CN113754106A - 一种高效芬顿反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水处理技术领域，公开了一种高效芬顿反应器，包括反应器本体和配水系统，所述配水系统用于向反应器本体输送药剂和待处理废水，所述反应器本体用于对待处理废水进行处理，所述配水系统的输入端连接有进水管、第一注液口和第二注液口，所述第一注液口用于向配水系统输送ClO‑溶液，所述第二注液口用于向配水系统输送Fe(II)溶液，所述进水管用于向配水系统输送待处理废水，所述待处理废水的COD：Fe(II)质量比2：1～7：1，所述ClO‑:Fe(II)摩尔比10：1～30：1。本发明传质效果好；降低化学药剂的消耗量，运行成本较低；不需要将进水pH值调节至3～4，保持在4～10均可，大大减少了酸碱的消耗量；使用次氯酸根代替双氧水，可减少双氧水带来的额外的安全风险。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种高效芬顿反应器。
背景技术
传统芬顿氧化塔只有外循环泵，并且加入大量的双氧水以达到预期的反应效果，这样做有以下几个缺点：1)为保持较高的反应效果，需要通过硫酸或盐酸将进水的pH值调节至3～4；2)为使反应器内达到较高的流化状态，需要增加循环泵的流量，增加额外的电耗。3)为保持理想的反应效果，双氧水和亚铁化学药剂消耗高，且双氧水是易燃易爆物质，存在着较大的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效芬顿反应器，以解决现有的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高效芬顿反应器，包括反应器本体和配水系统，所述配水系统用于向反应器本体输送药剂和待处理废水，所述反应器本体用于对待处理废水进行处理，所述配水系统的输入端连接有进水管、第一注液口和第二注液口，所述第一注液口用于向配水系统输送ClO-溶液，所述第二注液口用于向配水系统输送Fe(II)溶液，所述进水管用于向配水系统输送待处理废水，所述待处理废水的COD：Fe(II)质量比2：1～7：1，所述ClO-:Fe(II)摩尔比10：1～30：1。
作为本发明一种高效芬顿反应器优选地，所述反应器本体的内部设置有主处理区，所述主处理区的内部设置有回流管，所述回流管的输出端连接所述配水系统的输入端。
作为本发明一种高效芬顿反应器优选地，所述主处理区的顶部设置有循环管，所述循环管的输出端连接有循环泵，所述循环泵的输出端连接于所述进水管。
作为本发明一种高效芬顿反应器优选地，所述主处理区的输出端设置有出水管。
作为本发明一种高效芬顿反应器优选地，所述主处理区处理后的混合水一部分通过循环管在循环泵的作用下，泵入进水管，另一部分通过文丘理原理被流入配水系统。
作为本发明一种高效芬顿反应器优选地，所述配水系统位于反应器本体的底部，并与回流管相连接。
作为本发明一种高效芬顿反应器优选地，所述循环管位于反应器本体的中上部。
作为本发明一种高效芬顿反应器优选地，所述待处理废水的COD：Fe(II)质量比2：1，所述ClO-:Fe(II)摩尔比10：1。
作为本发明一种高效芬顿反应器优选地，所述待处理废水的COD：Fe(II)质量比为7：1，所述ClO-:Fe(II)摩尔比为30：1。
作为本发明一种高效芬顿反应器优选地，药剂投加比例为COD：FeSO4质量比3:1，Ca(ClO)2：FeSO4摩尔比10:1。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明双循环系统的存在，可保证反应器内混合液进行充分混合，传质效果好。
(2)本发明双循环系统都是内部循环，可充分利用出水中残留的羟基自由基与进水进行快速混合，降低化学药剂的消耗量，运行成本较低。
(3)本发明可通过调整循环泵的转速，使得反应器的混合效果达到最佳。
(4)本发明不需要将进水pH值调节至3～4，保持在4～10均可，大大减少了酸碱的消耗量，同时可减少因投加酸碱带入的额外盐分。
(5)本发明使用次氯酸根代替双氧水，可减少双氧水带来的额外的安全风险。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1、配水系统；2、回流管；3、主处理区；4、反应器本体；5、循环管；6、循环泵；7、出水管；8、第一注液口；9、第二注液口；10、进水管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明提供如下技术方案：一种高效芬顿反应器，包括反应器本体4和配水系统1，配水系统1用于向反应器本体4输送药剂和待处理废水，反应器本体4用于对待处理废水进行处理，配水系统1的输入端连接有进水管10、第一注液口8和第二注液口9，第一注液口8用于向配水系统1输送ClO-溶液，第二注液口9用于向配水系统1输送Fe(II)溶液，进水管10用于向配水系统1输送待处理废水，待处理废水的COD：Fe(II)质量比2：1～7：1，ClO-:Fe(II)摩尔比10：1～30：1。
本次发明中控制COD：Fe(II)质量比2：1～7：1，ClO-:Fe(II)摩尔比10：1～30：1，pH值控制10条件下，COD去除率达到40％；pH值控制4条件下，COD去除率达到70％；pH值控制在4～10条件下，COD去除率达到40～70％。
值得说明的是，COD是废水、废水处理厂出水和受污染的水中，能被强氧化剂氧化的物质(一般为有机物)的氧当量。
具体地，反应器本体4的内部设置有主处理区3，主处理区3的内部设置有回流管2，回流管2的输出端连接配水系统1的输入端。进水和来自循环泵6的出水混合后通过高效的配水系统1由反应器本体4底部泵入主处理区3，主处理区3用于对所泵入的混合水进行化学反应，将难生物降解的有机物质进行矿化。
具体地，主处理区3的顶部设置有循环管5，循环管5的输出端连接有循环泵6，循环泵6的输出端连接于进水管10。经过在主处理区3进行降解后，一部分出水通过循环管5在循环泵⑥的作用下，泵入进水管10与进水进行快速混合。
具体地，主处理区3的输出端设置有出水管7。出水管7位于反应器本体4的顶部，出水管7用于排出剩余的出水。
具体地，主处理区3处理后的混合水一部分通过循环管5在循环泵6的作用下，泵入进水管10，另一部分通过文丘理原理被流入配水系统1。
具体地，配水系统1位于反应器本体4的底部，并与回流管2相连接。
具体地，循环管5位于反应器本体4的中上部，与循环泵6的吸水管相连接，循环泵6为水循环提供动力。
具体地，待处理废水的COD：Fe(II)质量比2：1，ClO-:Fe(II)摩尔比10：1。
具体地，待处理废水的COD：Fe(II)质量比为7：1，ClO-:Fe(II)摩尔比为30：1。
具体地，药剂投加比例为COD：FeSO4质量比3:1，Ca(ClO)2：FeSO4摩尔比10:1。
本实施例中，高浓度COD废水采用次氯酸钙氧化-混凝沉淀处理，药剂投加比例为COD：FeSO4质量比3:1、Ca(ClO)2：FeSO4摩尔比10:1；含油废水采用酸化破乳处理；重金属废水经过混凝絮凝沉淀后，重金属Cr、Co、Mn、Zn、Ni等都得到有效去除。高浓度COD废水经次氯酸钙氧化-混凝絮凝沉淀处理后，COD由原水的18640mg/L降低为8360mg/L，去除率为55.2％。含油废水经酸化破乳除油处理后COD去除率达到90.4％。
本次发明中控制COD：Fe(II)质量比2：1～7：1，ClO-:Fe(II)摩尔比10：1～30：1，pH值控制10条件下，COD去除率达到40％；pH值控制4条件下，COD去除率达到70％；pH值控制在4～10条件下，COD去除率达到40～70％。
本发明的工作原理及使用流程：进水和来自循环泵6的出水混合后通过高效的配水系统1由反应器底部泵入反应器，同时与来自回流管2的处理后的水在此进行快速混合；随后混合水在反应器的主处理区3进行化学反应，难生物降解的有机物质在此进行矿化，被转化为二氧化碳和水；在主处理区3进行降解后，一部分出水通过循环管5在循环泵6的作用下，泵入进水管10与进水进行快速混合，另一部分出水通过文丘理原理自动被流入配水系统1，与进水进行快速混合，从而大大提高反应器内部的混合效果，同时利用出水的低pH值，大大减少化学药剂消耗量，降低运行成本；最后，剩余的出水经出水管7从反应器顶部排出；同时，可根据进水水质情况，通过调整循环泵6的转速，使得反应器的混合效果达到最佳。
本发明双循环系统的存在，可保证反应器内混合液进行充分混合，传质效果好；双循环系统都是内部循环，可充分利用出水中残留的羟基自由基与进水进行快速混合，降低化学药剂的消耗量，运行成本较低；可通过调整循环泵的转速，使得反应器的混合效果达到最佳。不需要将进水pH值调节至3～4，保持在4～10均可，大大减少了酸碱的消耗量，同时可减少因投加酸碱带入的额外盐分；使用次氯酸根代替双氧水，可减少双氧水带来的额外的安全风险。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种高效芬顿反应器，其特征在于：包括反应器本体(4)和配水系统(1)，所述配水系统(1)用于向反应器本体(4)输送药剂和待处理废水，所述反应器本体(4)用于对待处理废水进行处理，所述配水系统(1)的输入端连接有进水管(10)、第一注液口(8)和第二注液口(9)，所述第一注液口(8)用于向配水系统(1)输送ClO-溶液，所述第二注液口(9)用于向配水系统(1)输送Fe(II)溶液，所述进水管(10)用于向配水系统(1)输送待处理废水，所述待处理废水的COD：Fe(II)质量比2：1～7：1，所述ClO-:Fe(II)摩尔比10：1～30：1。
2.根据权利要求1所述的一种高效芬顿反应器，其特征在于：所述反应器本体(4)的内部设置有主处理区(3)，所述主处理区(3)的内部设置有回流管(2)，所述回流管(2)的输出端连接所述配水系统(1)的输入端。
3.根据权利要求2所述的一种高效芬顿反应器，其特征在于：所述主处理区(3)的顶部设置有循环管(5)，所述循环管(5)的输出端连接有循环泵(6)，所述循环泵(6)的输出端连接于所述进水管(10)。
4.根据权利要求2所述的一种高效芬顿反应器，其特征在于：所述主处理区(3)的输出端设置有出水管(7)。
5.根据权利要求3所述的一种高效芬顿反应器，其特征在于：所述主处理区(3)处理后的混合水一部分通过循环管(5)在循环泵(6)的作用下，泵入进水管(10)，另一部分通过文丘理原理被流入配水系统(1)。
6.根据权利要求2所述的一种高效芬顿反应器，其特征在于：所述配水系统(1)位于反应器本体(4)的底部，并与回流管(2)相连接。
7.根据权利要求3所述的一种高效芬顿反应器，其特征在于：所述循环管(5)位于反应器本体(4)的中上部。
8.根据权利要求1所述的一种高效芬顿反应器，其特征在于：所述待处理废水的COD：Fe(II)质量比2：1，所述ClO-:Fe(II)摩尔比10：1。
9.根据权利要求1所述的一种高效芬顿反应器，其特征在于：所述待处理废水的COD：Fe(II)质量比为7：1，所述ClO-:Fe(II)摩尔比为30：1。
10.根据权利要求1所述的一种高效芬顿反应器，其特征在于：药剂投加比例为COD：FeSO4质量比3:1，Ca(ClO)2：FeSO4摩尔比10:1。
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| JAMSHID BEHIN等: "Sodium hypochlorite as an alternative to hydrogen peroxide in Fenton process for industrial scale", 《WATER RESEARCH》, vol. 121, 9 May 2017 (2017-05-09) * |
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