新型內(nèi)循環(huán)芬頓流化床設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本使用新型屬于廢水處理領(lǐng)域，特別涉及一種新型內(nèi)循環(huán)芬頓流化床設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前研究較為成熟的常規(guī)Fenton反應(yīng)，屬于均相Fenton，是一種高效經(jīng)濟(jì)的高級(jí)氧化技術(shù)，但此技術(shù)存在的一些缺點(diǎn)使得應(yīng)用范圍受到很大限制，在均相Fenton反應(yīng)中，催化劑的分離和能否反復(fù)使用是有待解決的難題。另外，在反應(yīng)過程中因?yàn)橛需F、錳、銅等離子的存在造成水中色度的增加，且反應(yīng)后需要重新調(diào)節(jié)pH值，不僅增加處理成本，還會(huì)產(chǎn)生大量的含鐵污泥，所有這些問題都給污水處理工作帶來了不便。
[0003]固定床催化反應(yīng)器雖然能使催化劑固定化而易于運(yùn)行操作，但固定化催化劑往往與H202的接觸面積過小，催化劑的用量不能過大，待處理的液體或氣體難以與催化劑充分接觸，傳質(zhì)過程過慢，使得其大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用效率較低。
[0004]近年來Fenton技術(shù)的主要研究方向是非均相Fenton，以非均相催化氧化體系建立不同于常規(guī)固定床催化反應(yīng)器，即非均相Fenton流化床。流化床反應(yīng)器能更好的解決催化劑與反應(yīng)液的接觸問題。在流化床層中載體處于不斷流動(dòng)、迀移、翻滾的狀態(tài)，反應(yīng)液在載體顆粒之間流動(dòng)，充分利用了催化劑的表面，使催化劑有效比表面積大大提高。但現(xiàn)有的Fenton流化床設(shè)備及其傳統(tǒng)的布水方式依然難以解決雙氧水的自分解問題，因此，如何開發(fā)出一種既經(jīng)濟(jì)又有效的防止雙氧水自分解及提高Fenton試劑與廢水的充分混合處理方法已成為水處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型內(nèi)循環(huán)芬頓流化床設(shè)備以增加各相態(tài)間的傳質(zhì)效果，縮短反應(yīng)時(shí)間及降低藥品消耗，從而使Fenton高級(jí)氧化工藝更高效、節(jié)能，更適宜大規(guī)模地推廣應(yīng)用。
[0006]本實(shí)用新型的內(nèi)循環(huán)Fenton流化床采用塔式結(jié)構(gòu)。包括塔體和固定安裝在塔體上的進(jìn)水管、循環(huán)管、高效異相催化反應(yīng)區(qū)、濾板及噴淋裝置，進(jìn)水管前端設(shè)置廢水提升栗，進(jìn)水管與廢水提升栗間裝有亞鐵加藥管，塔底設(shè)置噴淋裝置，噴淋裝置上部從下至上依次設(shè)置濾板、高效異相催化反應(yīng)區(qū)、固液分離區(qū)、出流區(qū)，塔體外置循環(huán)栗及回流管，回流管內(nèi)裝有混合器，循環(huán)栗與噴淋裝置之間設(shè)雙氧水加藥管。
[0007](1)設(shè)置外置循環(huán)栗，同時(shí)在回流管安裝混合器，雙氧水在混合器與廢水充分混合，以此保證藥劑與污染物均勻快速混合與反應(yīng)；循環(huán)水成酸性，從而可以減緩雙氧水的自分解；塔底設(shè)有內(nèi)部布水系統(tǒng)，采用噴淋裝置，以實(shí)現(xiàn)雙氧水的霧化分布，雙氧水經(jīng)過噴頭后增加與亞鐵的接觸面積；
[0008](2)亞鐵隨廢水混合后進(jìn)入塔體，從而使亞鐵與廢水接觸幾率大大增加，縮短反應(yīng)時(shí)間，減少了塔容積；
[0009](3)塔體內(nèi)部填充特殊的催化填料，采用流態(tài)化形式，從而降低塔的造價(jià)，同時(shí)填料不易堵塞。無需外加動(dòng)力攪拌，故可減少雙氧水因劇烈攪拌造成的無效分解，及亞鐵因攪拌造成的無效氧化，減少藥劑投加量。同時(shí)，也可降低電耗，從而降低運(yùn)行成本。
[0010]本實(shí)用新型的內(nèi)循環(huán)芬頓裝置中所述的噴淋裝置，可選用不銹鋼噴淋噴嘴、渦流噴嘴或空心錐形噴嘴。
[0011]本實(shí)用新型的內(nèi)循環(huán)芬頓裝置中所述的塔體直徑及塔高可根據(jù)廢水處理量大小來決定，塔體材質(zhì)可選用不銹鋼、碳鋼(防腐)。
[0012]本實(shí)用新型的內(nèi)循環(huán)芬頓裝置中所述的塔體填料，可選用特制負(fù)載鐵的催化陶粒、天然含鐵礦石或礫石、硅石纖維或碳纖維等。
[0013]本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來達(dá)到:
[0014]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:增加循環(huán)管噴淋裝置，回流液經(jīng)塔底噴淋裝置后產(chǎn)生分布均勻，液滴大小為小到中等的噴霧，增大其與亞鐵的接觸面積，增強(qiáng)Fenton氧化效果；塔體內(nèi)部填充特殊的催化填料，采用流態(tài)化形式，從而降低塔的造價(jià)，同時(shí)填料不易堵塞。無需外加動(dòng)力攪拌，故可減少雙氧水因劇烈攪拌造成的無效分解，及亞鐵因攪拌造成的無效氧化，減少藥劑投加量。同時(shí)，也可降低電耗，從而降低運(yùn)行成本。
[0015]本實(shí)用新型與現(xiàn)有的Fenton反應(yīng)器相比，設(shè)置了固液分離區(qū)，可以有效截留反應(yīng)過程中產(chǎn)生的大量鐵氧體，鐵氧體對(duì)雙氧水生產(chǎn)羥基自由基具有催化作用，從而減少了亞鐵鹽的投加量，進(jìn)而減少系統(tǒng)的排泥量。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是本實(shí)用新型噴淋裝置的仰視圖。
[0018]圖中:1-出流區(qū)、2-固液分離區(qū)、3-高效異相催化反應(yīng)區(qū)、4-濾板、5-噴淋裝置、6-進(jìn)水管、7-雙氧水加藥管、8-回流管、9-廢水提升栗、10-循環(huán)栗、11-亞鐵加藥管。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將通過對(duì)本實(shí)用新型氨氮廢水吸附塔實(shí)施例的詳細(xì)描述來進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型，但此實(shí)用例并非對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0020]如圖1所示，本實(shí)用新型內(nèi)循環(huán)Fenton流化床，包括塔體和固定安裝在塔體上的進(jìn)水管6、循環(huán)管8、高效異相催化反應(yīng)區(qū)3、濾板4及噴淋裝置5，進(jìn)水管6前端設(shè)廢水提升栗9，進(jìn)水管6與廢水提升栗9間裝有亞鐵加藥管11，塔底設(shè)置噴淋裝置5，噴淋裝置5上端從下至上依次設(shè)置濾板4、高效異相催化反應(yīng)區(qū)3、固液分離區(qū)2、出流區(qū)1，固液分離區(qū)2可以有效截留反應(yīng)過程中產(chǎn)生的大量鐵氧體。
[0021]塔體外置循環(huán)栗10及回流管8，循環(huán)栗10與噴淋裝置5之間設(shè)雙氧水加藥管7 ;同時(shí)在回流管8內(nèi)裝有混合器，雙氧水在混合器中預(yù)先與廢水充分混合，以此保證藥劑與污染物均勻快速混合與反應(yīng)；循環(huán)水形成酸性，從而可以減緩雙氧水的自分解。
[0022]塔體內(nèi)部填充特殊的催化填料，采用流態(tài)化形式，從而降低塔的造價(jià)。
[0023]如圖2所示，所述的噴淋裝置5為圓形布水器，上面布滿不銹鋼噴淋噴嘴、渦流噴嘴或空心錐形噴嘴。
[0024]本裝置工作流程示下:
[0025](1)目標(biāo)廢水及亞鐵溶液經(jīng)廢水提升栗9栗送至塔底的噴淋裝置5，進(jìn)入帶壓配水區(qū)，經(jīng)塔底濾板4后進(jìn)入塔體；
[0026](2)廢水進(jìn)入塔體后依次經(jīng)過塔體上部的高效異相催化反應(yīng)區(qū)3、固液分離區(qū)2和出流區(qū)1 ;
[0027](3)待塔體充滿廢水后即開啟塔體內(nèi)的循環(huán)栗10，開啟雙氧水加藥管7，回流液經(jīng)塔底噴淋裝置5后產(chǎn)生分布均勻、液滴大小為小到中等的噴霧，增大其與亞鐵的接觸面積，增強(qiáng)Fenton氧化效果。
[0028]下面具體結(jié)合應(yīng)用例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用及效果做進(jìn)一步的說明:
[0029]將上述Fenton流化床應(yīng)用于某皮革廠廢水，進(jìn)水pH=6~7，C0D彡300 mg/L。具體處理方式如下:根據(jù)本實(shí)驗(yàn)水樣的性質(zhì)及相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道Fenton氧化處理?xiàng)l件設(shè)置為FeS04.7H20投加量1000mg/L，初始pH值為3.0-5.0，停留時(shí)間為20min (廢水流量25m3/h)o依具體情況采用硫酸和氫氧化鈉調(diào)節(jié)體系的初始pH值，打開廢水提升栗9和亞鐵加藥管11，待廢水充滿后同時(shí)打開循環(huán)栗10及雙氧水加藥管7，雙氧水經(jīng)循環(huán)管噴淋裝置5霧化后與廢水中的亞鐵充分混合，進(jìn)入高效異相催化反應(yīng)區(qū)3后生成具有高氧化性的羥基自由基，與有機(jī)廢水進(jìn)行協(xié)同氧化反應(yīng)。本試驗(yàn)雙氧水投加量為lmL/L時(shí)，處理后廢水的C0D為40~60 mg/L，此時(shí)C0D去除率為85%以上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型內(nèi)循環(huán)芬頓流化床設(shè)備，包括塔體和固定安裝在塔體上的進(jìn)水管、循環(huán)管、高效異相催化反應(yīng)區(qū)、濾板及噴淋裝置，其特征在于:進(jìn)水管前端設(shè)置廢水提升栗，進(jìn)水管與廢水提升栗間裝有亞鐵加藥管，塔底設(shè)置噴淋裝置，噴淋裝置上部從下至上依次設(shè)置濾板、高效異相催化反應(yīng)區(qū)、固液分離區(qū)、出流區(qū)，塔體外置循環(huán)栗及回流管，回流管內(nèi)裝有混合器，循環(huán)栗與噴淋裝置之間設(shè)雙氧水加藥管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型內(nèi)循環(huán)芬頓流化床設(shè)備，其特征在于:所述噴淋裝置為圓形布水器，上面布滿不銹鋼噴淋噴嘴或渦流噴嘴或空心錐形噴嘴。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型內(nèi)循環(huán)芬頓流化床設(shè)備，其特征在于:所述塔體材質(zhì)選用不銹鋼或碳鋼。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種新型內(nèi)循環(huán)芬頓流化床設(shè)備，包括塔體、進(jìn)水管、循環(huán)管、高效異相催化反應(yīng)區(qū)、濾板及噴淋裝置，進(jìn)水管前設(shè)廢水提升泵，進(jìn)水管與廢水提升泵間裝亞鐵加藥管，塔底設(shè)置噴淋裝置，噴淋裝置上部從下至上依次設(shè)置濾板、高效異相催化反應(yīng)區(qū)、固液分離區(qū)、出流區(qū)，塔體外置循環(huán)泵及回流管。本實(shí)用新型通過設(shè)置固液分離區(qū)，有效截留反應(yīng)過程中產(chǎn)生的大量鐵氧體，減少了亞鐵鹽的投加量；同時(shí)通過增加循環(huán)管噴淋裝置，回流液經(jīng)噴淋裝置后產(chǎn)生均勻、大小適中的噴霧，增大其與亞鐵的接觸面積，縮短反應(yīng)時(shí)間及降低藥品消耗，使Fenton高級(jí)氧化工藝更適宜大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【IPC分類】C02F1/72
【公開號(hào)】CN204999673
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520514265
【發(fā)明人】袁延磊, 李炳輝, 簡磊, 高博, 顧曉鴻, 汪曉軍, 顧曉揚(yáng), 汪彤春
【申請(qǐng)人】廣州市華綠環(huán)?？萍加邢薰?br>【公開日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年7月15日