一種雙循環流化床Fenton反應器的制作方法

本實用新型涉及廢水處理技術領域，特別是一種用于廢水處理的雙循環流化床反應器。

背景技術：

工業生產排出的廢水中通常含有大量的有機化合物，由于部分有機物質成分復雜、不易生物降解，采用傳統的生化處理方法很難將其達標處理。近年發展起來的污水氧化技術為處理含有成分復雜有機物的污水提供一種有效的方法，其中Fenton氧化技術是一種有機物高級氧化技術，它采用加入亞鐵鹽和過氧化氫組合試劑的方式氧化降解有機物質。Fenton試劑產生的羥基自由基^·OH的氧化能力(2.80V)僅次于氟(3.03V)，可以無選擇地直接將大分子難降解有機物氧化降解成低毒或無毒的小分子物質，如二氧化碳/一氧化碳、水和無機鹽，且不會產生二次污染。因此該技術具有氧化效率高、能力強，反應條件溫和，使用范圍較廣的特點。現有的芬頓流化床工藝如專利CN204779004介紹一種有機廢水循環流化床Fenton反應器，它含有反應槽和沉淀槽分別進行水循環處理和污泥水循環處理，存在反應設備多、占用空間大、管路復雜的缺點。

另外由于反應過程中污泥量的增加要求更快的流化速度，提高了反應器內流體控制的要求，然而流化床形式的Fenton反應需要一定的反應時間，致使在有限長度的反應容器中，難于提高流速，因此現有的反應器普遍存在流速過低，承載力小的問題，這種矛盾增加了流化床技術的應用難度。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種雙循環流化床Fenton反應器，能夠有效提高反應器的流體速度，增加系統承載能力，并具有占用空間小、節約運行成本的特點。

本實用新型的技術問題是以下述技術方案實現的：

一種雙循環流化床Fenton反應器，它包括塔體、水循環系統和污泥循環系統，所述塔體為圓柱形，塔體頂部為處理水流出口，下部依次設有圓錐形的沉降斗、污泥儲存斗和污泥排出口；所述水循環系統包括依次設置的循環水泵、循環水進口、進水噴頭和循環水出口，所述污泥循環系統包括依次設置的污泥循環出口、污泥循環泵、污泥循環進口、污泥分布器和導流筒；所述導流筒為中空筒狀結構，設置在塔體的中下部，所述進水噴頭位于導流筒內，進水噴頭向上布置。

上述雙循環流化床Fenton反應器，所述導流筒的底部設置沉降擋板，沉降擋板為傘形結構。

上述雙循環流化床Fenton反應器，所述污泥分布器包括環管和均布在環管上表面的污泥噴頭，所述環管設置在導流筒的外部并位于進水噴頭的下方。

上述雙循環流化床Fenton反應器，所述污泥噴頭呈相同的角度傾斜安裝在環管上。

上述雙循環流化床Fenton反應器，所述塔體上部設置分離器，所述分離器可以為斜管斜板沉降器，也可以在分離器內裝入填料形成填料層。

本實用新型采用內外雙循環的流體形式，內循環為污泥和廢水在進水噴頭的作用下在塔體內進行上下對流的水循環；從反應物來說，是初次反應物的循環。外循環是回落至塔底的污泥從塔外泵至污泥噴頭重新噴回塔內的污泥循環；從反應物來說，是二次重新參與反應的物質。反應器內污泥循環形成的二次流與水循環形成的縱向對流互為補充，共同提高傳質速率和反應器截面流體的速度，動態增加流體系統的承載力，保證了塔體內反應物質的停留時間。同時保證反應物混合快速充分，有利于氧化反應的有效進行，提高了系統反應效率，降低了污泥的產量。

塔體采用集成立式布置，僅用一個反應器就完成水和污泥的雙循環，反應設備少、占用空間需求小，降低運行成本。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是本實用新型污泥分布器的結構示意圖。

圖中各標號清單為：1、循環水出口，2、分離器，3、循環水泵，4、循環水進口，5、污泥噴頭，6、沉降擋板，7、沉降斗，8、污泥儲存斗，9、污泥排出口，10、處理水出口，11、溢流堰，12、塔體，13、導流筒，14、進水噴頭，15、污泥循環進口，16、污泥循環泵，17、污泥循環出口，18、污泥分布器。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

如圖1所示，本實用新型包括塔體12、水循環系統和污泥循環系統，所述塔體為圓柱形，下部設置有圓錐形的沉降斗7，沉降斗7的底部依次為污泥儲存斗8和污泥排出口9。塔體的頂部設有溢流堰11，溢流堰為中空的筒狀結構，塔體頂部的側壁設有處理水出口10，從溢流堰11溢出的含有懸浮物較少的廢水經處理水出口10流出。溢流堰11下部安裝分離器2，分離器可以為斜管斜板沉降器，也可在分離器內裝入填料形成填料層，因此不需改動設備即可支持不同的反應系統，擴展性好。

所述水循環系統包括循環水泵3、循環水進口4、進水噴頭14和循環水出口1。水循環的一端為依次連接的塔體中下部的循環水泵3、循環水進口4和進水噴頭14，水循環的另一端為溢流堰11下部的循環水出口1，循環水出口1低于處理水出口10，廢水從溢流堰溢出后優先從循環水出口1流出，使溢流堰出水優先進行水循環。循環水出口1連接至循環水泵3前端。所述污泥循環系統包括污泥循環出口17、污泥循環泵16、污泥循環進口15、污泥分布器18和污泥阻降裝置，所述污泥阻降裝置設置在塔體中下部。污泥循環為途經污泥循環泵16、污泥循環進口15、污泥分布器18、塔體內部的沉降斗7和污泥儲存斗側壁的污泥循環出口17組成的循環。

所述污泥阻降裝置包括導流筒13與導流筒13底部的沉降擋板6，導流筒為中空的筒狀結構，沉降擋板6為傘形結構，兩者結合能夠阻擋較輕污泥的沉降，共同構成污泥動態沉降阻擋區。進水噴頭14伸入導流筒13內部，進水噴頭14向上噴出的水使導流筒內的流速快于外部，在導流筒內形成負壓，使被阻擋的較輕的污泥和處理廢水進入導流筒內繼續進行反應，同時進一步阻止其沉降。較重污泥向下沉降的過程中由沉降斗7引導進入污泥儲存斗8，輕重污泥的分離提高了污泥回流的效率。

如圖2所示，污泥分布器18由環管與均勻分布在上表面的污泥噴頭5共同組成，污泥分布器18位于進水噴頭14的下方，環管設置在導流筒13的外部并以導流桶為軸心同心布置。污泥噴頭5呈相同角度傾斜安裝在環管上，污泥噴頭噴出的流體產生環切向的初速度，形成污泥的環向流動，能夠增加污泥和廢水的混合效果。

以下對本實用新型的工作過程做進一步說明：

水循環系統的工作過程為：藥加入原水中形成藥液，藥品為亞鐵鹽和H₂O₂。藥液與循環水的回流部分混合后通過循環水泵3由進水噴頭14噴射入塔體的反應區，藥液與污泥充分混合并反應。由于藥液射入的速度快于普通Fenton反應器，提高了流體承載力，增加了對流頻率。反應生成的較大絮凝物被分離器2所攔截，被攔截的絮凝物主要由三價鐵構成，從而形成三價鐵異相催化區，抑制了過多三價鐵的生成，使二價鐵更多參與氧化反應，節約了藥劑用量。經過分離器2的處理水進入溢流堰11，溢流堰阻擋了稍大污泥，從溢流堰11流出的較渾濁的處理水由循環水出口1流出進入循環水的回流部分，上部清潔的水由處理水出口10流出。

污泥循環系統的工作過程為：污泥循環泵16啟動，將沉降于污泥儲存斗8的富含二價鐵污泥泵入污泥分布器18，與藥液混合進行氧化反應，反應過程中的較輕的污泥沿塔體向上移動，較重的污泥向下沉降至沉降斗7。通過污泥循環節約了反應試劑用量，提高了反應效率。污泥噴頭5的環形傾斜布置，使污泥循環流形成環形射流，產生二次流攪拌，促進有機廢水的氧化反應均勻有效進行，具有節約亞鐵鹽用量、降低污泥產量的優點。