CN108689476A - 一种芬顿反应装置 - Google Patents

一种芬顿反应装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108689476A
CN108689476A CN201810754417.5A CN201810754417A CN108689476A CN 108689476 A CN108689476 A CN 108689476A CN 201810754417 A CN201810754417 A CN 201810754417A CN 108689476 A CN108689476 A CN 108689476A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tower body
fenton
layer
bloodstone
water inlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810754417.5A
Other languages
English (en)
Inventor
周进
戴竹青
马建锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changzhou University
Original Assignee
Changzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changzhou University filed Critical Changzhou University
Priority to CN201810754417.5A priority Critical patent/CN108689476A/zh
Publication of CN108689476A publication Critical patent/CN108689476A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/722—Oxidation by peroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/725—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/02—Specific form of oxidant
    • C02F2305/026—Fenton's reagent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

本发明公开了一种芬顿反应装置，在塔体内从上到下设置离子交换树脂层、赤铁矿层、黄铁矿层和赤铁矿‑铁屑混合层，通过黄铁矿层促进二价铁离子和三价铁离子之间的循环，大大提高芬顿反应速度，极大提升处理效率，从而减小塔体的体积，节省成本；在离子交换树脂层和赤铁矿层之间设置回流管，回流管与设在进水管中段的文丘里管在文丘里管喉部联接，将一部分含有铁离子/亚铁离子的废水回流，重复使用，从而节省成本。

Description

一种芬顿反应装置
技术领域
本发明属于水处理领域，具体涉及一种芬顿反应装置。
背景技术
水是人类发展不可缺少的自然资源，是人类和一切生物赖以生存的物质基础。当今世界，水资源不足和污染构成的水源危机已成为任何一个国家在政策、经济和技术上所面临的复杂问题和社会经济发展的主要制约因素。
Fenton(中文译为芬顿)是为数不多的以人名命名的无机化学反应之一。1893年，化学家Fenton发现，过氧化氢(H2O2)与二价铁离子的混合溶液具有强氧化性，可以将当时很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，氧化效果十分显著。但此后半个多世纪中，这种氧化性试剂却因为氧化性极强没有被太多重视。但进入20世纪70年代，芬顿试剂在环境化学中找到了它的位置，具有去除难降解有机污染物的高能力的芬顿试剂，在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中体现了很广泛的应用。
利用芬顿工艺对工业废水进行处理，能够在极短的时间内将工业废水中的有机物进行氧化分解，氧化率比较高，不会出现二次污染。并且这种工艺的基建投资比较少，运用过程中不需要花费大量的费用，操作工艺比较简单。芬顿工艺在近年来的工业废水处理中被广泛的应用，取得了良好的效果。但近年来研究发现芬顿反应的制约因素在于二价铁和三价铁之间的循环，因此要加快芬顿反应的应用推广，必须提高芬顿反应速度，而芬顿反应速度需要加快二价铁和三价铁之间的循环。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种芬顿反应装置，设置了黄铁矿层，促进了二价铁离子和三价铁离子之间的循环，大大提高了芬顿反应速度和处理效率，从而可以减小塔体的体积，节省成本。
为实现以上目的，本发明采用以下的技术方案：
一种芬顿反应装置，包括：塔体，在所述塔体的顶端设有出气口，在所述塔体的底端设有排污管，其中，
在所述塔体的内部设有四个填料段，所述填料段从上到下依次分别为离子交换树脂层、赤铁矿层、黄铁矿层和赤铁矿-铁屑混合层；
在所述塔体的一侧侧壁从上到下设有出水口、回流管接口和入水口，其中，所述出水口设在所述塔体上部并位于所述离子交换树脂层的上方，与出水管连接；所述回流管接口设于所述离子交换树脂层和所述赤铁矿层之间，与回流管连接；所述入水口设在所述塔体的下部并位于所述赤铁矿-铁屑混合层的下方，与进水管连接，在所述进水管的中段设有文丘里管，所述回流管和所述进水管联接，联接处位于所述文丘里管的喉部；
在所述塔体的侧壁上还设有加药管接口和曝气管接口，分别与加药管和曝气管连接，所述加药管和所述曝气管均通入到所述塔体内部，位于所述塔体内部的所述加药管的出药口和所述曝气管的曝气口均位于所述入水口的下方。
优选的技术方案中，所述塔体的底部设置为倒锥形，可以便于芬顿反应产生的沉淀及时沉降到底部，并通过开启底端的排泥开关排出。
优选的技术方案中，所述赤铁矿层、黄铁矿层和赤铁矿-铁屑混合层连续设置以节省空间。
优选的技术方案中，所述赤铁矿层、黄铁矿层和赤铁矿-铁屑混合层间隔设置延长反应时间。
优选的技术方案中，所述赤铁矿-铁屑混合层中，赤铁矿与铁屑的质量比为100～1000:1。
上述装置中，所述曝气管可以选择通用的装置，优选为微孔曝气装置。
使用本发明的芬顿反应装置进行污水处理的过程如下：
将污水由水泵泵入，并从所述进水管进入所述塔体；质量浓度为30％的双氧水经由泵泵入，从所述加药管进入所述塔体；空气从所述曝气管进入所述塔体，持续曝气。污水和双氧水同时向上流动，先经过所述赤铁矿-铁屑混合层，所述赤铁矿表面结合的三价铁与铁屑反应生成亚铁离子、水中溶解氧氧化所述铁屑得到亚铁，这些亚铁和双氧水协同，对污水中的有机物发生反应，污染物降解；与亚铁离子反应后，污水和双氧水(携带有部分反应产物)继续向上流动，进入所述黄铁矿层并与黄铁矿接触，黄铁矿的主要成分为硫化铁，硫化铁能促进二价铁离子和三价铁离子之间循环，迅速参与到芬顿反应中，提高芬顿反应速度。文丘里管的作用可以使一部分含有铁离子/亚铁离子的废水回流，重复使用，反应后，在文丘里管的作用下，一部分含有铁离子/亚铁离子的污水回流到进水管，被重复使用，而大部分污水继续向上流动，在上升过程中持续反应，污水中的污染物得到降解。由于污水pH值逐渐呈现为中性，一部分铁离子会沉积在赤铁矿层表面，另一部分继续向上流，被离子交换树脂层所交换吸附。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明的芬顿反应装置，通过引入黄铁矿层促进二价铁离子和三价铁离子之间的循环，大大提高芬顿反应速度，从而极大提升处理效率，可以减小塔体的体积，节省成本；通过设置文丘里管段和回流管，将一部分含有铁离子/亚铁离子的废水回流，重复使用，也可以节省成本。
本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现，并可通过所附权利要求中特地指出的手段、装置和它们的组合得以实现。
附图说明
图1是本发明的一种芬顿反应装置示意图。
(符号说明)
1 塔体 2 出气口
3 出水口 4 离子交换树脂层
5 赤铁矿层 6 黄铁矿层
7 赤铁矿-铁屑混合层 8 回流管
9 入水口 10 文丘里管
11 加药管 12 曝气管
13 排污管
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式进行详细说明，以更清楚地理解本发明的技术内容。
如图1所示，本发明的一具体实施例中，一种芬顿反应装置，包括：塔体1，在塔体1的顶端设有出气口2，在塔体1的底端设有排污管13，其中，
在塔体1的内部设有四个填料段，从上到下的填料段依次分别为离子交换树脂层4、赤铁矿层5、黄铁矿层6和赤铁矿-铁屑混合层7；
在塔体1的一侧侧壁从上到下设有出水口、回流管接口和入水口，其中，出水口设在塔体1上部并位于离子交换树脂层4的上方，与出水管3连接；回流管接口设于离子交换树脂层4和赤铁矿层5之间，与回流管8连接；入水口设在塔体1的下部并位于赤铁矿-铁屑混合层7的下方，与进水管9连接，在进水管9的中段设有文丘里管10，回流管8和进水管9联接，联接处位于文丘里管10的喉部；
在塔体1的侧壁上还设有加药管接口和曝气管接口，分别与加药管11和曝气管12连接，加药管11和曝气管12均通入到塔体1内部，位于塔体1内部的加药管11的出药口和曝气管12的曝气口，均位于入水口的下方。
使用时，将污水由水泵(图中未示出)泵入，并从进水管9进入塔体1；质量浓度为30％的双氧水经由泵(图中未示出)泵入，从加药管11进入塔体1；空气从曝气管12进入塔体1，持续曝气。污水和双氧水同时向上流动，先经过赤铁矿-铁屑混合层7，溶解在赤铁矿-铁屑混合层7表面的亚铁离子和双氧水协同，对污水中的有机物发生反应，污染物降解；与亚铁离子反应后，污水和双氧水(携带有部分反应产物)继续向上流动并反应，进入黄铁矿层6并与黄铁矿接触，黄铁矿的主要成分为硫化铁，硫化物表面暴露的还原态金属活性中心促进了Fe3+/Fe2+的循环，迅速参与到芬顿反应中，提高芬顿反应速度，反应后，在文丘里管10的作用下，一部分含有铁离子/亚铁离子的污水回流到进水管9，被重复使用，而大部分污水继续向上流动，到达赤铁矿层5并在其表面继续反应，污水中的污染物得到降解。由于污水pH值逐渐呈现为中性，一部分铁离子会沉积在赤铁矿层5表面，另一部分继续向上流，被离子交换树脂层4所交换吸附。
本领域技术人员可以理解，如图1中所示，塔体1的底部设置为倒锥形，方便排泥。
本领域技术人员可以理解，赤铁矿层5、黄铁矿层6和赤铁矿-铁屑混合层7可以连续设置，也可以如图1中所示，赤铁矿层5、黄铁矿层6和赤铁矿-铁屑混合层7间隔设置。
本领域技术人员可以理解，曝气管12可以选择通用的装置，优选为微孔曝气装置。
上述芬顿反应装置，通过引入黄铁矿层促进二价铁离子和三价铁离子之间的循环，大大提高芬顿反应速度，从而极大提升处理效率，可以减小塔体的体积，节省成本；通过设置文丘里管段和回流管，将一部分含有铁离子/亚铁离子的废水回流，重复使用，也可以节省成本。
由此可见，本发明的目的已经完整并有效的予以实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中予以展示和说明，在不背离所述原理的情况下，实施方式可作任意修改。所以，本发明包括了基于权利要求精神及权利要求范围的所有变形实施方式。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种芬顿反应装置，包括：塔体，在所述塔体的顶端设有出气口，在所述塔体的底端设有排污管，其特征在于，
在所述塔体的内部设有四个填料段，所述填料段从上到下依次分别为离子交换树脂层、赤铁矿层、黄铁矿层和赤铁矿-铁屑混合层；
在所述塔体的一侧侧壁从上到下设有出水口、回流管接口和入水口，其中，所述出水口设在所述塔体上部并位于所述离子交换树脂层的上方，与出水管连接；所述回流管接口设于所述离子交换树脂层和所述赤铁矿层之间，与回流管连接；所述入水口设在所述塔体的下部并位于所述赤铁矿-铁屑混合层的下方，与进水管连接，在所述进水管的中段设有文丘里管，所述回流管和所述进水管联接，联接处位于所述文丘里管的喉部；
在所述塔体的侧壁上还设有加药管接口和曝气管接口，分别与加药管和曝气管连接，所述加药管和所述曝气管均通入到所述塔体内部，位于所述塔体内部的所述加药管的出药口和所述曝气管的曝气口均位于所述入水口的下方。
2.如权利要求1所述的芬顿反应装置，其特征在于，所述塔体的底部设置为倒锥形。
3.如权利要求1所述的芬顿反应装置，其特征在于，所述赤铁矿层、黄铁矿层和赤铁矿-铁屑混合层连续设置。
4.如权利要求1所述的芬顿反应装置，其特征在于，所述赤铁矿层、黄铁矿层和赤铁矿-铁屑混合层间隔设置。
5.如权利要求1所述的芬顿反应装置，其特征在于，所述赤铁矿-铁屑混合层中，赤铁矿与铁屑的质量比为100～1000:1。
6.如权利要求1所述的芬顿反应装置，其特征在于，所述曝气装置为微孔曝气装置。
CN201810754417.5A 2018-07-11 2018-07-11 一种芬顿反应装置 Pending CN108689476A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810754417.5A CN108689476A (zh) 2018-07-11 2018-07-11 一种芬顿反应装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810754417.5A CN108689476A (zh) 2018-07-11 2018-07-11 一种芬顿反应装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108689476A true CN108689476A (zh) 2018-10-23

Family

ID=63851395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810754417.5A Pending CN108689476A (zh) 2018-07-11 2018-07-11 一种芬顿反应装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108689476A (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105923860A (zh) * 2016-06-29 2016-09-07 盐城工学院 一种改进型芬顿流化床及其处理废水的方法
CN106396074A (zh) * 2016-09-30 2017-02-15 浙江工业大学 一种基于硫化零价铁活化双氧水快速去除有机污染物的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105923860A (zh) * 2016-06-29 2016-09-07 盐城工学院 一种改进型芬顿流化床及其处理废水的方法
CN106396074A (zh) * 2016-09-30 2017-02-15 浙江工业大学 一种基于硫化零价铁活化双氧水快速去除有机污染物的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
马冬梅等: "异相类Fenton氧化处理T酸废母液的催化剂 ", 《环境工程学报》 *
马冬梅等: "异相类Fenton氧化处理T酸废母液的催化剂", 《环境工程学报》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102115253B (zh) 一种多技术协同催化微气泡臭氧高级氧化塔
CN206476860U (zh) 一种含油污水处理回用装置
CN208995266U (zh) 一种污染地下水抽出处理装置
CN110713282B (zh) 一种实验室有机废液处理方法及系统
CN105800739A (zh) 3d-eo三维过氧化电化学装置及其应用
CN106495359A (zh) 一种高难度废水深度处理装置及方法
CN105776675A (zh) 一种真空碳酸钾脱硫工艺废液脱硫脱氰的处理装置及方法
CN110228898A (zh) 一种臭氧催化氧化-mbr联合处理煤化工废水的工艺
CN106145571A (zh) 一种化工废水处理站尾水深度处理系统及处理方法
CN206457385U (zh) 一种化工废水循环利用装置
CN208762301U (zh) 一种深度去除焦化废水中氰化物的装置
CN206666186U (zh) 一体化光催化氧化移动处理装置
CN213141524U (zh) 一种增效混合臭氧催化氧化污水处理系统
CN205258202U (zh) 一种医药化工废水处理装置
CN208055014U (zh) 反硝化装置
CN107915366A (zh) 一种利用臭氧对垃圾渗沥液进行深度处理的工艺
CN108689476A (zh) 一种芬顿反应装置
CN101050016A (zh) 一种在输送管道中臭氧处理印染废水的方法
CN215208662U (zh) 一种新型主要针对制药与农化行业类废水的深度处理装置
CN206089158U (zh) 一种气提式氧化反应装置
CN205387494U (zh) 二级生化污水臭氧催化氧化处理系统
CN108191029A (zh) 一种化学去除亚硝酸盐的装置和方法
CN107473453A (zh) 一种新型纯流体静态管道反应器
CN107555525A (zh) 一体化光催化氧化移动处理装置
CN209081653U (zh) 一种新型石化废水处理设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181023