CN102583696A - 一种芬顿反应装置 - Google Patents

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姚宏
王钰楷
于晓华
许兆义
田盛
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Abstract

本发明公开了一种芬顿反应装置，包括一壳体，壳体内设有流体化床，壳体底部一端设有废水管进口，壳体底部另一端设有芬顿试剂储存罐，芬顿试剂储存罐通过芬顿试剂进口与废水管进口连接，壳体顶部一端设有出水口，流体化床上填充有粒径为0.2mm-0.5mm的硅砂担体作为结晶核种。本发明采用盘管式加热的方法促进芬顿反应的进行，确保出水水质稳定，保证反应的处理效果，对于我国北方地区冬季的污水处理尤为重要。采用废水-药剂分配系统使得进水方式实现缓流微量，保证H2O2优先与废水充分反应，节省药剂的量。

Description

一种芬顿反应装置
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体的说，本发明涉及一种用于深度处理抗生素废水的改进的芬顿反应装置。
背景技术
目前，制药工业是国家环保规划要重点治理的12个行业之一，对于抗生素生产废水的排放标准也日趋严格，很多企业在原有处理工艺的基础上已不能达到现行的排放标准，亟需对现有工艺进行后续改造，寻求成本低、效果显著的技术以达到废水深度处理达标排放的目的。在各种深度处理技术中，高级氧化技术中经典的芬顿工艺因其氧化能力强，可对污染物无选择性氧化，适应范围广而备受关注。
传统的芬顿氧化技术中，主要是一次性投加大量的过氧化氢(H2O2)和亚铁盐(Fe2+)，即通常的芬顿试剂，两者在酸性的条件下会产生大量的羟基自由基(·OH)，羟基自由基具有极强的得电子能力也就是氧化能力，氧化电位2.8v，是自然界中仅次于氟的氧化剂，对水中的有机物进行无选择性的氧化分解，从而能够处理废水中生物难分解或无法分解的有机物。由于传统工艺中H2O2一次性投加量过大，很容易先对Fe2+氧化成Fe3+，从而造成H2O2和Fe2+试剂的大量浪费，并造成污泥产生量大。
针对现有技术存在的上述不足，提出本发明。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种处理能力强的改进的芬顿反应装置。
为实现上述发明目的，本发明提供的技术方案是：一种芬顿反应装置，包括一壳体，壳体内设有流体化床，壳体底部一端设有废水管进口，壳体底部另一端设有芬顿试剂储存罐，芬顿试剂储存罐通过芬顿试剂进口与废水管进口连接，壳体顶部一端设有出水口，流体化床上填充有粒径为0.2mm-0.5mm的硅砂担体作为结晶核种。
进一步的，所述的流体化床下部设有盘管式加热器，盘管式加热器上部设有蒸汽进口，下部设有冷凝水出口。
另外，芬顿试剂进口通过一废水-药剂分配系统与废水管进口连接。废水-药剂分配系统下方设有一曝气装置。
进一步的，壳体顶部还设有一回流管道与进入废水管进口连接。壳体的底部设有一排渣口。
本发明的有益效果是：本发明采用盘管式加热的方法促进芬顿反应的进行，确保出水水质稳定，保证反应的处理效果，对于我国北方地区冬季的污水处理尤为重要。
采用废水-药剂分配系统使得进水方式实现缓流微量，保证H2O2优先与废水充分反应，节省药剂的量；
结晶槽中的硅砂担体作为结晶核种，促进Fe3+产生碱式氧化亚铁(FeOOH)的结晶体从而截留Fe3+。而对于H2O2，FeOOH作为一种异相催化剂，能够很好的和同相催化剂Fe2+协同催化芬顿反应的进行。正因为有FeOOH的存在，能够大幅减少Fe2+的实际使用量，也能大幅减少产生的污泥量。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行说明。
参照图1，本发明的芬顿反应装置，包括壳体9，壳体9内设有流体化床10，壳体9底部一端设有废水管进口1，壳体9顶部一端设有出水口12，壳体9底部另一端设有芬顿试剂储存罐3，芬顿试剂储存罐3通过芬顿试剂进口2与废水管进口1连接，芬顿试剂进口2通过废水-药剂分配系统4与废水管进口1连接。废水-药剂分配系统4通过分配其上均匀的出水口分别流出废水、H2O2溶液和FeSO4溶液，通过缓流微量加入保证H2O2优先与废水充分反应，节省药剂的量。废水-药剂分配系统4可根据废水的流量投加芬顿药剂，控制废水与芬顿药剂的分配比例，投加总量优选控制在300-500mg/L，当然，可根据实际废水的流量调整废水-药剂分配系统。
废水-药剂分配系统4的下方设有一曝气装置5，曝气装置5保证芬顿试剂与废水充分反应，节约吨水处理成本，药剂得以充分利用，且减少产生的污泥量
流体化床10上填充有粒径为0.2mm-0.5mm的硅砂担体作为结晶核种。流体化床10的硅砂担体作为结晶核种，促进Fe3+产生碱式氧化亚铁(FeOOH)的结晶体从而截留Fe3+。而对于H2O2，FeOOH作为一种异相催化剂，能够很好的和同相催化剂Fe2+协同催化芬顿反应的进行。正因为有FeOOH的存在，能够大幅减少Fe2+的实际使用量，也能大幅减少产生的污泥量。其涉及到的化学反应包括：
Fe2++H2O2→OH-+·OH+Fe3+
Fe2++·OH→OH-+Fe3+
Fe3++H2O2→Fe-OOH2++H+
Fe-OOH2+→Fe2++HO2·
·OH+H2O2→HO2 -+H2O
Fe2++O2-+H+→Fe-OOH2+
Fe2++H2O·→Fe-OOH2+
流体化床10下部设有盘管式加热器6，盘管式加热器6上部设有蒸汽进口7，下部设有冷凝水出口8。盘管式加热器6对于在低温的条件下、特别是我国的北方地区，有较好的适应能力。
壳体9顶部还设有一回流管道11与进入废水管进口1连接，回流管道11用以调整进流水过饱和度及达到担体上流速度，使待处理的无机离子于硅砂担体表面形成稳态结晶体。
壳体9的底部设有一排渣口13。
以上所述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非来限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的显而易见的变动，以及其它不脱离本发明实质的改动，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种芬顿反应装置，包括一壳体，壳体内设有流体化床，壳体底部一端设有废水管进口，壳体底部另一端设有芬顿试剂储存罐，芬顿试剂储存罐通过芬顿试剂进口与废水管进口连接，壳体顶部一端设有出水口，其特征在于，所述的流体化床上填充有硅砂担体作为结晶核种。
2.根据权利要求1所述的一种芬顿反应装置，其特征在于，所述填充的硅砂担体粒径为为0.2mm-0.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种芬顿反应装置，其特征在于，所述的流体化床下部设有盘管式加热器，盘管式加热器上部设有蒸汽进口，下部设有冷凝水出口。
4.根据权利要求1所述的一种芬顿反应装置，其特征在于，所述的芬顿试剂进口通过一废水-药剂分配系统与废水管进口连接。
5.根据权利要求5所述的一种芬顿反应装置，其特征在于，所述的废水-药剂分配系统下方设有一曝气装置。
6.根据权利要求1所述的一种芬顿反应装置，其特征在于，所述的壳体顶部还设有一回流管道与进入废水管进口连接。
7.根据权利要求1所述的一种芬顿反应装置，其特征在于，所述壳体的底部设有一排渣口。
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