CN104071888A - 一种斜板催化反应塔 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种斜板催化反应塔，包括底座，底座上设置有反应塔主体，反应塔主体由自下而上的塔底、填料层、塔顶组成；塔底的底部设置有塔底封头，塔底封头连接有排空/排泥阀门，塔底的侧壁设置有臭氧水进水口、废水进水口；填料层内填充有催化剂固体填料；塔顶设置有塔顶封头，塔顶的侧壁设置有废水出水口。本发明的结构简单、成本低、易于操作管理、适用于污水处理的斜板催化反应塔，利用塔内的特殊结构和填充的惰性贵金属催化剂固体填料，催化氧化臭氧产生羟基自由基来氧化降解污水中的易氧化物质，达到消除有机物污染和臭味的目的。能结合臭氧技术应用在大规模污水处理领域。

Description

一种斜板催化反应塔

技术领域

本发明属于污水处理领域，特别涉及一种用于污水处理领域的斜板催化反应塔。

背景技术

随着人类社会的不断发展，城市规模的不断扩大，城市的用水量和排水量都在不断增加，加剧了用水的紧张和水质的污染，环境问题日益突出，由此造成的水危机已经成为社会经济发展的重要制约因素。

我国的水资源相对贫乏，如果能将排放的污水进行处理并回收利用，不仅能减少环境污染问题，而且对缓解缺水问题具有重要意义。

高级氧化技术在污水处理领域有很好的处理效果，臭氧氧化技术是其中之一，在国外已经广泛应用在污水处理领域。但由于臭氧具有极强的氧化能力，对反应器要求耐腐蚀耐氧化，另目前采用的臭氧催化反应塔对臭氧的利用率不高，臭氧和污水在反应器内混合不均匀，造成污水处理质量不稳定，另外采用的紫外线或微波类催化臭氧反应，能耗较大，投资昂贵，紫外线发射管易损坏，影响污水处理效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种斜板催化反应塔，以解决现有技术中存在的臭氧和污水混合不均匀和催化设备易于损坏的问题，

      为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种斜板催化反应塔，包括底座，底座上设置有反应塔主体，反应塔主体由自下而上的塔底、填料层、塔顶组成；塔底的底部设置有塔底封头，塔底封头连接有排空/排泥阀门，塔底的侧壁设置有臭氧水进水口、废水进水口；填料层内填充有催化剂固体填料；塔顶设置有塔顶封头，塔顶的侧壁设置有废水出水口。

进一步的，塔底的侧壁上，位于废水进水口的下方设置有分流废水出水口。

进一步的，分流废水出水口上设置有过滤网。

进一步的废水进水口为L型，其尾端连接有一个喇叭口，喇叭口朝下，正对所述过滤网。

进一步的，塔底封头为弧形结构。

进一步的，塔顶封头为弧形结构。

进一步的，反应塔主体全部采用不锈钢材质。

进一步的，臭氧水进水口为L型，并连接有一个反射器。

进一步的，填料层内设置有填料支撑板，其上装填有固体填料，固体填料为折板、斜板式片状，其为凹凸面，表面涂覆有惰性贵金属催化剂，与水平面夹角为80-90度。

进一步的，固体填料填满填料层内空间，固体填料为多层。

进一步的，废水出水口连接有三通，并设置有取样口。

废水从废水进水口进入塔内，通过设置在废水进水口的阀门调节废水进水流量，通过废水进水口的弯头改变水流方向，废水进水口连接有喇叭口，扩大水流面积，有效冲洗分流废水出水口的过滤网，防止过滤网堵塞，节省能量。塔内的废水一部分经过滤网过滤去除一些杂质后通过分流废水出水口进入德宇清设备进行与臭氧的混合和反应，另一部分向塔上部流动。废水与臭氧混合后通过斜板催化反应塔上的臭氧水进水口进入塔内，水流经过反射器的阻挡和反射，改变水流方向，使得水流向四周扩散，提高与原废水的混合效率，增大与塔内催化剂的接触面积，并减缓水流流速，减小对塔内部结构的冲刷和磨损。废水经过多层与水流方向一致排列的斜板催化剂固体填料，催化臭氧和废水反应产生氧化基团，快速氧化降解废水中的有害物质和大分子有机物，达到处理污水的目的。经处理后的废水通过塔上部的废水出水口排出，废水出水口管道上安装三通和取样阀门，方便取样。斜板催化反应塔塔底封头采用弧形结构，增大存储沉淀物体积，便于沉淀物依靠重力沉降，底部设置排空/排泥阀门，便于将废水中的沉淀物及时排出或将塔内废水排空，防止过多的沉淀物堵塞过滤网和填料。

本发明的有益效果是：

本发明的结构简单、成本低、易于操作管理、适用于污水处理的斜板催化反应塔，利用塔内的特殊结构和填充的惰性贵金属催化剂固体填料，催化氧化臭氧产生羟基自由基来氧化降解污水中的易氧化物质，达到消除有机物污染和臭味的目的。能结合臭氧技术应用在大规模污水处理领域。具体表现为以下几点：

1）反应塔主体采用不锈钢材质制作，有效防止废水腐蚀和臭氧腐蚀，塔底封头采用弧形结构，增大存储沉淀物体积，便于沉淀物依靠重力沉降，底部设置排空/排泥阀门，便于将废水中的沉淀物及时排出，防止堵塞过滤网和填料。

2）臭氧进水口连接反射器，臭氧水进水经反射器反射后，改变水流方向，减缓水流速度，与塔内的废水混合更均匀，增大与塔内催化剂的接触面积，并延长反应时间，提高反应效率。

3）塔内填料支撑板上装填有惰性贵金属催化剂固体填料，填料采用折板、斜板式片状，其采用凹凸面，质量轻，表面积大，表面涂覆有惰性贵金属催化剂，按80-90度倾角顺序排放，方便水流通过，减小阻力。填料填满塔内空间，填料可分n层进行排放，有效增大催化反应接触面积，并减小催化反应器体积和装置占地面积。

4）塔顶封头采用弧形结构设计，增大塔内气体承压能力，分流废水出水口连接过滤网，过滤悬浮颗粒和大的纤维杂质，保证泵以及后续系统的正常运行，避免大颗粒物质堵塞管道和缠绕水泵叶轮，使催化反应更高效的用于处理污水。

5）废水进水口连接喇叭口，喇叭口正对前面所述过滤网，反洗过滤网上的颗粒杂质，保证过滤网不被堵塞。通过喇叭口的口径变化，增大出水面积，提高冲洗过滤网面积，提高混合效率。

6）废水出水口连接三通，设置取样口，方便对处理后的废水进行取样化验分析。

 7）本发明斜板催化反应塔可根据废水水质情况和处理水量进行塔体尺寸的设计改变（可改变塔体直径、塔体高度使得塔内容积改变），或者通过进水口处调节阀门调节进水流量，保证废水在塔内有充足的反应停留时间，适应于多种水量、水质的处理，应用范围广。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中，1、底座；2、塔底封头；3、臭氧水进水口；4、反射器；5、催化剂固体填料；6、塔顶；7、塔顶封头；8、废水出水口；9、废水进水口；10、喇叭口；11、分流废水出水口；12、过滤网；13、排空/排泥阀门；14、塔底；15、填料层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，本发明的斜板催化反应塔包括底座1，底座1上设置有反应塔主体，反应塔主体由自下而上的塔底14、填料层15、塔顶6组成；塔底14的底部设置有塔底封头2，塔底封头2连接有排空/排泥阀门13，塔底14的侧壁设置有臭氧水进水口3、废水进水口9；填料层15内填充有催化剂固体填料5；塔顶6设置有塔顶封头7，塔顶6的侧壁设置有废水出水口8，塔底14的侧壁上，位于废水进水口9的下方设置有分流废水出水口11。

分流废水出水口11上设置有过滤网12。

废水进水口9为L型，其尾端连接有一个喇叭口10，喇叭口10朝下，正对所述过滤网12。反洗过滤网上的颗粒杂质，保证过滤网不被堵塞。通过喇叭口的口径变化，增大出水面积，提高冲洗过滤网面积，提高混合效率。

塔底封头2为弧形结构，增大存储沉淀物体积，便于沉淀物依靠重力沉降，其底部的排空/排泥阀门13，便于将废水中的沉淀物及时排出，防止堵塞过滤网和填料；塔顶封头采用弧形结构，增大塔内气体承压能力，分流废水出水口连接过滤网，过滤悬浮颗粒和大的纤维杂质，保证泵以及后续系统的正常运行，避免大颗粒物质堵塞管道和缠绕水泵叶轮，使催化反应更高效的用于处理污水。

反应塔主体全部采用不锈钢材质，有效防止废水腐蚀和臭氧腐蚀。

臭氧水进水口3为L型，并连接有一个反射器4。臭氧水进水经反射器反射后，改变水流方向，减缓水流速度，与塔内的废水混合更均匀，增大与塔内催化剂的接触面积，并延长反应时间，提高反应效率。

填料层15内设置有填料支撑板，其上装填有固体填料，该固体填料为折板、斜板式片状，其为凹凸面，表面涂覆有惰性贵金属催化剂，该折板、斜板式片状与水平面夹角为80-90度，方便水流通过，减小阻力。惰性贵金属催化剂采用现有的惰性贵金属催化剂，如现有技术中公开的金（Au）、银（Ag）、铂（Pt）、钯（Pd）、铑（Rh）、铱（Ir）、锇（Os）、钌（Ru）等惰性贵金属催化剂。

固体填料填满填料层15内空间，固体填料可分n层进行排放，有效增大催化反应接触面积，并减小催化反应器体积和装置占地面积

废水出水口8连接有三通，并设置有取样口。方便对处理后的废水进行取样化验分析。

废水从废水进水口9进入塔内，通过设置在废水进水口9的阀门调节废水进水流量，通过废水进水口9的弯头改变水流方向，废水进水口9连接有喇叭口10，扩大水流面积，有效冲洗分流废水出水口的过滤网，防止过滤网堵塞，节省能量。塔内的废水一部分经过滤网12过滤去除一些杂质后通过分流废水出水口11进入德宇清设备进行与臭氧的混合和反应，另一部分向塔上部流动。废水与臭氧混合后通过斜板催化反应塔上的臭氧水进水口3进入塔内，水流经过反射器4的阻挡和反射，改变水流方向，使得水流向四周扩散，提高与原废水的混合效率，增大与塔内催化剂的接触面积，并减缓水流流速，减小对塔内部结构的冲刷和磨损。废水经过多层与水流方向一致排列的斜板催化剂固体填料，催化臭氧和废水反应产生氧化基团，快速氧化降解废水中的有害物质和大分子有机物，达到处理污水的目的。经处理后的废水通过塔上部的废水出水口8排出，废水出水口8管道上安装三通和取样阀门，方便取样。斜板催化反应塔塔底封头采用弧形结构，增大存储沉淀物体积，便于沉淀物依靠重力沉降，底部设置排空/排泥阀门，便于将废水中的沉淀物及时排出或将塔内废水排空，防止过多的沉淀物堵塞过滤网和填料。

本时发明的斜板催化反应塔可根据废水水质情况和处理水量进行塔体尺寸的设计改变（可改变塔体直径、塔体高度使得塔内容积改变），或者通过进水口处调节阀门调节进水流量，保证废水在塔内有充足的反应停留时间，适应于多种水量、水质的处理，应用范围广。

下面结合具体实施例做进一步描述。

实施例1：

按本发明技术方案设计制作出的斜板催化反应塔与德宇清污水一体机（提供臭氧、臭氧与废水混合）通过管道连接进行污水处理，处理后的污水比单独使用臭氧处理污水效果好，反应时间缩短，反应效率提高，降解COD能力大幅提高，对色度、臭味效果更好。

例如：斜板催化反应塔与德宇清污水一体机连接后对某印染废水进行处理，经30min处理后，脱色效果明显，而且COD从原来的1660mg/L降至907mg/L，降解率达到45.4%。详见下表：

水质参数	原样	处理3h后	降解率
				COD(mg/L)	1660	907	45.4%
色度	深棕色	浅黄色	——

Claims (10)

1.一种斜板催化反应塔，其特征在于：包括底座（1），底座（1）上设置有反应塔主体，反应塔主体由自下而上的塔底（14）、填料层（15）、塔顶（6）组成；塔底（14）的底部设置有塔底封头（2），塔底封头（2）连接有排空/排泥阀门（13），塔底（14）的侧壁设置有臭氧水进水口（3）、废水进水口（9）；填料层（15）内填充有催化剂固体填料（5）；塔顶（6）设置有塔顶封头（7），塔顶（6）的侧壁设置有废水出水口（8）；塔底（14）的侧壁上，位于废水进水口（9）的下方设置有分流废水出水口（11）。

2.如权利要求1所述的斜板催化反应塔，其特征在于：分流废水出水口（11）上设置有过滤网（12），过滤网（12）为不锈钢材质。

3.如权利要求2所述的斜板催化反应塔，其特征在于：废水进水口（9）为L型，其尾端连接有一个喇叭口（10），喇叭口（10）朝下，正对所述过滤网（12）。

4.如权利要求1所述的斜板催化反应塔，其特征在于：塔底封头（2）为弧形结构。

5.如权利要求1所述的斜板催化反应塔，其特征在于：塔顶封头（7）为弧形结构。

6.如权利要求1所述的斜板催化反应塔，其特征在于：反应塔主体采用不锈钢材质。

7.如权利要求1所述的斜板催化反应塔，其特征在于：臭氧水进水口（3）为L型，并连接有一个反射器（4）。

8.如权利要求1所述的斜板催化反应塔，其特征在于：填料层（15）内设置有填料支撑板，其上装填有固体填料，固体填料为折板、斜板式片状，其为凹凸面，表面涂覆有惰性贵金属催化剂，该折板、斜板式片状与水平面夹角为80-90度。

9.如权利要求1所述的斜板催化反应塔，其特征在于：固体填料填满填料层（15）内空间，固体填料为多层。

10.如权利要求1所述的斜板催化反应塔，其特征在于：废水出水口（8）连接有三通，并设置有取样口。