CN115057519B - 一种氧化处理有机废水装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废水处理技术领域，尤其是一种氧化处理有机废水装置，包括内壳、外壳、进水管及循环泵，内壳中具有开口向上的反应腔；反应腔的腔底与底板之间形成有密闭的用于容纳过硫酸钠粉末的加料区；承载板与底板之间留有空间形成有第一反应区；承载板的上方空间分为填料区和第二反应区，本发明通过在内壳中由下至上依次布置加料区、第一反应区、填料区及第二反应区，并在壳外设置分离区，使活化剂可在第一反应区、填料区、第二反应区及分离区之间构成循环运动，实现活化剂与材质为亚硫酸镁的填料球能够处于连续的相对运动中，活化剂和填料球表面不容易被污染物覆盖而失效，同时也实现了活化剂的循环利用，没有废铁泥产生。

Description

一种氧化处理有机废水装置

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其是一种氧化处理有机废水装置。

背景技术

传统的高级氧化技术，通过催化稳定的前驱物产生各种自由基，能够将各类有机物降解成更利于生物降解的小分子，甚至达成矿化效果，比如过硫酸盐和亚硫酸盐催化技术。过硫酸盐(PS)催化法，因其具备易存储传输、不易受pH等外在因素的影响、产生的硫酸银自由基寿命长等技术优点，被广泛认为能够替代传统双氧水催化法，因此近期有大量围绕该技术的研究报道。然而，过硫酸盐催化法在活化过程中需要二价铁参与，活化过硫酸盐之后变成三价铁，但是在该过程中铁无法由三价回到二价，因此改反应必须持续添加二价铁而生成三价铁作为废物排掉，导致经济上的浪费和后续处理的困难；

常见的均相过硫酸盐高级氧化的反应阶段和沉淀阶段所需时间较长，连续式的水流动态属于紊流式混合状态，不利于化学反应的进行所以反应存在周期性，现有的利用均相过硫酸盐高级氧化反应进行污水处理的设备需要根据反应周期每个周期进水一次，等反应阶段完成后才能重新进水，所以反应没有连续性，从而不能实现连续进行污水处理，污水处理效率较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中的不足，现提供一种氧化处理有机废水装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种氧化处理有机废水装置，包括内壳、外壳、进水管及循环泵，所述内壳中具有开口向上的反应腔；

所述反应腔的下端固有底板，所述反应腔的腔底与底板之间形成有密闭的用于容纳过硫酸钠粉末的加料区；

所述反应腔内位于底板的上端固定有承载板，所述承载板与底板之间留有空间形成有第一反应区；

所述反应腔内位于承载板的上方空间分为彼此连通的填料区和第二反应区，第二反应区位于填料区的上方，填料区内填充有材质为亚硫酸镁的填料球；

所述进水管的出口和第一反应区连通，所述加料区内安装有加料管，所述加料区通过加料管与第一反应区连通，所述第一反应区通过承载板上的通孔和填料区连通；

所述外壳套设在内壳外，并在外壳的内圈壁与内壳的外圈壁之间形成分离区，所述分离区的上端具有与其连通的排水孔，所述排水孔的高度大于反应腔顶端端部的高度，所述分离区的顶端形成有用于向分离区加入活化剂的敞口，活化剂为氧化亚铁粉末，所述外壳的底端与内壳的底端固定连接以封堵住分离区的底端；

所述循环泵的入口和分离区的底端连通，循环泵的出口和第一反应区连通。

进一步地，所述加料管竖直设置在加料区内，加料管的管壁上贯穿有若干径向孔，所述加料区通过径向孔和加料管的管孔连通，所述加料管管孔的顶端开口与第一反应区连通；

所述进水管沿加料管的径向固定在底板的上表面，且进水管出口朝向加料管的轴线。

进一步地，所述加料管的顶端端面与加料区的上表面在同一平面内。

进一步地，所述底板上设有平衡孔，所述加料区通过平衡孔和第一反应区连通，平衡孔的孔径小于加料管管孔的孔径。

进一步地，所述进水管出口端的横截面沿其内部有机废水的流出方向逐渐变小。

进一步地，所述分离区的底端端面由左至右向下倾斜的引导面，所述循环泵的入口通过入口循环管和分离区连通，所述入口循环管的进口位于分离区内底端的右侧。

进一步地，所述外壳的顶端具有上端大下端小的扩口部，扩口部的顶端端部向上延伸有等径部，所述等径部内圈壁围合成的空间同时和分离区与第一反应区连通，排水孔位于等径部上，所述等径部内圈壁的内径＞内壳外圈壁的外径。

进一步地，所述扩口部的内圈壁由上至下逐渐向内倾斜。

进一步地，所述第一反应区的内圈壁上同轴固定有导向环，所述导向环的内周壁由上至下逐渐向内倾斜，导向环的下端开口正对加料管管孔的顶端开口，进水管位于导向环的下方；

所述循环泵的出口通过出口循环管和第一反应区连通，所述出口循环管穿过内壳位于第一反应区内，且出口循环管的出口位于导向环的下端开口的上方。

进一步地，所述填料球的球径3cm-5cm。

本发明的有益效果是：本发明的氧化处理有机废水装置通过在内壳中由下至上依次布置加料区、第一反应区、填料区及第二反应区，并在壳外设置分离区，使活化剂可在第一反应区、填料区、第二反应区及分离区之间构成循环运动，实现活化剂与材质为亚硫酸镁的填料球能够处于连续的相对运动中，活化剂和填料球表面不容易被污染物覆盖而失效，同时也实现了活化剂的循环利用，没有废铁泥产生；

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明氧化处理有机废水装置的示意图；

图2是图1中A的局部放大示意图；

图3是进水管、加料管装配在底板上的俯视示意图；

图4是进水管、加料管装配在底板上的剖视示意图。

1、内壳，101、加料区，102、第一反应区，103、填料区，104、第二反应区；

2、外壳，201、引导面，202、扩口部，203、等径部；

3、进水管；

4、底板，401、平衡孔；

5、承载板，501、通孔；

6、加料管，601、径向孔；

7、分离区，701、排水孔，702、敞口；

8、导向环；

9、循环泵，901、入口循环管，902、出口循环管。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。

实施例1

如图1-4所示，一种氧化处理有机废水装置，包括内壳1、外壳2、进水管3及循环泵9，内壳1中具有开口向上的反应腔；

反应腔的下端固有底板4，反应腔的腔底与底板4之间形成有密闭的用于容纳过硫酸钠粉末的加料区101，为了便于向加料区101补充过硫酸钠粉末，作为一种示列，内壳1上具体可以设置补料管，补料管的内端管口位于内壳1的内部，且与加料区101连通；补料管的外端管口位于内壳1外部，且螺纹连接堵头，堵头将补料管的外端管口封堵，这样在拧开堵头时，便可通过补料管向加料区101内补充过硫酸钠粉末，补充完毕后，重新将堵头拧紧在补料管的外端管口；

反应腔内位于底板4的上端固定有承载板5，承载板5与底板4之间留有空间形成有第一反应区102；

反应腔内位于承载板5的上方空间分为彼此连通的填料区103和第二反应区104，第二反应区104位于填料区103的上方，填料区103内填充有材质为亚硫酸镁的填料球，填料球的球径3cm-5cm；

进水管3的出口和第一反应区102连通，加料区101内安装有加料管6，加料区101通过加料管6与第一反应区102连通，第一反应区102通过承载板5上的通孔501和填料区103连通，通孔501可具有若干个，若干个通孔501可阵列分布在承载板5上，通孔501的孔径为2mm-3mm；

外壳2套设在内壳1外，并在外壳2的内圈壁与内壳1的外圈壁之间形成分离区7，分离区7的上端具有与其连通的排水孔701，排水孔701的高度大于反应腔顶端端部的高度，分离区7的顶端形成有用于向分离区7加入活化剂的敞口702，活化剂为氧化亚铁粉末，粒径为0.5mm-1.5mm，外壳2的底端与内壳1的底端固定连接以封堵住分离区7的底端，循环泵9的入口和分离区7的底端连通，循环泵9的出口和第一反应区102连通。

反应腔内通入水后，加料区101内的过硫酸钠粉末便会溶解，加料区101内少量溶解有过硫酸钠粉末的溶液会通过加料管6混入到第一反应区102内，为了实现过硫酸钠进入第一反应区102内的量能够随有机废水的流入第一反应区102的流量而自适应的变化，本实施例中加料管6竖直设置在加料区101内，加料管6的管壁上贯穿有若干径向孔601，加料区101通过径向孔601和加料管6的管孔连通，加料管6管孔的顶端开口与第一反应区102连通；

进水管3沿加料管6的径向固定在底板4的上表面，且进水管3出口朝向加料管6的轴线；进水管3喷出的有机废水射流相对周围的液体拥有较快的流速和较低的压强，故而周围的液体易于向进水管3喷出的有机废水射流流动，这样就会从加料管6吸入一部分溶解有过硫酸钠粉末的溶液进入到第一反应区102内，具体而言，进水管3喷出的有机废水射流的流速越大，溶解有过硫酸钠粉末的溶液进入到第一反应区102的量越多，进水管3喷出的有机废水射流的流速越小，溶解有过硫酸钠粉末的溶液进入到第一反应区102的量越少。

加料管6的顶端端面与加料区101的上表面在同一平面内，从而有利于进水管3喷出的有机废水射流将加料区101内溶解有过硫酸钠粉末的溶液通过加料管6吸入到第一反应区102内。

底板4上设有平衡孔401，加料区101通过平衡孔401和第一反应区102连通，平衡孔401的孔径小于加料管6管孔的孔径；平衡孔401的作用是保持底板4下方加料区101压力平衡的作用，当一部分过硫酸钠溶液被吸上去之后，一部分水可以从平衡孔401进入到底板4下方，以确保过硫酸钠溶液可以源源不断的被吸上去。

进水管3出口端的横截面沿其内部有机废水的流出方向逐渐变小；通过将进水管3的出口端设计呈收缩结构，可以提高进水管3出口端流出的有机废水的流速，进水管3出口端的横截面可设计为圆形或方形。

分离区7的底端端面由左至右向下倾斜的引导面201，循环泵9的入口通过入口循环管901和分离区7连通，入口循环管901可通过焊接的方式密封固定在外壳2上，入口循环管901的进口位于分离区7内底端的右侧；引导面201的设计可有利于沉淀于分离区7底部的活化剂滑落向入口循环管901的进口，并由循环泵9泵入第一反应区102，使大部分活化剂能迅速被重新利用。

外壳2的顶端具有上端大下端小的扩口部202，扩口部202的顶端端部向上延伸有等径部203，等径部203内圈壁围合成的空间同时和分离区7与第一反应区102连通，排水孔701位于等径部203上，等径部203内圈壁的内径＞内壳1外圈壁的外径；扩口部202的最大端的直径等于等径部203的直径，外壳2位于扩口部202下方部分为的直径小于等于扩口部202最小端的直径，优选地，扩口部202的最大端的直径是其最小端直径的2～3倍；扩口部202的内圈壁由上至下逐渐向内倾斜，例如扩口部202的内圈壁为圆锥面，从而有利于沉淀的活化剂向下滑落，等径部203则是增大了分离区7的容积。

第一反应区102的内圈壁上同轴固定有导向环8，导向环8的内周壁由上至下逐渐向内倾斜，例如导向环8的内周壁可以为圆锥面，导向环8的下端开口正对加料管6管孔的顶端开口，进水管3位于导向环8的下方；

循环泵9的出口通过出口循环管902和第一反应区102连通，出口循环管902具体可通过焊接的方式密封固定在内壳1上，出口循环管902穿过内壳1位于第一反应区102内，且出口循环管902的出口位于导向环8的下端开口的上方；上述设计一方面可以将上面沉淀的活化剂转移至导向环8的中心，又可以在导向环8的下端开口处提高流速，减少活化剂下落的几率，使大部分活化剂能迅速被重新利用。

本实施例中氧化处理有机废水装置的工作原理为：

操作时，进水管3的进口连接在水泵的出口上，水泵将待处理的有机废水从进水管3的出口送入到第一反应区102，在进水管3的出口处，有机废水的流速相对较快，压强较低，四周的水会过来补充，自然就从加料管6吸入一部分溶解有过硫酸钠的溶液进入到第一反应区102内；

在分离区7上端的敞口702加入氧化亚铁粉末作为活化剂，活化剂沉入分离区7的底部，并由循环泵9泵入第一反应区102，和含有过硫酸钠的有机废水接触发生反应，形成硫酸根自由基对有机物进行氧化，此时活化剂表面二价铁转变为三价铁，水流带动这些活化剂进入填料层，并与填料区103内填充的材质为亚硫酸镁的填料球碰撞接触，亚硫酸镁在水中微溶形成的亚硫酸根和活化剂表面的三价铁发生氧化还原作用，将表面的三价铁转化为二价铁，同时生成硫酸根自由基，在第二反应区104内对污染物继续氧化作用，随着水流上升，活化剂被水流带出第二反应区104，到达分离区7，在分离区7的上端逐渐沉淀至底部，并由循环泵9泵入第一反应区102，继续和第一反应区102内的过硫酸钠进行活化生成硫酸根自由基对污染物进行氧化。分离区7顶部的水通过排水孔701溢流出去，完成有机物氧化过程，而活化剂可以重复利用没有废泥产生。

经过一段时间运行后，需要补充活化剂和过硫酸钠粉末。

上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种氧化处理有机废水装置，其特征在于：包括内壳（1）、外壳（2）、进水管（3）及循环泵（9），所述内壳（1）中具有开口向上的反应腔；

所述反应腔的下端固有底板（4），所述反应腔的腔底与底板（4）之间形成有密闭的用于容纳过硫酸钠粉末的加料区（101）；

所述反应腔内位于底板（4）的上端固定有承载板（5），所述承载板（5）与底板（4）之间留有空间形成有第一反应区（102）；

所述反应腔内位于承载板（5）的上方空间分为彼此连通的填料区（103）和第二反应区（104），第二反应区（104）位于填料区（103）的上方，填料区（103）内填充有材质为亚硫酸镁的填料球；

所述进水管（3）的出口和第一反应区（102）连通，所述加料区（101）内安装有加料管（6），所述加料区（101）通过加料管（6）与第一反应区（102）连通，所述第一反应区（102）通过承载板（5）上的通孔（501）和填料区（103）连通；

所述外壳（2）套设在内壳（1）外，并在外壳（2）的内圈壁与内壳（1）的外圈壁之间形成分离区（7），所述分离区（7）的上端具有与其连通的排水孔（701），所述排水孔（701）的高度大于反应腔顶端端部的高度，所述分离区（7）的顶端形成有用于向分离区（7）加入活化剂的敞口（702），活化剂为氧化亚铁粉末，所述外壳（2）的底端与内壳（1）的底端固定连接以封堵住分离区（7）的底端；

所述循环泵（9）的入口和分离区（7）的底端连通，循环泵（9）的出口和第一反应区（102）连通；

所述加料管（6）竖直设置在加料区（101）内，加料管（6）的管壁上贯穿有若干径向孔（601），所述加料区（101）通过径向孔（601）和加料管（6）的管孔连通，所述加料管（6）管孔的顶端开口与第一反应区（102）连通；

所述进水管（3）沿加料管（6）的径向固定在底板（4）的上表面，且进水管（3）出口朝向加料管（6）的轴线；所述底板（4）上设有平衡孔（401），所述加料区（101）通过平衡孔（401）和第一反应区（102）连通，平衡孔（401）的孔径小于加料管（6）管孔的孔径。

2.根据权利要求1所述的氧化处理有机废水装置，其特征在于：所述加料管（6）的顶端端面与加料区（101）的上表面在同一平面内。

3.根据权利要求1所述的氧化处理有机废水装置，其特征在于：所述进水管（3）出口端的横截面沿其内部有机废水的流出方向逐渐变小。

4.根据权利要求1所述的氧化处理有机废水装置，其特征在于：所述分离区（7）的底端端面由左至右向下倾斜的引导面（201），所述循环泵（9）的入口通过入口循环管（901）和分离区（7）连通，所述入口循环管（901）的进口位于分离区（7）内底端的右侧。

5.根据权利要求1所述的氧化处理有机废水装置，其特征在于：所述外壳（2）的顶端具有上端大下端小的扩口部（202），扩口部（202）的顶端端部向上延伸有等径部（203），所述等径部（203）内圈壁围合成的空间同时和分离区（7）与第一反应区（102）连通，排水孔（701）位于等径部（203）上，所述等径部（203）内圈壁的内径＞内壳（1）外圈壁的外径。

6.根据权利要求5所述的氧化处理有机废水装置，其特征在于：所述扩口部（202）的内圈壁由上至下逐渐向内倾斜。

7.根据权利要求1所述的氧化处理有机废水装置，其特征在于：所述第一反应区（102）的内圈壁上同轴固定有导向环（8），所述导向环（8）的内周壁由上至下逐渐向内倾斜，导向环（8）的下端开口正对加料管（6）管孔的顶端开口，进水管（3）位于导向环（8）的下方；

所述循环泵（9）的出口通过出口循环管（902）和第一反应区（102）连通，所述出口循环管（902）穿过内壳（1）位于第一反应区（102）内，且出口循环管（902）的出口位于导向环（8）的下端开口的上方。

8.根据权利要求1所述的氧化处理有机废水装置，其特征在于：所述填料球的球径3cm-5cm。