新型內循環芬頓流化床設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本使用新型屬于廢水處理領域，特別涉及一種新型內循環芬頓流化床設備。
【背景技術】
[0002]目前研究較為成熟的常規Fenton反應，屬于均相Fenton，是一種高效經濟的高級氧化技術，但此技術存在的一些缺點使得應用范圍受到很大限制，在均相Fenton反應中，催化劑的分離和能否反復使用是有待解決的難題。另外，在反應過程中因為有鐵、錳、銅等離子的存在造成水中色度的增加，且反應后需要重新調節pH值，不僅增加處理成本，還會產生大量的含鐵污泥，所有這些問題都給污水處理工作帶來了不便。
[0003]固定床催化反應器雖然能使催化劑固定化而易于運行操作，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，傳質過程過慢，使得其大規模工業化應用效率較低。
[0004]近年來Fenton技術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固定床催化反應器，即非均相Fenton流化床。流化床反應器能更好的解決催化劑與反應液的接觸問題。在流化床層中載體處于不斷流動、迀移、翻滾的狀態，反應液在載體顆粒之間流動，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。但現有的Fenton流化床設備及其傳統的布水方式依然難以解決雙氧水的自分解問題，因此，如何開發出一種既經濟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域的研究熱點。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種新型內循環芬頓流化床設備以增加各相態間的傳質效果，縮短反應時間及降低藥品消耗，從而使Fenton高級氧化工藝更高效、節能，更適宜大規模地推廣應用。
[0006]本實用新型的內循環Fenton流化床采用塔式結構。包括塔體和固定安裝在塔體上的進水管、循環管、高效異相催化反應區、濾板及噴淋裝置，進水管前端設置廢水提升栗，進水管與廢水提升栗間裝有亞鐵加藥管，塔底設置噴淋裝置，噴淋裝置上部從下至上依次設置濾板、高效異相催化反應區、固液分離區、出流區，塔體外置循環栗及回流管，回流管內裝有混合器，循環栗與噴淋裝置之間設雙氧水加藥管。
[0007](1)設置外置循環栗，同時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；循環水成酸性，從而可以減緩雙氧水的自分解；塔底設有內部布水系統，采用噴淋裝置，以實現雙氧水的霧化分布，雙氧水經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入塔體，從而使亞鐵與廢水接觸幾率大大增加，縮短反應時間，減少了塔容積；
[0009](3)塔體內部填充特殊的催化填料，采用流態化形式，從而降低塔的造價，同時填料不易堵塞。無需外加動力攪拌，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，也可降低電耗，從而降低運行成本。
[0010]本實用新型的內循環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]本實用新型的內循環芬頓裝置中所述的塔體直徑及塔高可根據廢水處理量大小來決定，塔體材質可選用不銹鋼、碳鋼(防腐)。
[0012]本實用新型的內循環芬頓裝置中所述的塔體填料，可選用特制負載鐵的催化陶粒、天然含鐵礦石或礫石、硅石纖維或碳纖維等。
[0013]本實用新型的目的可以通過以下技術方案來達到:
[0014]本實用新型的優點在于:增加循環管噴淋裝置，回流液經塔底噴淋裝置后產生分布均勻，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Fenton氧化效果；塔體內部填充特殊的催化填料，采用流態化形式，從而降低塔的造價，同時填料不易堵塞。無需外加動力攪拌，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，也可降低電耗，從而降低運行成本。
[0015]本實用新型與現有的Fenton反應器相比，設置了固液分離區，可以有效截留反應過程中產生的大量鐵氧體，鐵氧體對雙氧水生產羥基自由基具有催化作用，從而減少了亞鐵鹽的投加量，進而減少系統的排泥量。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0017]圖2是本實用新型噴淋裝置的仰視圖。
[0018]圖中:1-出流區、2-固液分離區、3-高效異相催化反應區、4-濾板、5-噴淋裝置、6-進水管、7-雙氧水加藥管、8-回流管、9-廢水提升栗、10-循環栗、11-亞鐵加藥管。
【具體實施方式】
[0019]下面將通過對本實用新型氨氮廢水吸附塔實施例的詳細描述來進一步闡述本實用新型，但此實用例并非對本實用新型的限制。
[0020]如圖1所示，本實用新型內循環Fenton流化床，包括塔體和固定安裝在塔體上的進水管6、循環管8、高效異相催化反應區3、濾板4及噴淋裝置5，進水管6前端設廢水提升栗9，進水管6與廢水提升栗9間裝有亞鐵加藥管11，塔底設置噴淋裝置5，噴淋裝置5上端從下至上依次設置濾板4、高效異相催化反應區3、固液分離區2、出流區1，固液分離區2可以有效截留反應過程中產生的大量鐵氧體。
[0021]塔體外置循環栗10及回流管8，循環栗10與噴淋裝置5之間設雙氧水加藥管7 ;同時在回流管8內裝有混合器，雙氧水在混合器中預先與廢水充分混合，以此保證藥劑與污染物均勻快速混合與反應；循環水形成酸性，從而可以減緩雙氧水的自分解。
[0022]塔體內部填充特殊的催化填料，采用流態化形式，從而降低塔的造價。
[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)目標廢水及亞鐵溶液經廢水提升栗9栗送至塔底的噴淋裝置5，進入帶壓配水區，經塔底濾板4后進入塔體；
[0026](2)廢水進入塔體后依次經過塔體上部的高效異相催化反應區3、固液分離區2和出流區1 ;
[0027](3)待塔體充滿廢水后即開啟塔體內的循環栗10，開啟雙氧水加藥管7，回流液經塔底噴淋裝置5后產生分布均勻、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Fenton氧化效果。
[0028]下面具體結合應用例對本發明的應用及效果做進一步的說明:
[0029]將上述Fenton流化床應用于某皮革廠廢水，進水pH=6~7，C0D彡300 mg/L。具體處理方式如下:根據本實驗水樣的性質及相關文獻報道Fenton氧化處理條件設置為FeS04.7H20投加量1000mg/L，初始pH值為3.0-5.0，停留時間為20min (廢水流量25m3/h)o依具體情況采用硫酸和氫氧化鈉調節體系的初始pH值，打開廢水提升栗9和亞鐵加藥管11，待廢水充滿后同時打開循環栗10及雙氧水加藥管7，雙氧水經循環管噴淋裝置5霧化后與廢水中的亞鐵充分混合，進入高效異相催化反應區3后生成具有高氧化性的羥基自由基，與有機廢水進行協同氧化反應。本試驗雙氧水投加量為lmL/L時，處理后廢水的C0D為40~60 mg/L，此時C0D去除率為85%以上。
【主權項】
1.一種新型內循環芬頓流化床設備，包括塔體和固定安裝在塔體上的進水管、循環管、高效異相催化反應區、濾板及噴淋裝置，其特征在于:進水管前端設置廢水提升栗，進水管與廢水提升栗間裝有亞鐵加藥管，塔底設置噴淋裝置，噴淋裝置上部從下至上依次設置濾板、高效異相催化反應區、固液分離區、出流區，塔體外置循環栗及回流管，回流管內裝有混合器，循環栗與噴淋裝置之間設雙氧水加藥管。2.根據權利要求1所述的新型內循環芬頓流化床設備，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.根據權利要求1所述的新型內循環芬頓流化床設備，其特征在于:所述塔體材質選用不銹鋼或碳鋼。
【專利摘要】本實用新型公開一種新型內循環芬頓流化床設備，包括塔體、進水管、循環管、高效異相催化反應區、濾板及噴淋裝置，進水管前設廢水提升泵，進水管與廢水提升泵間裝亞鐵加藥管，塔底設置噴淋裝置，噴淋裝置上部從下至上依次設置濾板、高效異相催化反應區、固液分離區、出流區，塔體外置循環泵及回流管。本實用新型通過設置固液分離區，有效截留反應過程中產生的大量鐵氧體，減少了亞鐵鹽的投加量；同時通過增加循環管噴淋裝置，回流液經噴淋裝置后產生均勻、大小適中的噴霧，增大其與亞鐵的接觸面積，縮短反應時間及降低藥品消耗，使Fenton高級氧化工藝更適宜大規模推廣應用。
【IPC分類】C02F1/72
【公開號】CN204999673
【申請號】CN201520514265
【發明人】袁延磊, 李炳輝, 簡磊, 高博, 顧曉鴻, 汪曉軍, 顧曉揚, 汪彤春
【申請人】廣州市華綠環保科技有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年7月15日