CN113044950A

CN113044950A - 非均相Fenton反应器

Info

Publication number: CN113044950A
Application number: CN202110265659.XA
Authority: CN
Inventors: 张凯; 刘舒予; 初雷哲; 曾杨; 吴凤潇; 朱文杰
Original assignee: Shandong Environmental Protection Industry Research Institute Co ltd; China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Current assignee: Shandong Environmental Protection Industry Research Institute Co ltd; China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Priority date: 2021-03-11
Filing date: 2021-03-11
Publication date: 2021-06-29

Abstract

本发明公开了一种非均相Fenton反应器，反应器中，污水槽容纳待处理的污水；盘片可转动地设于所述污水槽，所述盘片至少1/3浸入所述污水，固定支架包括呈放射状排布的n个固定杆，所述固定杆包括位于放射中心的第一端和相对于第一端的第二端，所述扇形笼体固定于相邻两个固定杆之间，所述扇形笼体呈网状结构，所述网状结构内填充铁催化剂，所述网状结构的网孔直径小于所述铁催化剂的粒径；转动轴架设于所述污水槽，所述转动轴连接所述放射中心，所述转动轴转动以驱动所述盘片转动。非均相Fenton反应器有效接触面积大、液体流动性强、催化剂不流失、无二次污染、成本低廉。

Description

非均相Fenton反应器

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种非均相Fenton反应器。

背景技术

Fenton反应是一种成本最低的高级氧化技术。以Fe²⁺为催化剂，通过与H₂O₂结合可以氧化分解有机物，最终将有机物降解为CO₂和H₂O。

对于传统的Fenton反应而言，其只有在酸性条件下才能表现出优异的降解性能，并需要不断调节废水的pH值，消耗大量的酸；同时还需加入过量的铁盐和过氧化氢，反应结束后废水中仍会存在大量铁盐和铁泥，很难进行后续处理，易造成水体的二次污染。为减少二次污染和铁泥产生，国内外研究学者提出制备非均相Fenton反应催化剂进行非均相Fenton反应，即将生物质材料或无机材料作为载体将Fe²⁺、Fe³⁺或含铁氧化物固载，使其均匀分散至载体的表面，可以减少反应后溶液中铁离子的数量，避免二次污染，降低成本。然而目前应用最广的为芬顿氧化塔，废水通过环形穿孔管和底层筛板布水，通过芬顿反应降低废水的COD和难降解有机污染物，再进入铁碳反应区，在铁碳微电解条件下，进一步催化氧化废水中的难降解有机污染物。该类反应器催化剂回收困难、易产生污泥膨胀、需要控制pH、有铁泥产生等缺陷。现有技术中的非均相Fenton反应器用于污水处理中时，存在催化剂易流失、有污泥产生、降解效率、处理成本高等缺点。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种非均相Fenton反应器，其有效接触面积大、液体流动性强、催化剂不流失、无二次污染、成本低廉。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的一种非均相Fenton反应器包括：

污水槽，其容纳待处理的污水；

至少一个盘片，所述盘片可转动地设于所述污水槽，所述盘片至少一部分浸入所述污水，所述盘片包括，

固定支架，其包括呈放射状排布的n个固定杆，所述固定杆包括位于放射中心的第一端和相对于第一端的第二端，

n个扇形笼体，所述扇形笼体固定于相邻两个固定杆之间，所述扇形笼体呈网状结构，所述网状结构内填充铁催化剂，所述网状结构的网孔直径小于所述铁催化剂的粒径；

转动轴，其架设于所述污水槽，所述转动轴连接所述放射中心，所述转动轴转动以驱动所述盘片转动。

所述的一种非均相Fenton反应器中，所述至少一个盘片为沿着污水槽轴线排布的多个盘片。

所述的一种非均相Fenton反应器中，所述固定杆为两侧分别形成凹槽的工字结构。

所述的一种非均相Fenton反应器中，所述扇形笼体的一部分容纳于所述凹槽。

所述的一种非均相Fenton反应器中，所述第二端设有至少一个固定孔，三角盘片固定件经由所述固定孔固定连接所述固定杆，所述三角盘片固定件包覆所述扇形笼体的一部分。

所述的一种非均相Fenton反应器中，n为偶数，所述扇形笼体的扇形角度为360°/n。

所述的一种非均相Fenton反应器中，所述放射状排布的n个固定杆以及所述固定杆之间的n个扇形笼体等分360°。

所述的一种非均相Fenton反应器中，多个盘片的固定支架沿转动轴轴线均匀分布，所述固定支架和转动轴一体成型。

所述的一种非均相Fenton反应器中，盘片罩在所述多个盘片上方环绕以笼罩所述多个盘片。

所述的一种非均相Fenton反应器中，所述污水槽设有污水进口和放空口，所述放空口低于所述污水进口，轴承座设于所述污水槽一侧，所述轴承座支承所述转动轴。

在上述技术方案中，本发明提供的一种非均相Fenton反应器，具有以下有益效果：本非均相Fenton反应器所用催化剂为铁催化剂，不但能够实现非均相Fenton氧化，还能实现水中微电解作用，同时作用增强污水处理效果,不会产生污泥，且催化剂不会流失可回收，无二次污染。转盘设计增加材料与污水的接触反应同时起到搅拌作用。此外，在转动过程中，增加水中含氧量促进污水处理微电解过程。转盘驱动部分可借助水流带动，减少耗能。扇形笼体为可拆卸设置，使运行维修更加简单方便。固定支架与转动轴焊接为一体，采用三角盘片固定件，使扇形笼体固定于固定支架内。扇形笼体可拆卸，拆卸后，整体仍可作为搅拌器进行工作。由催化剂和盘片组成的结构不仅结构稳固不易造成催化剂结块而且在较短的接触时间内处理污水效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种非均相Fenton反应器的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种非均相Fenton反应器的盘片的结构示意图。

图3为本发明实施例提供的一种非均相Fenton反应器的固定杆的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的一种非均相Fenton反应器的扇形笼体的结构示意图。

图5为本发明实施例提供的一种非均相Fenton反应器的三角盘片固定件的结构示意图。

图6为本发明实施例提供的一种非均相Fenton反应器的固定支架的结构示意图。

图7为本发明实施例提供的一种非均相Fenton反应器的转动轴和固定支架一体的结构示意图。

附图标记为：

污水槽1，盘片2，固定支架3，转动轴4，污水进口5，放空口6，盘片罩7，轴承座8，三角盘片固定件9，固定孔10，固定杆11，凹槽12，扇形笼体13。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

参见图1-7所示，在一个实施例中，本发明的一种非均相Fenton反应器包括，

污水槽1，其容纳待处理的污水；

至少一个盘片2，所述盘片2可转动地设于所述污水槽1，所述盘片2至少浸入所述污水，所述盘片2包括，

固定支架3，其包括呈放射状排布的n个固定杆11，所述固定杆11包括位于放射中心的第一端和相对于第一端的第二端，

n个扇形笼体13，所述扇形笼体13固定于相邻两个固定杆11之间，所述扇形笼体13呈网状结构，所述网状结构内填充铁催化剂，所述网状结构的网孔直径小于所述铁催化剂的粒径；

转动轴4，其架设于所述污水槽1，所述转动轴4连接所述放射中心，所述转动轴4转动以驱动所述盘片2转动。

非均相Fenton反应器为转盘反应器，利用三维立体网状填料扇形笼体13，即盘片2内部填充铁催化剂材料。相较于现有技术有效接触面积增大、液体流动性增强。由于盘片2由转轴带动进行旋转，不断补充水中氧含量，使污水处理过程中增加微电解过程，通过芬顿氧化和铁炭微电解联合增强污水处理效果。盘片2为笼体结构，使催化剂不易流失且便于回收，同时通过转动填料不易结块保证该反应器高效率工作。

所述的一种非均相Fenton反应器的优选实施例中，所述至少一个盘片2为沿着污水槽1轴线排布的多个盘片2。

所述的一种非均相Fenton反应器的优选实施例中，如图3所示，所述固定杆11为两侧分别形成凹槽12的工字结构。

所述的一种非均相Fenton反应器的优选实施例中，所述扇形笼体13的一部分容纳于所述凹槽12。

所述的一种非均相Fenton反应器的优选实施例中，如图3-5所示，所述第二端设有至少一个固定孔10，三角盘片固定件9经由所述固定孔10固定连接所述固定杆11，所述三角盘片固定件9包覆所述扇形笼体13的一部分。

所述的一种非均相Fenton反应器的优选实施例中，n为偶数，所述扇形笼体13的扇形角度为360°/n。

所述的一种非均相Fenton反应器的优选实施例中，如图3-4所示，所述放射状排布的n个固定杆11以及所述固定杆11之间的n个扇形笼体13等分360°。

所述的一种非均相Fenton反应器的优选实施例中，如图7所示，多个盘片2的固定支架3沿转动轴4轴线均匀分布，所述固定支架3和转动轴4一体成型。

所述的一种非均相Fenton反应器的优选实施例中，盘片罩7在所述多个盘片2上方环绕以笼罩所述多个盘片2。

所述的一种非均相Fenton反应器的优选实施例中，所述污水槽1设有污水进口5和放空口6，所述放空口6低于所述污水进口5，轴承座8设于所述污水槽1一侧，所述轴承座8支承所述转动轴4。

在一个实施例中，所述盘片2是以第一端为中心的中心对称结构。

在一个实施例中，所述扇形笼体13可拆卸固定于相邻两个固定杆11之间。盘片2可拆卸方便更换，拆卸后的装置可作为搅动装置起搅拌作用。

在一个实施例中，所述盘片2的至少1/3浸入所述污水，提高了反应器的能效。

在一个实施例中，盘片2整体骨架为镂空结构，其材料为铝合金和PVC塑料，质地轻，耐腐蚀、造价低且结构稳定，同时易于组装和后期维修。

在一个实施例中，非均相Fenton反应器的转动轴4与固定支架3一体化构造；盘片2由扇形笼体13组成，内部填充芬顿铁催化剂；笼体与固定支架3的凹槽12组合安装，并通过三角插件固定，扇形笼体13方便拆卸，但不安装扇形笼体13时，固定支架3仍可作为搅拌器使用。

在一个实施例中，非均相Fenton反应器包括污水槽1、盘片2、扇形笼体13、固定支架3、转动轴4、轴承座8、挡流板、挡水板、支架法兰、固定圆孔、污水进口5、清水出口、盘片罩7、放空口6，污水槽1内壁上设置有防腐层。盘片2顶部设有盘片罩7，所述盘片2上的固定支架3与转动轴4为一体，转动轴4两端通过调心轴承与污水槽1的两端相连接，污水槽1外部设有驱动电机，电机带动转动轴4转动。

在一个实施例中，水槽内位于污水进口5处设置有挡流板，将挡流板焊接在支架上，再将支架焊接在污水槽1内壁上。可以起到改变进水方向的作用，防止大流量高速度的污水直接冲刷盘片2。挡流板可以为平板、网状板或其他能够起到挡流缓冲作用的结构。

在一个实施例中，转动轴4通过轴承座8安装在污水槽1外侧壁上，轴承座8设置于污水槽1外侧。

在一个实施例中，挡水板位于污水槽1内壁，位于轴承座8且挡水板顶部位于转动轴4下方，挡水板顶部的形状与转动轴4相适应。

在一个实施例中，非均相Fenton反应器的盘片2由n个角度为360°/n的扇形笼体13组合而成，n为偶数，所述盘片2包括扇形笼体13、固定支架3、三角盘片固定件9。固定支架3两侧设有凹槽12，扇形笼体13沿凹槽12卡接在固定支架3内。固定支架3端点与三角盘片固定件9设有固定孔10，盘片2在连接时，三角盘片固定件9与固定支架3连接固定，将扇形笼体13固定在固定支架3内。

在一个实施例中，如图3所示，非均相Fenton反应器的固定支架3杆数为n个，杆件为工字型，用于固定扇形笼体13。杆件端部设有固定孔10，在腿部两侧各有2个固定孔10，共计8个固定孔10，与三角盘片固定件9连接将盘片2组装为一体。

在一个实施例中，如图4所示，扇形笼体13为网状结构，材质为防腐材料，由比铁催化剂直径小的方格孔组成，整体镂空，内部填充铁催化剂。三角盘片固定件9材质为铝合金，该结构用于扇形笼体13外边缘的固定。转动轴4与固定支架3为一体结构，固定支架3内未放置扇形笼体13时，可起到搅拌器的作用，材质为铝合金。

非均相Fenton反应器由组合填料和新型可拆卸转盘盘片2来增加实现芬顿氧化和铁炭微电解工艺处理污水，增加有机物去除率，增强污水处理效果，并且有效改善催化剂回收困难、易产生污泥膨胀、需要控制pH、有铁泥产生等缺陷。

最后应该说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims

1.一种非均相Fenton反应器，其特征在于，其包括：

污水槽，其容纳待处理的污水；

2.根据权利要求1所述的一种非均相Fenton反应器，其特征在于，所述至少一个盘片为沿着污水槽轴线排布的多个盘片。

3.根据权利要求2所述的一种非均相Fenton反应器，其特征在于，所述固定杆为两侧分别形成凹槽的工字结构。

4.根据权利要求3所述的一种非均相Fenton反应器，其特征在于，所述扇形笼体的一部分容纳于所述凹槽。

5.根据权利要求4所述的一种非均相Fenton反应器，其特征在于，所述第二端设有至少一个固定孔，三角盘片固定件经由所述固定孔固定连接所述固定杆，所述三角盘片固定件包覆所述扇形笼体的一部分。

6.根据权利要求1所述的一种非均相Fenton反应器，其特征在于，n为偶数，所述扇形笼体的扇形角度为360°/n。

7.根据权利要求1所述的一种非均相Fenton反应器，其特征在于，所述放射状排布的n个固定杆以及所述固定杆之间的n个扇形笼体等分360°。

8.根据权利要求2所述的一种非均相Fenton反应器，其特征在于，多个盘片的固定支架沿转动轴轴线均匀分布，所述固定支架和转动轴一体成型。

9.根据权利要求2所述的一种非均相Fenton反应器，其特征在于，盘片罩在所述多个盘片上方环绕以笼罩所述多个盘片。

10.根据权利要求1所述的一种非均相Fenton反应器，其特征在于，所述污水槽设有污水进口和放空口，所述放空口低于所述污水进口，轴承座设于所述污水槽一侧，所述轴承座支承所述转动轴。