的能源浪费。
3.基于此，本发明提供了一种气田废水处理用的催化氧化装置及方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种气田废水处理用的催化氧化装置及方法，具备导风管部分，解决了污水水温调控的问题。
5.本发明提供如下技术方案：一种气田废水处理用的催化氧化装置，包括接触氧化池和电催化氧化池；废水经过电催化氧化池处理后流入一侧接触氧化池的内部；所述接触氧化池远离电催化氧化池的一侧安装有导风管，所述导风管靠近接触氧化池的一端安装有冷风管，接触氧化池的内底部安装有曝气结构，所述导风管远离接触氧化池的一端安装有热风管，所述电催化氧化池远离接触氧化池的一侧安装有发电组件；所述发电组件包括壳体、涡轮、进风口、转子和定子，所述壳体内部的一侧安装有涡轮，所述涡轮一侧壳体的侧壁处倾斜开设有进风口，所述涡轮的一侧安装有转子，所述转子外周壳体的内部套装有定子，所述进风口位置处与热风管的一端相互连通；所述接触氧化池的内部均匀吊装有若干生物填料构件；所述电催化氧化池的内部均匀安装有若干电极板，两组所述电极板之间的安装间距为5cm-10cm之间，且电极板的一面是添加稀土金属的多元金属氧化物，所述电极板的两侧具备10-15v电压。
6.优选的，所述曝气结构包括动力涡轮、支撑杆和叶片，所述支撑杆底端套装有出气管，所述支撑杆外壁靠近出气管的一侧均匀设有六个动力涡轮，所述支撑杆外壁远离动力涡轮一侧等距设有三组叶片，所述出气管的一侧倾斜设置有出气孔。
7.优选的，所述生物填料构件包括支撑钢丝、生物填料、挂钩和限位柱，所述支撑钢丝的顶部设有挂钩，所述挂钩的一侧安装有限位柱，所述支撑钢丝的外部沿轴向均匀布置个生物填料。
8.优选的，所述导风管的一端设有冷风出口，所述导风管远离冷风出口的一端安装有热风出口，所述导风管的侧壁沿切线方向设有高压空气进口，所述高压空气进口与导风管的内部相互连通，所述高压空气进口远离导风管的一侧连接有气泵引接管。
9.优选的，所述发电组件的顶部安装有电控箱，所述电控箱靠近电催化氧化池的一侧安装有接线盒，接线盒电与电极板的两侧分别通过导线连接，所述发电组件一侧安装有蓄电池。
10.优选的，所述冷风管远离导风管的一端连接有曝气管、分支管和冷气连接管，所述曝气管远离冷风管的一端延伸至接触氧化池的底部与出气管相互连通，所述曝气管与热风管之间连通有热气连接管，所述分支管远离冷风管的一端延伸至电催化氧化池的内部，所述冷气连接管远离冷风管的一端与热风管相互连通，所述曝气管、冷气连接管、热风管和热气连接管的外部皆安装有阀门。
11.气田废水处理用的催化氧化的方法，包括以下步骤：a、将经过混凝沉降和铁碳微电解处理后的气田废水抽送到电催化氧化池内部，将电极板的两侧通电，然后静置12小时；b、将上述过程中静置后的废液抽送至接触氧化池的内部，并将气泵引接管连接外部空压设备，废液在接触氧化池中停留24小时；c、废液停留过程中采用电子温度计监控接触氧化池内部水温；d、当水温低于30摄氏度时打开热气连接管和冷气连接管外部阀门，关闭曝气管和热风管处阀门；e、当水温高于40摄氏度时打开曝气管和热风管外部阀门，关闭热气连接管和冷气连接管处阀门。
12.优选的，所述曝气管外部阀门在关闭时不会影响到热气连接管内部通过的气体进入到接触氧化池的内部。
13.优选的，所述热风管外部阀门在关闭时不会影响到冷气连接管内部的通过的气体进入到发电组件的内部。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：1、本发明通过导风管的设置，导风管一端中心具备一小孔，另一端中心具备一封堵结构，当高压空气从导风管侧面沿切线方向吹入时，高压空气会在导风管内部形成涡轮现象，此时导风管两端分别会产生冷气流和热气流，通过管道将冷热气流分别进行搜集后导入到接触氧化池，可以通过冷热气流对接触氧化池内部温度进行调节，便于操作人员调节水池温度，为好氧生物创造处适宜活性温度。
15.2、本发明通过接触氧化池、电催化氧化池和发电组件组合使用，接触氧化过程中部分溢出的高压空气作用于发电组件，然后产生电能作用于电催化氧化过程，使溢出的高
压气体的得到有效利用，使装置更加节省能源。
附图说明
16.图1为本发明结构的侧面结构示意图；图2为本发明结构的接触氧化池平面视图；图3为本发明结构的接触氧化池内部结构图；图4为本发明结构生物填料构件侧面示意图；图5为本发明结构的曝气结构立体示意图；图6为本发明结构的发电组件内部结构示意图；图7为本发明结构的导风管内部结构示意图；图8为本发明结构的导风管第一端面示意图；图9为本发明结构的导风管第二端面示意图。
17.图中：1、导风管；101、冷风出口；102、热风出口；103、高压空气进口；2、接触氧化池；3、电催化氧化池；4、发电组件；401、壳体；402、涡轮；403、进风口；404、转子；405、定子；5、电控箱；501、接线盒；6、冷风管；601、曝气管；602、分支管；603、冷气连接管；7、热风管；701、热气连接管；8、阀门；9、气泵引接管；10、蓄电池；11、生物填料构件；1101、支撑钢丝；1102、生物填料；1103、挂钩；1104、限位柱；12、曝气结构；1201、动力涡轮；1202、支撑杆；1203、叶片；13、电极板；14、出气管；1401、出气孔。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.实施例：请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种气田废水处理用的催化氧化装置，包括接触氧化池2和电催化氧化池3；废水经过电催化氧化池3处理后流入一侧接触氧化池2的内部；接触氧化池2远离电催化氧化池3的一侧安装有导风管1，导风管1靠近接触氧化池2的一端安装有冷风管6，接触氧化池2的内底部安装有曝气结构12，导风管1远离接触氧化池2的一端安装有热风管7，电催化氧化池3远离接触氧化池2的一侧安装有发电组件4；发电组件4包括壳体401、涡轮402、进风口403、转子404和定子405，壳体401内部的一侧安装有涡轮402，涡轮402一侧壳体401的侧壁处倾斜开设有进风口403，涡轮402的一侧安装有转子404，转子404外周壳体401的内部套装有定子405，进风口403位置处与热风管7的一端相互连通；冷风管6远离导风管1的一端连接有曝气管601、分支管602和冷气连接管603，曝气管601远离冷风管6的一端延伸至接触氧化池2的底部与出气管14相互连通，曝气管601与热风管7之间连通有热气连接管701，分支管602远离冷风管6的一端延伸至电催化氧化池3的内部，冷气连接管603远离冷风管6的一端与热风管7相互连通，曝气管601、冷气连接管603、热风管7和热气连接管701的外部皆安装有阀门8；
接触氧化池2的内部均匀吊装有若干生物填料构件11；电催化氧化池3的内部均匀安装有若干电极板13，两组电极板13之间的安装间距为5cm-10cm之间，且电极板13的一面是添加稀土金属的多元金属氧化物，电极板13的两侧具备10-15v电压。
20.具体的，高压空气从导风管1侧面沿切线方向吹入时，高压空气会在导风管1内部形成涡轮现象，此时导风管1两端分别会产生冷气流和热气流，导风管1原理是由于气体在物体的中心到物体的边缘进行流动交换，冷空气通过冷风管6引接导出，热空气通过热风管7引接导出，冷风管6和热风管7分别又引接曝气管601、分支管602和冷气连接管603以及热气连接管701构成管道系统，使用人员可以通过调节对应的阀门选择将冷空气或者热空气导入到接触氧化池2内部；部分空气经过曝气管601导入到接触氧化池2的内部，在接触氧化池2的底部形成气泡，然后通过曝气结构12将气泡进行搅碎，使气泡与水进行搅拌混合，用以保证空气和污水最大限度的进行热量交换，同时也可以增加氧气的溶解度；部分空气经过随风管7导入到发电组件4位置处处，发电组件4的五个构成部分壳体401、涡轮402、进风口403、转子404和定子405组成了一个风力发电结构，即高压空气吹动涡轮402旋转，涡轮402通过中心支撑轴带动转子404在定子405内部旋转，产生电流，文件中转子404和定子405具体构造与现有技术中电机内部动芯和定芯相同，其原理是利用了线圈切割磁场产生电能，整个发电组件4可以将部分高压空气进行收集利用，避免高压空气排出造成能源浪费，发电组件4产生的电流通过滑环和导线结构输送到电控箱5内部，然后经过电控箱5输送到蓄电池10进行储存；电极板13是掺杂金属氧化物钛基电极双功能电极，其一面为氧化物电催化阳极面，具有高等级电催化氧化活性功能，能使结构相对稳定的有机物降解、矿化；另一面是电催化阴极面，具有电化学还原活性功能，使重金属离子电沉积去除，为保证电极板13可以稳定供电装置除蓄电池10供电外部，还配备外接电源插头，电控箱5具备整流器，控制开关电路，即电极板13通过外部电源供电时，使用人员可以通过电控箱5内部控制开关电路将蓄电池10和电极板13之间电路断开。
21.进一步，曝气结构12包括动力涡轮1201、支撑杆1202和叶片1203，支撑杆1202底端套装有出气管14，支撑杆1202外壁靠近出气管14的一侧均匀设有六个动力涡轮1201，支撑杆1202外壁远离动力涡轮1201一侧等距设有三组叶片1203，出气管14的一侧倾斜设置有出气孔1401。
22.具体的，曝气结构12的底端通过平面轴承结构与出气管14顶部相互转动连接，高压气体经过曝气管601导入至出气管14位置处，高压气体经过倾斜设置的出气孔1401喷射到水池内部，高压气体从出气孔1401喷射后会冲击在涡轮1201上，驱使涡轮1201带动支撑杆1202进行旋转，支撑杆1202旋转旋转过程中会驱使叶片1203在污水中搅动，经过出气孔1401排出的高压气体可能会产生汽包，涡轮1201使污水形成涡流、叶片1203可以对气泡进行切割，可以增加氧气在污水中的溶解效果。
23.进一步，生物填料构件11包括支撑钢丝1101、生物填料1102、挂钩1103和限位柱1104，支撑钢丝1101的顶部设有挂钩1103，挂钩1103的一侧安装有限位柱1104，支撑钢丝1101的外部沿轴向均匀布置个生物填料1102。
24.具体的，在接触氧化池2顶部通过焊接的方式，焊接一组金属格栅如图2所示，在金属格栅上通过挂钩1103将支撑钢丝1101进行悬挂，支撑钢丝1101外部绑缚有生物填料1102，生物填料1102为乙丙共聚材料网兜，其表面生长有好氧微生物，好氧微生物将有机物彻底分解、释放二氧化碳，挂钩1103一侧铰接限位柱1104，且铰接轴位置设有扭簧结构，即与现有技术中安全带挂钩箱相同，方便使用人员取出支撑钢丝1101对生物填料1102进行更换处理。
25.进一步，导风管1的一端设有冷风出口101，导风管1远离冷风出口101的一端安装有热风出口102，导风管1的侧壁沿切线方向设有高压空气进口103，高压空气进口103与导风管1的内部相互连通，高压空气进口103远离导风管1的一侧连接有气泵引接管9。
26.曝气管601外部阀门在关闭时不会影响到热气连接管701内部通过的气体进入到接触氧化池2的内部。
27.热风管7外部阀门在关闭时不会影响到冷气连接管603内部的通过的气体进入到发电组件4的内部。
28.进一步，发电组件4的顶部安装有电控箱5，电控箱5靠近电催化氧化池3的一侧安装有接线盒501，接线盒电501与电极板13的两侧分别通过导线连接，发电组件4一侧安装有蓄电池10。
29.气田废水处理用的催化氧化的方法，包括以下步骤：a、将经过混凝沉降和铁碳微电解处理后的气田废水抽送到电催化氧化池3内部，将电极板13的两侧通电，然后静置12小时；具体的，当电极板13两侧存在电压差后，金属氧化物钛的多元金属氧化物电催化阳极面，具有高等级电催化氧化活性功能，能使结构相对稳定的有机物降解、矿化；另一面是电催化阴极面，具有电化学还原活性功能，使重金属离子电沉积去除。
30.b、将上述过程中静置后的废液抽送至接触氧化池2的内部，并将气泵引接管9连接外部空压设备，废液在接触氧化池2中停留24小时；c、废液停留过程中采用电子温度计监控接触氧化池2内部水温；d、当水温低于30摄氏度时打开热气连接管701和冷气连接管603外部阀门，关闭曝气管601和热风管7处阀门；e、当水温高于40摄氏度时打开曝气管601和热风管7外部阀门，关闭热气连接管701和冷气连接管603处阀门。
31.具体的，操作人员通过电子温度计测量水池温度后，如果水池温度低于30摄氏度时打开热气连接管701和冷气连接管603外部阀门，关闭曝气管601和热风管7处阀门，热空气会经过经过曝气管601导入至出气管14位置处，高压气体经过倾斜设置的出气孔1401喷射到水池内部，热空气从出气孔1401喷射后会冲击在涡轮1201上，驱使涡轮1201带动支撑杆1202进行旋转，支撑杆1202旋转旋转过程中会驱使叶片1203在污水中搅动，经过出气孔1401排出的热空气可能会产生汽包，涡轮1201使污水形成涡流、叶片1203可以对气泡进行切割，使热量传递至水池内部；如果水池温度高于40摄氏度时打开曝气管601和热风管7外部阀门，关闭热气连接管701和冷气连接管603处阀门，冷空气会经过经过曝气管601导入至出气管14位置处，高压气体经过倾斜设置的出气孔1401喷射到水池内部，冷空气从出气孔1401喷射后会冲击在涡
轮1201上，驱使涡轮1201带动支撑杆1202进行旋转，支撑杆1202旋转旋转过程中会驱使叶片1203在污水中搅动，经过出气孔1401排出的冷空气可能会产生汽包，涡轮1201使污水形成涡流、叶片1203可以对气泡进行切割，使水中热量传递至气体内部然后排出水面。
32.综上所述：高压空气从导风管1侧面沿切线方向吹入形成涡轮现象，此时导风管1两端分别会产生冷气流和热气流，冷空气通过冷风管6引接导出，热空气通过热风管7引接导出，冷风管6和热风管7分别又引接曝气管601、分支管602和冷气连接管603以及热气连接管701构成管道系统，使用人员可以通过调节对应的阀门选择将冷空气或者热空气导入到接触氧化池2内部，部分空气经过随风管7导入到发电组件4位置处，气吹动涡轮402旋转，涡轮402通过中心支撑轴带动转子404线圈在定子405磁铁内部旋转，产生电流，输送给电极板13的两侧。
33.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
34.该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220v市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。
35.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。