CN114229988B - 一种适合于净化印染废水的催化氧化反应器 - Google Patents

一种适合于净化印染废水的催化氧化反应器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适合于净化印染废水的催化氧化反应器，涉及印染废水净化技术领域，包括反应器本体，所述反应器本体内由内至外设置有内腔体和外腔体，所述内腔体的底部设置有底部入口，所述底部入口能够通入印染废水，所述内腔体由下至上依次设置有液气混合区、催化氧化主反应区和文丘里混合区，所述内腔体的顶部与所述外腔体的顶部连通；所述外腔体由上至下依次设置有催化氧化后反应区和后处理区，所述后处理区上设置有净化水出口；所述反应器本体上还设置有臭氧入口，所述臭氧入口与所述内腔体连通。本发明能够提高印染废水的处理效果，而且结构紧凑，实现反应器的小型化。

Description

一种适合于净化印染废水的催化氧化反应器
技术领域
本发明涉及印染废水净化技术领域，特别是涉及一种适合于净化印染废水的催化氧化反应器。
背景技术
纺织业废水年排放量约为18.4亿吨，是行业废水排放量的第三位，占比10.1％；其中近七成为印染废水，因此印染废水占有相当大的排放体量。印染废水的主要特点为有机污染物含量高、色度深、可生化性差，随着国家排放标准日益严格和大规模生产，对印染废水处理提出了巨大挑战。
目前，对于印染废水的主要处理方式有生物法、物理法、化学法以及联用处理法；各种新型染料和印染工艺使得可生化性降低，传统的活性污泥法不能达到排放标准，利用化学处理法可以弥补生物法的不足，通常将臭氧作为氧化剂，利用臭氧对印染废水进行处理，COD去除率达到70％，脱色率达到90％。
仅利用臭氧处理印染废水虽然取得了一定的效果，但需要进一步增加其处理效率来满足日趋严格的排放标准。
因此，亟待提供一种新的适合于净化印染废水的催化氧化反应器，以解决上述现有技术存在的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种适合于净化印染废水的催化氧化反应器，以解决上述现有技术存在的问题，能够提高印染废水的处理效果，而且结构紧凑，实现反应器的小型化。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种适合于净化印染废水的催化氧化反应器，包括反应器本体，所述反应器本体内由内至外设置有内腔体和外腔体，所述内腔体的底部设置有底部入口，所述底部入口能够通入印染废水，所述内腔体由下至上依次设置有液气混合区、催化氧化主反应区和文丘里混合区，所述内腔体的顶部与所述外腔体的顶部连通；所述外腔体由上至下依次设置有催化氧化后反应区和后处理区，所述后处理区上设置有净化水出口；所述反应器本体上还设置有臭氧入口，所述臭氧入口与所述内腔体连通。
优选的，所述反应器本体为双层套筒式的文丘里塔式结构。
优选的，所述臭氧入口设置有两个，两个所述臭氧入口分别与所述液气混合区以及所述文丘里混合区连通。
优选的，所述臭氧入口连接有臭氧管道，所述臭氧管道伸入所述内腔体的一端连接有臭氧分布器。
优选的，所述内腔体的顶部与所述外腔体的顶部之间设置有狭缝混合区，所述狭缝混合区的截面积沿流体流动方向逐渐减小。
优选的，所述文丘里混合区的截面积沿流体流动方向逐渐减小。
优选的，所述催化氧化主反应区和所述催化氧化后反应区内装填有催化氧化催化剂。
优选的，所述催化氧化后反应区上还设置有气液扰动装置。
优选的，所述催化氧化催化剂的体积和所述反应器本体的体积比为1：5-1：3。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
1、本发明提供的适合于净化印染废水的催化氧化反应器，采用两段式催化氧化反应，在启动催化氧化反应器时，少量原料和臭氧经过多次混合并进入不同的催化氧化反应区，实现整个反应器的常温、无任何外供热情况下的启动；
2、本发明将保温与反应、混合等多种功能集成于一体，提高整个催化氧化反应器的紧凑度，实现反应器的小型化；
3、本发明使气液两相充分接触，延长气液接触时间，提高去除效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中适合于净化印染废水的催化氧化反应器的结构示意图；
图2为本发明中适合于净化印染废水的催化氧化反应器的内部流程示意图；
附图标记说明：a为臭氧分布器，b为气液扰动装置，c为催化氧化后反应区，d为催化氧化主反应区，e为臭氧分布器，f为后处理区，g为狭缝混合区，h为文丘里混合区，i为臭氧管道，j为液气混合区，k为臭氧管道，12为净化水出口，13为底部入口，14为臭氧入口，15为净化水出口，16为臭氧入口。
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。
本发明的目的是提供一种适合于净化印染废水的催化氧化反应器，以解决上述现有技术存在的问题，能够提高印染废水的处理效果，而且结构紧凑，实现反应器的小型化。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-图2所示，本实施例中提供一种适合于净化印染废水的催化氧化反应器，包括反应器本体，所述反应器本体为2层套筒式的文丘里塔式结构，由内至外设置有内腔体和外腔体，所述内腔体的底部设置有底部入口13，所述底部入口13能够通入印染废水，所述内腔体由下至上依次设置有液气混合区j、催化氧化主反应区d和文丘里混合区h，所述内腔体的顶部与所述外腔体的顶部连通；所述外腔体由上至下依次设置有催化氧化后反应区c和后处理区f，所述后处理区f上设置有净化水出口；所述反应器本体上还设置有臭氧入口，所述臭氧入口与所述内腔体连通，能够通入臭氧。
在本实施例中，整个催化氧化反应器由多个不同功能区组合而成，将气体分布、气液混合、保温、催化氧化反应等多种功能集成于一体，提高整个催化氧化反应器的紧凑度，实现反应器的小型化，而且能量效率高；后处理区f将反应完毕的净化水和臭氧从反应器本体排出，同时形成保温层，保证液气混合区j、催化氧化主反应区d内的温度；液气混合区j内印染废水与臭氧经过三次混合、两次催化反应后使得原料废水达到净化水标准后，由净化水出口12和净化水出口15流出催化氧化反应器。
在本实施例中，所述臭氧入口设置有两个，即臭氧入口14和臭氧入口16，两个所述臭氧入口分别与所述液气混合区j以及所述文丘里混合区h连通；臭氧的进气方式采用多段进料，保证了臭氧在催化氧化主反应区d轴向上的浓度分布；同时在每一段催化氧化区内，采用文丘里结构，以增加液气混乱度。
在本实施例中，所述臭氧入口连接有臭氧管道，所述臭氧管道伸入所述内腔体的一端连接有臭氧分布器，其中，臭氧分布器包括曝气管，曝气管上均布有多个单向曝气器；或者，还可以根据需要选择其他的臭氧分布结构。根据用户对废水中COD排放浓度的不同要求，通过臭氧分布器及臭氧入口臭氧总量的调整即可实现。
在本实施例中，所述内腔体的顶部与所述外腔体的顶部之间设置有狭缝混合区g，所述狭缝混合区g的截面积沿流体流动方向逐渐减小，同样的，所述文丘里混合区h的截面积沿流体流动方向逐渐减小，能大幅度提高液气间的混合程度。
在本实施例中，所述催化氧化主反应区d和所述催化氧化后反应区c内装填有催化氧化催化剂，所述催化氧化后反应区c上还设置有气液扰动装置b，保证气液充分混合；其中，气液扰动装置b根据工作需要从现有技术中进行选择。
在本实施例中，所述催化氧化催化剂的体积和所述反应器本体的体积比为1：5-1：3。
本实施例中催化氧化反应器用于净化废水的应用时，其内部操作流程(图1和图2)为：
(1)废水从催化氧化反应器的底部入口13进入液气混合区j的各指定区域；
(2)印染废水进入液气混合区j后，逐层浸润催化氧化主反应区d和文丘里混合区h，然后经催化氧化反应器顶部的狭缝进入狭缝混合区g，液体进去催化氧化后反应区c，由净化水出口12和净化水出口15流出催化氧化反应器；
(3)印染废水在浸润完催化氧化主反应区d后，从催化氧化反应器的臭氧入口14和臭氧入口16通入相应比例的臭氧，臭氧通过臭氧管道i和臭氧管道k流向臭氧分布器a和臭氧分布器e，分区域进入对应的液气混合区j和催化氧化主反应区d的各指定区域；
(5)臭氧首先通过液气混合区j内部的臭氧分布器e均匀进入催化氧化主反应区d，在催化剂表面进行第一次的催化氧化反应。
(6)催化氧化主反应区d顶部经第一次催化氧化反应后的废水经过文丘里混合区h和狭缝混合区g，充分混合后，在催化剂表面进行第二次的催化氧化反应；
(7)经催化氧化主反应区d催化氧化的废水经充分混合后进入催化氧化后反应区c，经由气液扰动装置b对气液进一步混合，将废水部分未反应处理的物质在催化氧化后反应区c完成最终催化氧化反应，达到净化水标准后，由净化水出口12和净化水出口15流出催化氧化反应器。
本发明采用两段式催化氧化反应，在启动催化氧化反应器时，少量原料和臭氧经过多次混合并进入不同的催化氧化反应区，实现整个反应器的常温、无任何外供热情况下的启动。
本发明通过臭氧分布器及入口总量的调整，可以处理不同浓度的废水。
本发明采用催化氧化反应器内部物料之间的高效混合、催化氧化主反应区和后处理区之间的换热集成，对流体换热与反应之间能量的补给和交换进行合理控制和管理，提高整个催化氧化反应器的紧凑度，实现反应器的小型化，极大提高了全系统的能量效率。
本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种适合于净化印染废水的催化氧化反应器，其特征在于：包括反应器本体，所述反应器本体为双层套筒式的文丘里塔式结构，所述反应器本体内由内至外设置有内腔体和外腔体，所述内腔体的底部设置有底部入口，所述底部入口能够通入印染废水，所述内腔体由下至上依次设置有液气混合区、催化氧化主反应区和文丘里混合区，所述内腔体的顶部与所述外腔体的顶部连通；所述外腔体由上至下依次设置有催化氧化后反应区和后处理区，所述后处理区上设置有净化水出口，其中，所述后处理区能够形成保温层，以保证所述液气混合区、所述催化氧化主反应区内的温度；所述反应器本体上还设置有臭氧入口，所述臭氧入口与所述内腔体连通。
2.根据权利要求1所述的适合于净化印染废水的催化氧化反应器，其特征在于：所述臭氧入口设置有两个，两个所述臭氧入口分别与所述液气混合区以及所述文丘里混合区连通。
3.根据权利要求2所述的适合于净化印染废水的催化氧化反应器，其特征在于：所述臭氧入口连接有臭氧管道，所述臭氧管道伸入所述内腔体的一端连接有臭氧分布器。
4.根据权利要求1所述的适合于净化印染废水的催化氧化反应器，其特征在于：所述内腔体的顶部与所述外腔体的顶部之间设置有狭缝混合区，所述狭缝混合区的截面积沿流体流动方向逐渐减小。
5.根据权利要求1或4所述的适合于净化印染废水的催化氧化反应器，其特征在于：所述文丘里混合区的截面积沿流体流动方向逐渐减小。
6.根据权利要求1所述的适合于净化印染废水的催化氧化反应器，其特征在于：所述催化氧化主反应区和所述催化氧化后反应区内装填有催化氧化催化剂。
7.根据权利要求6所述的适合于净化印染废水的催化氧化反应器，其特征在于：所述催化氧化后反应区上还设置有气液扰动装置。
8.根据权利要求6所述的适合于净化印染废水的催化氧化反应器，其特征在于：所述催化氧化催化剂的体积和所述反应器本体的体积比为1：5-1：3。
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