CN114436438A - 一种深度处理粘胶纤维废水用催化氧化一体化反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种深度处理粘胶纤维废水用催化氧化一体化反应器，属于粘胶纤维废水治理技术领域，包括预混合区、催化氧化区、pH调节区以及末端絮凝区，预混合区与pH调节区和末端絮凝区分设于催化氧化区的两侧，催化氧化区中部设有一组催化氧化反应搅拌器，催化氧化区外部一侧设有催化回流泵，催化回流泵一端与催化氧化区连接，催化回流泵另一端与第一组预混合搅拌池连接。本发明通过增加预混合池，提高药剂与废水的混合效率，节约药剂耗量约5％，采用催化氧化出水进行回流，将反应未完全的氧化性药剂回流至系统前段，减少药剂耗量约10％，射流曝气器将pH调节池内多余的未反应完全的氧化剂吹脱分解，大大减少废水处理成本。
Description
技术领域
本发明涉及粘胶纤维废水治理技术领域，具体是涉及一种深度处理粘胶纤维废水用催化氧化一体化反应器。
背景技术
粘胶纤维是以丰富且廉价的棉、竹和木材等天然纤维制成的浆粕为原料，经系列复杂的物理化学反应制备的可再生纤维，是化学纤维中与天然纤维品质最为接近的品种，也是纺织工业极其重要的原料之一。我国作为粘胶纤维生产大国，粘胶纤维总生产量位列世界前茅，粘胶纤维行业为我国经济、财政、出口和就业做出了巨大贡献。然而规模化所带来的环境压力也会随之增加，污染形势也日益严峻，其中以生产过程产生的高悬浮物、高色度、高COD与BOD、高锌的粘胶纤维废水表现最为突出。这些废水直接排放不仅会破坏周边生态环境，同时还会影响周围居民的生活环境和身体健康。为此，我国陆续出台了更加严格的法律法规限制此类废水的排放。因此，采取适当的方法处理粘胶纤维废水对适用新的环保规定以及促进人造纤维行业发展具有重要意义。
通常，粘胶纤维废水是通过简单物理预处理、化学沉淀、生化处理以及深度处理的组合工艺进行处理，达标排放。由于粘胶纤维废水呈酸性，其物化阶段投加大量石灰，废水中残留大量的钙离子，同时水体中含有大量的硫酸根，水中硫酸钙溶度积处于接近饱和平衡状态，如过后续深度处理过程加药量条件控制不合理，极易产生硫酸铁和硫酸钙等混合体，堵塞管道、洞口及相关设备等。现有深度处理系统也经常出现池体或塔体、管道及配套设备等结垢堵塞现象，影响系统正常稳定运行，严重影响粘胶纤维废水持续稳定运行。此外，现有粘胶纤维废水深度处理系统还存在药剂使用量过高的问题，大大增加了废水处理成本。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了一种深度处理粘胶纤维废水用催化氧化一体化反应器。
本发明的技术方案是：
一种深度处理粘胶纤维废水用催化氧化一体化反应器，包括预混合区、催化氧化区、pH调节区以及末端絮凝区，所述预混合区与所述pH调节区和末端絮凝区分设于催化氧化区的两侧；
所述预混合区包括3组并排设置的预混合搅拌池，每组所述预混合搅拌池中部均设有一组预混合搅拌器；
所述催化氧化区中部设有一组催化氧化反应搅拌器，催化氧化区外部一侧设有催化回流泵，所述催化回流泵一端与催化氧化区连接，催化回流泵另一端与第一组预混合搅拌池连接；
所述pH调节区包括一组pH调节池以及位于所述pH调节池内部并排设置的两组吹脱曝气反应器，两组所述吹脱曝气反应器均与位于pH调节区外部一侧的自鼓风机房连接，pH调节区外部一侧还设有用于将pH调节池内多余的未反应完全的氧化剂吹脱分解的射流循环泵；
所述末端絮凝区包括2组并排设置的末端絮凝池，其中一组末端絮凝池与pH调节池连接，另一组末端絮凝池与位于末端絮凝区外部一侧的沉淀池连接，前两组预混合搅拌池之间设有防结垢组件，所述催化氧化区与pH调节池之间设有防结垢组件，pH调节池与末端絮凝池之间设有防结垢组件。
进一步的，所述预混合搅拌池的池体四周设置有长度为0.5-1m的圆弧形倒角，所述催化氧化区的池体四周设置有长度为1.5-2m的圆弧形倒角，所述pH调节池和末端絮凝池的池体四周设置有长度为0.5-1.5m的圆弧形倒角，末端絮凝池内部设有絮凝搅拌器。通过合理设置池体结构减缓池体结垢现象。
进一步的，所述防结垢组件包括连接管、位于所述连接管两端的固定板、位于连接管顶部中部且与连接管螺纹连接的除垢杆。防结垢组件安装方便，可快速更换。
更进一步的，所述除垢杆自上而下包括螺纹盖、方形管柱、连接块、伸缩杆，所述螺纹盖与所述连接管中部设有的支管螺纹连接，所述方形管柱与螺纹盖底部转动连接，所述连接块位于方形管柱中部，所述伸缩杆为两组且分别位于连接块的两侧，方形管柱底部设有开槽，所述开槽与位于连接管内底部的立柱对应配接，开槽内部滑动设置有一个活塞，位于所述活塞上方的方形管柱内部填充有液压油，连接块内部两侧均设有盘绕的液压油软管，两组所述液压油软管均与方形管柱上部连通，伸缩杆包括若干伸缩支杆，液压油软管贯穿伸缩杆，液压油软管的末端与伸缩杆最内部的伸缩支杆固定连接，伸缩杆最内部的伸缩支杆外端固定设有挡板，所述挡板上部通过一组伸缩套筒与方形管柱连接，所述伸缩套筒内部设有弹簧。通过可拆卸的除垢杆提高除垢效率以及维护效率。
优选的，所述螺纹盖顶部设有用于加强密封作用的密封板。防止内部液体溢流。
优选的，所述方形管柱与位于所述螺纹盖底部的转动块固定连接，所述转动块与螺纹盖转动连接。保证了接口处的密封性良好。
优选的，所述活塞与开槽内部两侧壁设有的滑槽滑动且密封连接。通过活塞的运动提供液压压力。
进一步的，每组所述伸缩支杆的末端均周向设有4组用于导流并防结垢的搅拌刀片，所述搅拌刀片、伸缩套筒、方形管柱以及连接块的表面均涂有防结垢腐蚀提料，每组伸缩支杆上的4组搅拌刀片通过转动环连接，所述转动环嵌套在伸缩支杆末端设有的转动槽内部，转动环与转动槽转动连接。涂刷防结垢腐蚀提料，避免结垢物堵塞堆积在管道内。
进一步的，所述连接管两端对应所述固定板处均设有过滤网，所述挡板背面设有用于振动去除过滤网上结垢物的超声波振子，所述超声波振子的电性导线贯穿出所述螺纹盖顶部。通过超声波震动去除过滤网上附着的结垢。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的深度处理粘胶纤维废水用催化氧化一体化反应器通过增加预混合池，提高药剂与废水的混合效率，节约药剂耗量约5％，采用催化氧化出水进行回流，将反应未完全的氧化性药剂回流至系统前段，减少药剂耗量约10％，射流曝气器将pH调节池内多余的未反应完全的氧化剂吹脱分解，避免悬浮物上浮，减少液碱和PAM药剂耗量，大大减少废水处理成本。
(2)本发明的深度处理粘胶纤维废水用催化氧化一体化反应器通过合理设置池体结构，在池体四周设置圆弧形倒角，同时在池体连接处设置防结垢组件，减缓池体结垢现象，避免结垢物堵塞堆积，方便更换，操作方便，通过可拆卸的除垢杆提高除垢效率以及维护效率，同时密封性良好，结合超声波震动进一步提高了防结垢及除垢效果，有效保障了废水处理系统持续稳定运行。
附图说明
图1是本发明的催化氧化一体化反应器整体结构示意图；
图2是本发明的防结垢组件结构示意图；
图3是本发明的除垢杆结构示意图；
图4是本发明的除垢杆底部结构示意图；
图5是本发明的除垢杆内部结构示意图；
图6是本发明的防结垢组件内部结构示意图；
图7是本发明的伸缩杆侧视图；
图8是本发明的伸缩杆主视图。
其中，1-预混合区，11-预混合搅拌池，12-预混合搅拌器，2-催化氧化区，21-催化氧化反应搅拌器，22-催化回流泵，3-pH调节区，31-pH调节池，32-吹脱曝气反应器，33-自鼓风机房，34-射流循环泵，4-末端絮凝区，41-末端絮凝池，42-沉淀池，43-絮凝搅拌器，5-防结垢组件，51-连接管，52-固定板，53-支管，54-立柱，55-过滤网，6-除垢杆，61-螺纹盖，62-方形管柱，621-开槽，622-活塞，623-滑槽，63-连接块，631-液压油软管，64-伸缩杆，641-伸缩支杆，642-搅拌刀片，643-转动环，644-转动槽，65-挡板，66-伸缩套筒，67-弹簧，68-密封板，69-转动块，7-超声波振子，71-电性导线。
具体实施方式
实施例1
一种深度处理粘胶纤维废水用催化氧化一体化反应器，包括预混合区1、催化氧化区2、pH调节区3以及末端絮凝区4，预混合区1与pH调节区3和末端絮凝区4分设于催化氧化区2的两侧；
预混合区1包括3组并排设置的预混合搅拌池11，每组预混合搅拌池11中部均设有一组预混合搅拌器12；
催化氧化区2中部设有一组催化氧化反应搅拌器21，催化氧化区2外部一侧设有催化回流泵22，催化回流泵22一端与催化氧化区2连接，催化回流泵22另一端与第一组预混合搅拌池11连接；
pH调节区3包括一组pH调节池31以及位于pH调节池31内部并排设置的两组吹脱曝气反应器32，两组吹脱曝气反应器32均与位于pH调节区3外部一侧的自鼓风机房33连接，pH调节区3外部一侧还设有用于将pH调节池31内多余的未反应完全的氧化剂吹脱分解的射流循环泵34，催化回流泵22、吹脱曝气反应器32、射流循环泵34均为市售产品；
末端絮凝区4包括2组并排设置的末端絮凝池41，其中一组末端絮凝池41与pH调节池31连接，另一组末端絮凝池41与位于末端絮凝区4外部一侧的沉淀池42连接，末端絮凝池41内部设有絮凝搅拌器43，预混合搅拌池11的池体四周设置有长度为0.8m的圆弧形倒角，催化氧化区2的池体四周设置有长度为1.6m的圆弧形倒角，pH调节池31和末端絮凝池41的池体四周设置有长度为1m的圆弧形倒角，前两组预混合搅拌池11之间设有防结垢组件5，催化氧化区2与pH调节池31之间设有防结垢组件5，pH调节池31与末端絮凝池41之间设有防结垢组件5；
防结垢组件5包括连接管51、位于连接管51两端的固定板52、位于连接管51顶部中部且与连接管51螺纹连接的除垢杆6，除垢杆6自上而下包括螺纹盖61、方形管柱62、连接块63、伸缩杆64，螺纹盖61与连接管51中部设有的支管53螺纹连接，方形管柱62与螺纹盖61底部转动连接，螺纹盖61顶部设有用于加强密封作用的密封板68，方形管柱62与位于螺纹盖61底部的转动块69固定连接，转动块69与螺纹盖61转动连接，连接块63位于方形管柱62中部，伸缩杆64为两组且分别位于连接块63的两侧，方形管柱62底部设有开槽621，开槽621与位于连接管51内底部的立柱54对应配接，开槽621内部滑动设置有一个活塞622，活塞622与开槽621内部两侧壁设有的滑槽623滑动且密封连接，位于活塞622上方的方形管柱62内部填充有液压油，液压油为市售昆仑L-HM46液压油，连接块63内部两侧均设有盘绕的液压油软管631，两组液压油软管631均与方形管柱62上部连通，伸缩杆64包括若干伸缩支杆641，液压油软管631贯穿伸缩杆64，液压油软管631的末端与伸缩杆64最内部的伸缩支杆641固定连接，伸缩杆64最内部的伸缩支杆641外端固定设有挡板65，挡板65上部通过一组伸缩套筒66与方形管柱62连接，伸缩套筒66内部设有弹簧67；
每组伸缩支杆641的末端均周向设有4组用于导流并防结垢的搅拌刀片642，搅拌刀片642、伸缩套筒66、方形管柱62以及连接块63的表面均涂有防结垢腐蚀提料，防结垢腐蚀提料为市售ZS-711涂料，每组伸缩支杆641上的4组搅拌刀片642通过转动环643连接，转动环643嵌套在伸缩支杆641末端设有的转动槽644内部，转动环643与转动槽644转动连接，连接管51两端对应固定板52处均设有过滤网55，挡板65背面设有用于振动去除过滤网55上结垢物的超声波振子7，超声波振子7为市售20K超声波振子，超声波振子7的电性导线71贯穿出螺纹盖61顶部。
实施例2
本实施例与实施例1不同之处在于：池体的圆弧形倒角长度不同。
预混合搅拌池11的池体四周设置有长度为0.5m的圆弧形倒角，催化氧化区2的池体四周设置有长度为1.5m的圆弧形倒角，pH调节池31和末端絮凝池41的池体四周设置有长度为0.5m的圆弧形倒角。
实施例3
本实施例与实施例1不同之处在于：池体的圆弧形倒角长度不同。
预混合搅拌池11的池体四周设置有长度为1m的圆弧形倒角，催化氧化区2的池体四周设置有长度为2m的圆弧形倒角，pH调节池31和末端絮凝池41的池体四周设置有长度为1.5m的圆弧形倒角。
工作原理：
下面对本发明的深度处理粘胶纤维废水用催化氧化一体化反应器的工作原理进行简要说明。
在使用时，粘胶纤维废水由第一组预混合搅拌池11的入口处进入，向第一组预混合搅拌池11内加入硫酸亚铁进行搅拌，随后粘胶纤维废水进入第二组预混合搅拌池11继续搅拌，再流入第三组预混合搅拌池11内，同时加入双氧水继续搅拌，随后粘胶纤维废水输入催化氧化区2内，合理选择催化氧化反应器转速为30-40rpm，尽量提高转速，提高反应速率，控制反应pH在7.5-8.5，减缓催化氧化出水及后续单元结垢的倾向，同时将反应未完全的氧化性药剂回流至系统前段；
将催化氧化后的粘胶纤维废水输入到pH调节区3，控制硫酸加药量，pH控制在3-5之间，pH调节区3通过防结垢组件5输入末端絮凝区4的连通口控制流速在0.2-0.5m/s，最后排入沉淀池；
防结垢组件5的工作原理为：
将除垢杆6深入只管53内部，将开槽621对准立柱54所在位置，缓缓下放除垢杆6，开槽621与立柱54对接，立柱54推动活塞622沿滑槽623上移，同时使活塞622挤压液压油，液压油受压后填充至液压油软管631末端，继续挤压则液压油将液压油软管631绷直，促使与液压油软管631末端连接的伸缩支杆641弹出带动每一组伸缩支杆641伸出，超声波振子7与过滤网55相接触；
与此同时转动螺纹盖61使螺纹盖61与支管53螺纹转动密封，密封板68与支管53顶部密封，当连接管51内有粘胶纤维废水流过时经过滤网55以及搅拌刀片642，使转动环643再转动操644内转动，加强连接管51内部液体流动同时防止结垢；
使用一段时间后，过滤网55上附着了一部分硫酸铁和硫酸钙等混合体，开启超声波振子7使其振动过滤网55使过滤网55上附着的硫酸铁和硫酸钙等混合体脱落粉碎，解除结垢，如需更换除垢杆6则反方向转动密封盖61，使开槽621与立柱54脱离，立柱54不再挤压活塞622，液压油回落至方形管柱62内，伸缩支杆641不再受到液压油软管631的弹力，使伸缩支杆641在伸缩套筒66内部弹簧67的作用下收回，取出除垢杆6更换即可。
Claims (9)
1.一种深度处理粘胶纤维废水用催化氧化一体化反应器，其特征在于，包括预混合区(1)、催化氧化区(2)、pH调节区(3)以及末端絮凝区(4)，所述预混合区(1)与所述pH调节区(3)和末端絮凝区(4)分设于催化氧化区(2)的两侧；
所述预混合区(1)包括3组并排设置的预混合搅拌池(11)，每组所述预混合搅拌池(11)中部均设有一组预混合搅拌器(12)；
所述催化氧化区(2)中部设有一组催化氧化反应搅拌器(21)，催化氧化区(2)外部一侧设有催化回流泵(22)，所述催化回流泵(22)一端与催化氧化区(2)连接，催化回流泵(22)另一端与第一组预混合搅拌池(11)连接；
所述pH调节区(3)包括一组pH调节池(31)以及位于所述pH调节池(31)内部并排设置的两组吹脱曝气反应器(32)，两组所述吹脱曝气反应器(32)均与位于pH调节区(3)外部一侧的自鼓风机房(33)连接，pH调节区(3)外部一侧还设有用于将pH调节池(31)内多余的未反应完全的氧化剂吹脱分解的射流循环泵(34)；
所述末端絮凝区(4)包括2组并排设置的末端絮凝池(41)，其中一组末端絮凝池(41)与pH调节池(31)连接，另一组末端絮凝池(41)与位于末端絮凝区(4)外部一侧的沉淀池(42)连接，前两组预混合搅拌池(11)之间设有防结垢组件(5)，所述催化氧化区(2)与pH调节池(31)之间设有防结垢组件(5)，pH调节池(31)与末端絮凝池(41)之间设有防结垢组件(5)。
2.根据权利要求1所述的一种深度处理粘胶纤维废水用催化氧化一体化反应器，其特征在于，所述预混合搅拌池(11)的池体四周设置有长度为0.5-1m的圆弧形倒角，所述催化氧化区(2)的池体四周设置有长度为1.5-2m的圆弧形倒角，所述pH调节池(31)和末端絮凝池(41)的池体四周设置有长度为0.5-1.5m的圆弧形倒角，末端絮凝池(41)内部设有絮凝搅拌器(43)。
3.根据权利要求1所述的一种深度处理粘胶纤维废水用催化氧化一体化反应器，其特征在于，所述防结垢组件(5)包括连接管(51)、位于所述连接管(51)两端的固定板(52)、位于连接管(51)顶部中部且与连接管(51)螺纹连接的除垢杆(6)。
4.根据权利要求3所述的一种深度处理粘胶纤维废水用催化氧化一体化反应器，其特征在于，所述除垢杆(6)自上而下包括螺纹盖(61)、方形管柱(62)、连接块(63)、伸缩杆(64)，所述螺纹盖(61)与所述连接管(51)中部设有的支管(53)螺纹连接，所述方形管柱(62)与螺纹盖(61)底部转动连接，所述连接块(63)位于方形管柱(62)中部，所述伸缩杆(64)为两组且分别位于连接块(63)的两侧，方形管柱(62)底部设有开槽(621)，所述开槽(621)与位于连接管(51)内底部的立柱(54)对应配接，开槽(621)内部滑动设置有一个活塞(622)，位于所述活塞(622)上方的方形管柱(62)内部填充有液压油，连接块(63)内部两侧均设有盘绕的液压油软管(631)，两组所述液压油软管(631)均与方形管柱(62)上部连通，伸缩杆(64)包括若干伸缩支杆(641)，液压油软管(631)贯穿伸缩杆(64)，液压油软管(631)的末端与伸缩杆(64)最内部的伸缩支杆(641)固定连接，伸缩杆(64)最内部的伸缩支杆(641)外端固定设有挡板(65)，所述挡板(65)上部通过一组伸缩套筒(66)与方形管柱(62)连接，所述伸缩套筒(66)内部设有弹簧(67)。
5.根据权利要求4所述的一种深度处理粘胶纤维废水用催化氧化一体化反应器，其特征在于，所述螺纹盖(61)顶部设有用于加强密封作用的密封板(68)。
6.根据权利要求4所述的一种深度处理粘胶纤维废水用催化氧化一体化反应器，其特征在于，所述方形管柱(62)与位于所述螺纹盖(61)底部的转动块(69)固定连接，所述转动块(69)与螺纹盖(61)转动连接。
7.根据权利要求4所述的一种深度处理粘胶纤维废水用催化氧化一体化反应器，其特征在于，所述活塞(622)与开槽(621)内部两侧壁设有的滑槽(623)滑动且密封连接。
8.根据权利要求4所述的一种深度处理粘胶纤维废水用催化氧化一体化反应器，其特征在于，每组所述伸缩支杆(641)的末端均周向设有4组用于导流并防结垢的搅拌刀片(642)，所述搅拌刀片(642)、伸缩套筒(66)、方形管柱(62)以及连接块(63)的表面均涂有防结垢腐蚀提料，每组伸缩支杆(641)上的4组搅拌刀片(642)通过转动环(643)连接，所述转动环(643)嵌套在伸缩支杆(641)末端设有的转动槽(644)内部，转动环(643)与转动槽(644)转动连接。
9.根据权利要求4所述的一种深度处理粘胶纤维废水用催化氧化一体化反应器，其特征在于，所述连接管(51)两端对应所述固定板(52)处均设有过滤网(55)，所述挡板(65)背面设有用于振动去除过滤网(55)上结垢物的超声波振子(7)，所述超声波振子(7)的电性导线(71)贯穿出所述螺纹盖(61)顶部。
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