CN104496096A - 一种五相多级催化氧化反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种五相多级催化氧化反应器，包括罐体，罐体内设有内筒，罐体的顶部设有排气口，排气口与排气管道相连，排气口设置在椭圆形封头的中部和罐体的下部，罐体的底部设有进水口，罐体底部的前后对应侧设有一个出水口和一个放空管，内筒与罐体之间设有一个层流反应出水区，该区内设有一个填料层，且上下部均用丝网进行封闭，填料层的上下两个端面通过所述丝网固定在内筒外部，在内筒内设有石英管和超声波管，内筒的中部交错地设有加药口；在出水口和填料层之间设置四根环绕层流反应出水区的曝气管，并在曝气管中开有数个曝气孔。处理废水时集固、液、气、光、声五相多位一体，使废水的处理效率大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种反应器，尤其是一种五相多级催化氧化反应器。
背景技术
众所周知，电极电位直接决定了物质的氧化或还原能力。羟基自由基具有极高的氧化电极电位(2.80v)，仅次于F(3.06v)。它是最强的氧化剂之一，它的电子亲和能力为596.3KJ，容易进攻高电子云密度点。这决定了·OH进攻具有快速性，并且通过电子转移和加成反应，能够无选择的与污水中的污染物发生反应。通过破链断键，将污染物氧化成为二氧化碳、水，部分物质直接矿化成为盐，而不会产生二次污染。
而普通产生羟基自由基的方法(如fenton试剂)对反应条件要求比较苛刻，必须是PH在5左右(添加fenton试剂后PH约为3或更低)。为能发生完全反应，必须前酸后碱进行调节。操作复杂，运行成本高，工作环境恶劣。且系统中由于Fe2+浓度高，处理后的废水可能带有颜色或者容易出现返色现象。而其它诸如紫外线或者臭氧单纯也能产生·OH，但只在水质较好的净水处理过程中用于杀菌、消毒，对于高污染负荷的污、废水需要大量的能量来维持，运行成本高且不稳定，目前还处于实验室阶段。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中氧化反应器所存在的缺陷，提供一种在处理废水时集固、液、气、光、声五相多位一体，使废水的处理效率大大提高的五相多级催化氧化反应器。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种五相多级催化氧化反应器，包括一个密闭的罐体，在该罐体的上下部分设有椭圆形封头，罐体内设有内筒，罐体的顶部设有排气口，排气口与排气管道相连，排气口设置在椭圆形封头的中部，罐体的底部设有进水口，罐体底部的前后对应侧设有一个出水口和一个放空管；
所述内筒与罐体之间设有一个层流反应出水区，该区内设有一个填料层，且上下部均用丝网进行封闭，填料层的上下两个端面通过所述丝网固定在内筒外部，在所述内筒内设有石英管和超声波管，内筒的中部交错地设有加药口；在所述出水口和填料层之间设置四根环绕层流反应出水区的曝气管，并在曝气管中开有数个曝气孔。
上述的一种五相多级催化氧化反应器，所述罐体外顶部开有两个检修口和检查液位口，罐体底部安有一个支撑的支座。
上述的一种五相多级催化氧化反应器，所述石英管和超声波管的数量均为两根且排列在所述内筒的中部。
上述的一种五相多级催化氧化反应器，所述石英管中内置紫外线灯管。填料层里的填料选择废水处理领域常用的填料即可，由于装置内设紫外线和超声波发生装置，使废水处理集固、液、气、光、声五相多位一体，可控制各种反应条件，有机糅合了诱发，催化和协同效应，通过电子转移、加成反应、破链断键，快速、高效的将废水中的污染物去除，达到净化水质，降低出水指标的目的。由于大部分污染物被转化成为二氧化碳和水，部分物质直接矿化，产泥量大大减少。而且因为产生的污泥主要为无机物，极易脱水。
本装置提高了污水的可生化性、可絮凝性，通过氧化作用，开环断键，打开某些发生基团的稳定结构，在降低有机物(CODcr)的同时达到降低色度的目的。通过进一步氧化处理，将反应中的二价铁转化为三价铁，既避免了返色现象，又利用了三价铁的絮凝作用，以较低的成本达到较高的去除效率。
作为优选，罐体内设内筒，且所述的填料层由丝网限定在内筒外侧，丝网将填料层内的填料限定在罐体内部，使填料不会随废水流走。此结构使废水的罐体内停留时间较长，内筒一定程度上起到折流板的作用，增大了废水与填料和氧化剂的混合接触时间，因此可以大大提高废水的处理效率。
作为优选，所述的加药口有两个，均位于内筒中，两个加药口可以分别加入双氧水和含亚铁离子的氧化剂，利于控制氧化剂的添加时间和添加量。由于双氧水要含亚铁离子的氧化剂加入废水中，因此需要加双氧水的加药口设于填料层的顶部，而加亚铁的氧化剂的加药口位于填料的底部。
作为优选，加药口上固定有深入罐体内部的加药管，所述的加药管上开有多个孔，此结构使所加的氧化剂与废水可以充分的混合。
与现有的氧化反应器相比，本发明具有以下优点：
1.整个装置设计合理，结构紧凑，各操作部分相互制约性小，易于工程设计，安装和检修。
2.石英石的透光率高，能量损耗少，处理后不产生二次污染。
3.经紫外线照射后H2O2可分解产生较高浓度的羟基自由基。
4.与原有的四相多级反应器相比，更可以降低药剂成本，且处理效果优于四相。
5.降低出水CODcr，SS的同时，也能起到杀菌消毒的作用。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图；
图2是本发明的左视图；
图3是本发明的俯视图；
图4是本发明的石英管在罐体内的分布示意图；
图5是本发明的超声波在罐体内的分布示意图；
图6是本发明的曝气管在罐体内的分布示意图。
标号说明：1排气口，2丝网，3加药口一，4石英管，5超声波管，6罐体，7内筒，8放空管，9进水口，10支座，11出水口，12曝气管，13加药口二，14填料层，15检查液位口
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解和认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
如图1至图6所示，一种五相多级催化氧化反应器，包括一个密闭的罐体6，在该罐体6的上下部分设有椭圆形封头，罐体6内设有内筒7，罐体6的顶部设有排气口1，排气口1与排气管道相连，排气口1设置在椭圆形封头的中部，罐体6的底部设有进水口9，罐体6底部的前后对应侧设有一个出水口11和一个放空管8；
内筒7与罐体6之间设有一个层流反应出水区，该区内设有一个填料层14，且上下部均用丝网2进行封闭，填料层14的上下两个端面通过丝网2固定在内筒7外部，在内筒7内设有石英管4和超声波管5，石英管4和超声波管5的数量均为两根且排列在内筒7的中部，石英管4中内置紫外线灯。
管内筒7的中部交错地设有加药口(3，13)；在出水口11和填料层14之间设置四根环绕层流反应出水区的曝气管12，并在曝气管12中开有数个曝气孔。
进一步，在罐体6外顶部开有两个检修口和检查液位口15，罐体6底部安有一个支撑的支座10，填料层14里的填料选择废水处理领域常用的填料即可，由于装置内设紫外线和超声波发生装置，使废水处理集固、液、气、光、声五相多位一体，可控制各种反应条件，有机糅合了诱发，催化和协同效应，通过电子转移、加成反应、破链断键，快速、高效的将废水中的污染物去除，达到净化水质，降低出水指标的目的。由于大部分污染物被转化成为二氧化碳和水，部分物质直接矿化，产泥量大大减少。而且因为产生的污泥主要为无机物，极易脱水。
本装置提高了污水的可生化性、可絮凝性，通过氧化作用，开环断键，打开某些发生基团的稳定结构，在降低有机物(CODcr)的同时达到降低色度的目的。通过进一步氧化处理，将反应中的二价铁转化为三价铁，既避免了返色现象，又利用了三价铁的絮凝作用，以较低的成本达到较高的去除效率。
作为优选，罐体6内设内筒7，且填料层14由丝网2限定在内筒外侧，丝网2将填料层14内的填料限定在罐体6内部，使填料不会随废水流走。此结构使废水的罐体6内停留时间较长，内筒7一定程度上起到折流板的作用，增大了废水与填料和氧化剂的混合接触时间，因此可以大大提高废水的处理效率。
作为优选，加药口有两个，分别为加药口一3和加药口二13，均位于内,7中，两个加药口可以分别加入双氧水和含亚铁离子的氧化剂，利于控制氧化剂的添加时间和添加量。由于双氧水要含亚铁离子的氧化剂加入废水中，因此需要加双氧水的加药口设于填料层的顶部，而加亚铁的氧化剂的加药口位于填料的底部。
作为优选，加药口上固定有深入罐体内部的加药管，加药管上开有多个孔，此结构使所加的氧化剂与废水可以充分的混合。
与现有的氧化反应器相比，本发明具有以下优点：
1.整个装置设计合理，结构紧凑，各操作部分相互制约性小，易于工程设计，安装和检修。
2.石英石的透光率高，能量损耗少，处理后不产生二次污染。
3.经紫外线照射后H2O2可分解产生较高浓度的羟基自由基。
4.与原有的四相多级反应器相比，更可以降低药剂成本，且处理效果优于四相。
5.降低出水CODcr，SS的同时，也能起到杀菌消毒的作用。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (4)
1.一种五相多级催化氧化反应器，包括一个密闭的罐体，在该罐体的上下部分设有椭圆形封头，其特征在于，罐体内设有内筒，罐体的顶部设有排气口，排气口与排气管道相连，排气口设置在椭圆形封头的中部，罐体的底部设有进水口，罐体底部的前后对应侧设有一个出水口和一个放空管；
所述内筒与罐体之间设有一个层流反应出水区，该区内设有一个填料层，且上下部均用丝网进行封闭，填料层的上下两个端面通过所述丝网固定在内筒外部，在所述内筒内设有石英管和超声波管，内筒的中部交错地设有加药口；在所述出水口和填料层之间设置四根环绕层流反应出水区的曝气管，并在曝气管中开有数个曝气孔。
2.根据权利要求1所述的一种五相多级催化氧化反应器，其特征在于，所述罐体外顶部开有两个检修口和检查液位口，罐体底部安有一个支撑的支座。
3.根据权利要求1所述的一种五相多级催化氧化反应器，其特征在于，所述石英管和超声波管的数量均为两根且排列在所述内筒的中部。
4.根据权利要求3所述的一种五相多级催化氧化反应器，其特征在于，所述石英管中内置紫外线灯管。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN108745235A (zh) * | 2018-08-24 | 2018-11-06 | 西南大学 | 一种气升式内环流超声纳米粒子分散反应器 |
| CN113967448A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-01-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 内循环催化湿式氧化反应器和水处理系统 |
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2014
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| CN108745235A (zh) * | 2018-08-24 | 2018-11-06 | 西南大学 | 一种气升式内环流超声纳米粒子分散反应器 |
| CN113967448A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-01-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 内循环催化湿式氧化反应器和水处理系统 |
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