CN115745136A - 用于预处理设备的反应装置和预处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于预处理设备的反应装置和具有其的预处理设备，所述反应装置包括：箱体、微纳米曝气系统，所述箱体内具有反应区，且所述箱体连接有用于进水的进水管、用于出水的出水管以及用于添加催化剂的加药管，所述进水管和所述出水管均与所述反应区连通；所述微纳米曝气系统包括发生器和曝气头，所述发生器与所述曝气头相连，所述曝气头设于所述箱体内的底部，用于向所述反应区提供微纳米曝气，以将所述反应区内溶液中的硫化物转化为硫单质。通过应用上述技术方案，可以提高硫化物的处理效果，缩短反应停留时间，提高废水处理效果和处理效率。

Description

用于预处理设备的反应装置和预处理设备

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种用于预处理设备的反应装置和具有该反应装置的预处理设备。

背景技术

填埋场内含有大量硫化细菌，可将硫酸盐、含硫有机物等还原为硫化物。硫化细菌活性受温度影响较大，尤其是夏季或有新鲜渗滤液进入填埋场时，渗滤液中硫化物浓度会迅速上升，因此常具有季节性或突发性。相关技术中，单纯依靠微纳米曝气，存在反应时间长，去除率低的问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于预处理设备的反应装置，可以采用微纳米曝气结合催化剂的方式处理废水，利于提高硫化物的处理效果，缩短反应停留时间，提高废水处理效果和处理效率。

本发明的另一个目的在于提出一种预处理设备，包括前述的用于预处理设备的反应装置。

根据本发明实施例的用于预处理设备的反应装置，包括：箱体、微纳米曝气系统，所述箱体内具有反应区，且所述箱体连接有用于进水的进水管、用于出水的出水管以及用于添加催化剂的加药管，所述进水管和所述出水管均与所述反应区连通；所述微纳米曝气系统包括发生器和曝气头，所述发生器与所述曝气头相连，所述曝气头设于所述箱体内的底部，用于向所述反应区提供微纳米曝气，以将所述反应区内溶液中的硫化物转化为硫单质。

根据本发明实施例的用于预处理设备的反应装置，通过设置用于添加催化剂的加药管，使得反应装置可以采用微纳米曝气结合催化剂的方式处理废水，利于提高硫化物的处理效果，缩短反应停留时间，提高废水处理效果和处理效率。

另外，根据本发明上述实施例的用于预处理设备的反应装置还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些示例中，所述箱体的侧壁上设有出水口，所述出水管与所述出水口连通用于出水，所述曝气头包括一个或多个，且所述曝气头设于所述箱体内远离所述出水口一侧的底部和/或所述箱体内底部的中部区域。

在本发明的一些示例中，所述箱体的顶壁上设有进水口，所述进水管从所述进水口插入所述箱体，并在所述箱体内沿上下方向延伸，所述进水管的下端出水并与所述箱体的内底面间隔开第一预定距离。

在本发明的一些示例中，所述箱体的侧壁上设有出水口，所述出水管与所述出水口连通用于出水，所述出水口与所述箱体的内底面间隔开第二预定距离，所述第二预定距离大于所述第一预定距离。

在本发明的一些示例中，所述箱体上还设有排空口，所述排空口设于所述箱体的底部，用于排空所述箱体内的液体。

在本发明的一些示例中，所述箱体上还设有溢流口，所述溢流口设于所述箱体的上部，用于维持所述箱体内的液位高度。

在本发明的一些示例中，所述加药管伸入所述箱体内，且所述加药管的出口靠近所述进水管的出口设置。

在本发明的一些示例中，所述反应装置还包括排气泄压管，所述排气泄压管沿上下方向延伸，且下端连通所述箱体的上部空间，并装有用于截留水蒸汽的填料。

在本发明的一些示例中，所述反应装置还包括：多个消泡喷头、第一泵体、调节阀，多个所述消泡喷头布置于所述箱体的顶部，并被构造成适于朝向所述反应区喷射介质；所述第一泵体的一端连接所述出水管，且另一端连接所述消泡喷头；所述调节阀连接于所述第一泵体和所述消泡喷头之间，以调节所述第一泵体与所述消泡喷头之间的开度。

在本发明的一些示例中，所述箱体的顶壁上设有设备维修孔，且所述设备维修孔由法兰盲板封闭，且所述法兰盲板与所述维修孔的周缘之间设有密封垫。

根据本发明实施例的预处理设备，包括：前述的用于预处理设备的反应装置、进水系统、加药系统，所述进水系统与所述进水管相连；所述加药系统连接所述加药管，用于向所述反应区添加催化剂。

根据本发明实施例的预处理设备，通过在预处理设备上应用前述的废水处理反应装置，可以提高废水的处理效果和处理效率。

在本发明的一些示例中，所述进水系统包括：第二泵体、供水泵，所述第二泵体的一端选择性地接通用于通入渗滤液的调节池和用于通入清水的清水供水管，所述第二泵体的另一端选择性地接通所述进水管和所述调节池；所述供水泵与所述清水供水管连通，以适于向所述清水供水管供水。

在本发明的一些示例中，所述加药系统包括：加药桶、搅拌器、补水管、计量泵，所述搅拌器伸入所述加药桶内，用于所述加药桶内液体搅拌；所述补水管与所述加药桶相连，用于向所述加药桶内注水，所述补水管上连接有补水阀；所述计量泵安装于所述加药管上，并连接于所述加药桶和所述反应区之间。

在本发明的一些示例中，所述预处理设备还包括：增压系统、过滤系统，所述增压系统连接所述出水管；所述过滤系统与所述增压系统相连，用于过滤所述出水管排出的液体。

在本发明的一些示例中，所述过滤系统包括；一级过滤器、第一压力检测件、二级过滤器、第二压力检测件，所述一级过滤器包括并联设置的多个，多个所述一级过滤器的一端与所述增压系统相连并选择性地接通所述增压系统，且另一端连接有排空阀；所述第一压力检测件包括第一压力表，所述第一压力表与所述增压系统相连，用于检测所述一级过滤器的上游压力；所述二级过滤器的一端与多个所述一级过滤器的另一端相连，且所述二级过滤器的另一端用于连接储水池；所述第二压力检测件连接于所述二级过滤器之后，以检测所述二级过滤器的下游压力；其中，所述第一压力检测件还包括第二压力表，所述第二压力表连接于所述一级过滤器和所述二级过滤器之间，用于检测所述一级过滤器的下游压力和所述二级过滤器的上游压力。

附图说明

图1是本发明一些实施例中预处理设备的结构示意图。

图2是本发明一些实施例中预处理设备的结构示意图。

图3是本发明一些实施例中预处理设备的结构示意图。

图4是本发明一些实施例中预处理设备的工艺流程图。

附图标记：

100、预处理设备；10、箱体；110、反应区；101、进水口；102、出水口；103、排空口；104、溢流口；1、进水系统；11、进水管；12、出水管；13、流量计；14、微纳米曝气系统；140、气管；141、发生器；142、曝气头；105、设备维修孔；106、废水回流管；107、进水阀；108、回流阀；109、第二排空阀；15、排气泄压管；151、填料；16、消泡喷头；17、清水阀；161、调节阀；18、供水泵；181、清水供水管；19、第二泵体；2、加药系统；20、加药桶；201、加药口；22、搅拌器；23、补水管；24、补水阀；25、计量泵；26、加药管；4、增压系统；41、增压泵；42、第一泵体；43、第一阀门；44、第二阀门；45、第三阀门；46、第四阀门；5、过滤系统；51、一级过滤器；53、第一排空阀；541、第一压力表；542、第二压力表；52、二级过滤器；55、第二压力检测件；60、储水池。

具体实施方式

相关技术中，微纳米曝气后的硫单质处于悬浮态，气浮+斜板处理无法提高硫单质的去除效果，易堵塞后端反渗透膜；此方法单纯依靠微纳米曝气，反应时间长，去除率低，适用于中低硫化物污水，且处理水量受限。使用气浮或沉降需加絮凝剂与助凝剂，产水质量受两种药剂加药量、比例、水质变化、流量等多因素影响，稳定性较差，适用水量和水质范围窄。

为此，本发明提出一种用于预处理设备的反应装置，通过向反应区添加催化剂的方式，使得硫单质去除稳定，反应、停留时间短，并以滤芯过滤，无需经过繁琐的加药环节，无需沉降或气浮，设备停留时间缩短，减少反应区体积。运行时，只需调节进水流量和催化剂加药量，运维简单，且设备密封无臭气溢出。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

结合图1至图4，根据本发明实施例的用于预处理设备的反应装置，包括：箱体10和微纳米曝气系统14，箱体10内具有反应区110，且箱体10连接有用于进水的进水管11、用于出水的出水管12以及用于添加催化剂的加药管26，进水管11和出水管12均与反应区110连通。具体地，废水可以在反应区110内进行处理，处理废水时，可以将废水通过进水管11引入反应区110，经曝气系统处理，处理过程中，可以通过加药管26向反应区110内加入催化剂，以提高反应速率，提高处理效果，处理过的废水可以从出水管12排出箱体10。也就是说，通过设置反应区110以及连通反应区110的进水管11和出水管12，废水处理的分区明确，便利管理，可以避免废水处理出现短流情况，硫化物去除率更高。

进一步地，微纳米曝气系统14包括发生器141和曝气头142，发生器141与曝气头142相连，以向曝气头142提供微纳米曝气。曝气头142设于箱体10内的底部，用于向反应区110提供微纳米曝气，以将反应区110内溶液中的硫化物转化为硫单质。其中，曝气头142设于箱体10底部可以提升曝气效果，具体地，曝气头142产生的微纳米气泡从箱体10底部向上运动，可以充分与废水反应，提高反应时间和反应效果。

根据本发明实施例的用于预处理设备的反应装置，通过设置用于添加催化剂的加药管26，使得反应装置可以采用微纳米曝气结合催化剂的方式处理废水，利于提高硫化物的去除率，缩短反应停留时间，提高废水处理效果和处理效率。

结合图1，在本发明的一些实施例中，箱体10的侧壁上设有出水口102，出水管12与出水口102连通用于出水，曝气头142包括一个或多个，且曝气头142设于箱体10内远离出水口102一侧的底部，可以使污水经过曝气离开反应区的同时通过自然沉降一部分大颗粒悬浮物，减小后端过滤器压力，利于提高处理效果和处理效率。具体而言，曝气头142可以设置一个或多个，例如可以根据箱体10的体积或实际情况设置多个曝气头142，以提高处理效果。曝气头142也可以设于箱体10内底部的中部区域，可以提高反应效果，也可以是在箱体10内底部中部区域和远离出水口102一侧的底部均设置曝气头142，以提高硫单质的去除效果。

结合图1，在本发明的一些实施例中，箱体10的顶壁上设有进水口101，进水管11从进水口101插入箱体10，并在箱体10内沿上下方向延伸，进水管11的下端出水并与箱体10的内底面间隔开第一预定距离，可以将废水直接输送至曝气头142上方，以增加进水与微纳米气泡的接触时间与接触面积，利于提高曝气效果，还可以提高进水的稳定性。举例而言，当箱体10内已经有水时，进水管11送入的废水可以直接到达箱体10下方，利于提高曝气效果。

结合图1，在本发明的一些实施例中，箱体10的侧壁上设有出水口102，出水管12与出水口102连通用于出水，出水口102与箱体10的内底面间隔开第二预定距离，由此，废水可以在反应区110内充分反映后，从出水口102排出，利于提高废水的曝气效果。其中，第二预定距离大于第一预定距离，也就是说，出水口102所在的水平面高于进水口101所在的水平面，以在进水口101和出水口102之间形成高度差，可以避免发生短流现象，从而保证反应充分进行。

在本发明的一些实施例中，箱体10上还设有排空口103，排空口103设于箱体10的底部，用于排空箱体10内的液体，以便于对箱体10进行检修，同时可用于沉降悬浮物的排放。具体地，结合图1，当需要对反映装置进行维护时，可以将废水从出水口102排出，再通入清水对箱体10进行清洗，清水可以从排空口103排出，排空口103设于箱体10底部，且排空口103处设有第二排空阀109，用于控制排空液位。

结合图1，在本发明的一些实施例中，箱体10上还设有溢流口104，溢流口104设于箱体10的上部，用于维持箱体10内的液位高度，提高反应装置运行的稳定性。具体地，当箱体10内水量过多时，水可以从溢流口104流出，以维持箱体10内的液位，利于提高反应效果和运行稳定性。

在本发明的一些实施例中，加药管26伸入箱体10内，以使投入的催化剂可以充分反应，且加药管26的出口靠近进水管11的出口设置，利于催化剂与废水充分接触，利于提高废水的处理效果。

在本发明的一些实施例中，反应装置还包括排气泄压管15，排气泄压管15沿上下方向延伸，且下端连通箱体10的上部空间，可以用于排气泄压，并装有用于截留水蒸汽的填料151，以减少气味溢出，利于保护环境。

结合图1，在本发明的一些实施例中，反应装置还包括：多个消泡喷头16、第一泵体42和调节阀161，多个消泡喷头16布置于箱体10的顶部，并被构造成适于朝向反应区110喷射介质，以对反应区110内的介质进行消泡。进一步地，第一泵体42的一端连接出水管12，且另一端连接消泡喷头16，第一泵体42可以向消泡喷头16提供消泡喷头16喷洒的介质，调节阀161连接于第一泵体42和消泡喷头16之间，以调节第一泵体42与消泡喷头16之间的开度，使用时，可以根据实际情况调节消泡喷头16的消泡效果。具体而言，由于反应装置采用微纳米曝气处理废水，处理过程中会产生小气泡，气泡过多，占用箱体10内的空间也较多，不利于减小箱体10体积，因此，通过设置消泡喷头16，可以减少箱体10内气泡。在处理相同水量的情况下，可以减小箱体10体积，利于空间布置，或者是在一定箱体10体积一定的情况下，利于提高废水的处理效率。更为具体地，消泡喷头16喷射的介质可以是消泡液，也可以是水。根据本发明一个具体实施例的反应装置，消泡喷头16喷洒箱体10的出水，即利用第一泵体42向消泡喷头16供水，利用水动力消泡，利于降低成本，此外，水喷射到反应区110后，不会影响后期处理增加或增加处理负担，实用性和通用性较高。

可选地，反应区110顶部可以设有用于固定循环消泡喷头16的消泡喷头16固定器，以提高装置的结构稳定性。

结合图1，在本发明的一些实施例中，箱体10的顶壁上设有设备维修孔105，便于对设备进行维修和维护，且设备维修孔105由法兰盲板封闭，可以提高封闭状态的稳定性，且法兰盲板与维修孔的周缘之间设有密封垫，可以提高密封效果，构造出密封式反应区110，实现设备内无臭气。一般情况下，设备维修孔105处于常闭状态，通过对维修孔的封闭，可以提高密封效果，避免环境污染。此外，设备维修孔105设于箱体10顶壁可以便于对箱体10顶部的多个消泡头进行维修和维护。当然，也可以根据实际情况，在箱体10顶部设置多个设备维修孔105，以便于维修。

实际使用时，设备维修孔105可以用于反应区110、循环消泡喷头16、微纳米曝气头142的检修。检修时需对反应区110排空，冲洗至少3次，冲洗水排空，启动微纳米曝气系统14至少30min，确保无硫化物残留后，方可进入，并按有限空间作业要求操作。

根据本发明实施例的预处理设备100，包括：前述的用于预处理设备的反应装置、进水系统1和加药系统2，进水系统1与进水管11相连，加药系统2连接加药管26，用于向反应区110添加催化剂。由此，进水管11和加药管26可以向反应装置内添加水和催化剂，在箱体10的反应区110进行反应，利于提高废水的处理效果。

根据本发明实施例的预处理设备100，通过在预处理设备100上应用前述的废水处理反应装置，可以提高废水的处理效果和处理效率。

在本发明的一些实施例中，结合图1，进水系统1包括：第二泵体19和供水泵18，供水泵18与清水供水管181连通，以适于向用于通入清水的清水供水管181供水。第二泵体19的一端选择性地接通用于通入渗滤液的调节池和用于通入清水的清水供水管181，第二泵体19的另一端选择性地接通进水管11和调节池。也就是说，第二泵体19可以将调节池中的水送入反应区110，以对调节池中的废水进行处理；第二泵体19也可以用于将清水送入反应区110以实现反应区110的清洁等作用；第二泵体19还可以将废水回流至调节池中。其中，调节池和清水供水管181与第二泵体19可以通过设置换向阀、开关阀等结构实现选择性接通；调节池和进水管11与第二泵体19也可以通过设置换向阀、开关阀等结构实现选择性接通。

结合图1和图2，在本发明的一些实施例中，加药系统2包括：加药桶20、搅拌器22、补水管23和计量泵25，具体地，催化剂储存于加药桶20内，搅拌器22伸入加药桶20内，用于加药桶20内液体搅拌，利于提高加药桶20内催化剂的均匀性；补水管23与加药桶20相连，用于向加药桶20内注水，补水管23上连接有补水阀24，以控制加药桶20内是否注水或注水量，计量泵25安装于加药管26上，并连接于加药桶20和反应区110之间，利于检测加药量，可以提高加药量的投入的精准性，便于管理，利于提高废水预处理效率。其中，补水管23可以补入自来水或工业水等。

结合图1至图3，在本发明的一些实施例中，预处理设备100还包括：增压系统4和过滤系统5，增压系统4连接出水管12，过滤系统5与增压系统4相连，用于过滤出水管12排出的液体，利于液体回收，且利于提高回收效果。具体地，废水经过反应区110处理后从出水管12进入增压系统4，并经过滤排出，可以提高废水的处理效果。增压系统4可以包括增压泵41，其中增压泵41出水管12与过滤系统5连接，以将处理后的水送入过滤系统5，且进入过滤系统5的水具有压力，利于提高过滤效果和过滤效率，结合前述，增压系统4还可以包括第一泵体42，第一泵体42可以为消泡喷头16增压，以向消泡喷头16提供动力。也就是说，增压系统4可以用于为过滤系统5提供废水和动力，也可以为反应区110消泡喷头16供水。

进一步地，结合图1，在本发明的一些实施例中，过滤系统5包括；一级过滤器51、第一压力检测件、二级过滤器52和第二压力检测件55，其中，第一压力检测件还包括第一压力表541和第二压力表542，第一压力表541用于检测一级过滤器51上游压力，第二压力表542连接于一级过滤器51和二级过滤器52之间，第二压力表542用于检测一级过滤器51的下游压力和检测二级过滤器52上游压力。

一级过滤器51包括并联设置的多个，多个一级过滤器51的一端与增压系统4相连并选择性地接通增压系统4，多个一级过滤器51的后端均设有第一排空阀53。具体地，增压泵41可以与第一个一级过滤器51相连，增压泵41也可以与另一个一级过滤器51相连。也就是说，多个一级过滤器51中，可以选择性地选择一个过滤器接通增压系统4，以连接一级过滤器51和增压系统4。

更进一步地，第一压力检测件用于检测一级过滤器51的上游压力；二级过滤器52的一端与多个一级过滤器51的另一端相连，且二级过滤器52的另一端用于连接储水池60；第二压力检测件55连接于二级过滤器52之后，以检测二级过滤器52的下游压力。也就是说，过滤系统5可以包括两级过滤，其中，一级过滤等级和二级过滤等级可以相同，也可是二级过滤的等级高于一级过滤等级。具体地，结合图1，一级过滤器51还包括位于一级过滤器51前侧的第一阀门43和第三阀门45以及位于以及过滤器51后侧的第二阀门44和第四阀门46，应用时，一级过滤器51可以通过第一阀门43和第三阀门45选择性地接通增压系统4。

根据本发明一个具体实施例的预处理设备100，过滤器材质为不锈钢，过滤材料为PP滤芯。一级过滤等级为5μm，二级过滤等级为3μm，管道均为2.5Mpa耐压PP管。一级过滤器51分为A、B两个，两个过滤器并联，使用时只开一列，一级过滤器51前后压差超过2bar或过滤器前压力超过5bar，则停止使用该过滤器，切换至另一列，打开另一列过滤器进出水阀门，关闭本列过滤器进出水阀门，打开本列第一排空阀53排空后更换滤芯。

二级过滤器52进水口101与一级过滤器51出水口102连接，一级过滤器51出水作为二级过滤器52进水，二级过滤器52前后压差超过2bar或二级过滤器52前压力超过5bar，则需停止设备进水，更换二级过滤器52滤芯。一级过滤器51与二级过滤器52底部与第一排空阀53相连，每个过滤器均设置单独球阀，排空管后端连接排泥池。过滤系统5出水排至后端深度处理设备储水罐储水池60。

经实验表明，采用PP棉滤芯过滤曝气氧化后含单质硫的污水，滤芯孔径要求最大5μm，以5μm滤芯作为第一级过滤，3μm滤芯作为二级过滤，保障产水硫单质基本被截留，不影响反渗透膜系统运行。

下面参照附图描述本发明一个具体实施例的预处理设备100和用于预处理设备的反应装置。

具体而言，渗滤液经进水系统1进入反应区110，在微纳米曝气系统14和加药系统2作用下，使硫化物快速氧化生成硫单质，再通过入过滤系统5截留硫单质，两级过滤后完成预处理，产水进入储存罐，可直接送至反渗透膜系统。加入催化剂可将反应时间缩短2倍以上。通过微纳米曝气提升空气中氧气的利用率，在硫化物浓度过高时或水量过大时微纳米曝气和催化剂共同作用，全过程只加入一种药剂，无需混凝沉淀，停留时间短，无需另外增加除臭系统，运营成本低。可处理硫化物浓度100～2000mg/L的渗滤液，去除率达到80％以上，集成一体化设备，安装便捷、启停迅速。

结合图1和图4，进水系统1还包括与废水连通的进水阀107以及与清水连通的清水阀17，应用时，进水系统1进水端与调节池和清水供水管181连接，进废水时，打开废水进水阀107关闭清水阀17，渗滤液由进水泵抽出，送至反应区110，管道均采用PE材质，第二泵体19出口处以三通连接废水回流管106和进水管11，进水管11与反应区110连接，进水管11上可以安装流量计13，以便于观察和控制流量，废水回流管106上安装可调节废水回流阀108，阀门后端管道出口接至调节池，以调节进水流量。进水系统1进清水时：关闭废水进水阀107打开清水阀17，关闭废水回流阀108，启动第二泵体19，系统进清水冲洗。也就是说，第二泵体19可以用于将废水或清水送入反应区110，第二泵体19还可以将反应区110的废水回流至调节池中，即废水也可以从进水管11经废水回流阀108进入废水回流管106回流至调节池。

反应区110箱体10为PE耐腐蚀材质，带密封顶盖，耐压等级2.5MPa。进水管11道与反应区110顶部进水口101连接进入箱体10，进水管11出口距离箱体10底部约30cm，出水管12道在进水管11道斜对方，距离反应区110底部约1.2m高处。排空口103处的排空管位于反应区110底部与排泥池连接；溢流管位于反应区110上部距顶部15cm处，溢流管接至调节池。

结合图3，催化剂加药口201位于反应区110顶部进水口101旁，催化剂加药管26可直接插入催化剂加药口201，至反应区110液面以下。催化剂加药口201与废水进水口101接近，利于提高反应效果。排气泄压管15高度为约2m，靠近反应区110一端装有填料151，作用为排气泄压的同时，截留排气中的水蒸气，减少气味溢出。

循环消泡喷头16均匀固定于反应箱体10顶部，数量根据设备大小而定，采用水力消泡，进清水时用作循环冲洗，循环消泡喷头16与第一泵体42连接，中间安装可调节循环消泡进水阀，第一泵体42进水管11与反应箱体10出水管12连接。

进一步地，结合图1和图2，微纳米曝气系统14是反应装置的核心部件之一，微纳米曝气发生器141位于箱体10内，微纳米曝气头142分布于反应区110底部，共4个，主要分布于远离出水口102一侧和中间，减少出水含气量，避免泡沫外溢；微纳米曝气发生器141发生气体经气管140从曝气进口进入反应区110，连接微纳米曝气头142，实现微纳米曝气。在实际应用时，曝气量：处理水量≥20：1(体积比)，微纳米曝气气泡粒径在200nm～20μm，反应停留时间应至少10分钟，污水硫化物浓度过高需增加停留时间。细小的微纳米气泡可增大氧气与水的接触面积提升硫化物氧化速度，减少硫化物溢出，根据本发明实施例的用于废水处理的反应装置，实验室测试结果表明，硫化物浓度802.4mg/L的污水，直接普通曝气硫化物从系统中以硫化物形式溢出的溢出率达到52.4％，采用微纳米曝气，硫化物以硫化氢的形式溢出的溢出率在10％左右，实验室内微纳米曝气比普通曝气硫化物溢出率减少40％左右，实际应用微纳米曝气无需安装除臭系统。

结合图1和图2，催化剂加药系统2是预处理设备100核心部件之一，加药桶20可以为PE材质200L，搅拌器22为碳钢材料带防腐涂层，计量泵25为耐腐蚀隔膜泵，加药管26为耐腐蚀透明管，补水管23上安装补水阀24，补水管23接自来水或工业水供水，补水管23与系统进水清水管连接。应用时，补水管23处于常闭状态，需补水时打开；向加药桶20内补水后加入固体催化剂，启动搅拌器22直至催化剂完全溶解后催化剂(固体质量)投加量为硫化物浓度的10％。催化剂加药系统2根据实际情况启动，所用催化剂为一种为环境友好、无害的无机物，与负二价硫在水中不易生成沉淀，难形成不可溶解垢，对反渗透设备运行基本无影响。

采用微纳米曝气情况下，添加10％催化剂后，硫化物去除率从81.9％提升至92.4％，去除率提升10.5％。需要说明的是，催化剂的添加比例，可以根据反应要求，废水情况或处理要求等实际情况进行调节，本发明不限于此。

更进一步地，结合图1，污水经反应区110处理后进入增压系统4。第一泵体42的进水端与反应区110出水管12连接，第一泵体42出水端与增压泵41连接，第一泵体42与增压泵41为不锈钢材质，增压泵41出水管与过滤系统5的一级过滤系统连接。增压泵41前设置反应区回流管，反应区回流管上安装循环消泡调节阀161，反应区回流管与循环消泡喷头16连接，第一泵体42为循环消泡喷头16供水。因此，增压系统4作用为反应区110消泡喷头16水力消泡供水，为过滤系统5提供动力。

下面结合本发明具体实施例的预处理设备100提供3个废水处理案例。

案例1：基于上述设备及原理，应用于某渗滤液项目，渗滤液初始硫化物200mg/L，总曝气量与总水量体积比为7.5：1，曝气停留时间为5h，未添加催化剂，预处理结束后渗滤液中剩余硫化物1.6mg/L，硫化物去除率99.2％，设备周边无臭味。

案例2：基于上述设备及原理，应用于某渗滤液项目，渗滤液初始硫化物528mg/L，总曝气量与总水量体积比为12：1，曝气停留时间为5h，未添加催化剂，预处理结束后渗滤液中剩余硫化物6.5mg/L，硫化物去除率98.77％，设备周边无臭味。

案例3：基于上述设备及原理，应用于某渗滤液项目，渗滤液初始硫化物1157mg/L，总曝气量与总水量体积比为24：1，曝气停留时间为2h，催化剂添加量为硫化物浓度的10％，以纯催化剂计，催化剂添加量为116mg/L，预处理结束后，渗滤液中剩余硫化物1.0mg/L，硫化物去除率99.1％，设备周边无臭味。

综上，在处理废水时应用具有用于预处理设备的反应装置的预处理设备100，可以带来以下技术效果：1.硫化物去除率达到80％以上，最佳可达到99％以上，能实现渗滤液硫化物的有效预处理。

2.无需增加除臭系统，减少危废处理与运营成本：采用加酸曝气吹脱模式进行预处理，所有去除的硫化物基本都以硫化氢形式溢出，不适用于高浓度硫化物污水，且吸附硫化氢后的填料151只能做危废处理，成本高、处理困难。实验室小试实验数据表明，直接常规曝气硫化物溢出率达到52.7％，同等条件下微纳米曝气硫化物溢出率只有10％左右。现场应用数据表明，微纳米加催化剂曝气情况下，设备敞口，周边硫化氢测定浓度低于6.9ppm，在安全工作要求范围内。

3.设备停留时间短、设备体积小：停留时间短，处理含硫化物528mg/L的渗滤液，反应区110容积1.1m3进水流量0.3m3/h，曝气量3.6m3/h，停留时间3.6小时，硫化物去除率98.92％，处理量100t/d时，反应区110体积只需15m3。采用活性污泥法处理同样水质渗滤液，曝气池容积至少100m3以上。

4.无需长时间沉降或加药剂沉降，采用过滤方式截留硫单质，去除率达到95％以上，普通斜板沉降受处理流量、流速、水质变化、絮凝剂和助凝剂加药量等多重影响，过高的流量、流速或水质变化会导致产水悬浮物偏高，且硫单质本身难以沉降，加PAC或PAM对沉降的促进效果较小且加药量控制影响出水质量，沉降时间至少30min以上，污泥占比高，沉降后产水仍较混浊，将导致反渗透膜压升高，运行不稳定，采用一备一用滤芯过滤，更换方便，硫单质截留有保证。

5.本设备用于硫化物预处理，设备集成一体化，安装方便快捷，无需进行过多参数调节，即到即用，停机冲洗干净可直接放置或运走，启停方便。

在本发明的描述中，需要理解的是，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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，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；可以是机械连接，也可以是电连接；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，除非另有明确的限定。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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种用于预处理设备的反应装置，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体内具有反应区，且所述箱体连接有用于进水的进水管、用于出水的出水管以及用于添加催化剂的加药管，所述进水管和所述出水管均与所述反应区连通；

微纳米曝气系统，所述微纳米曝气系统包括发生器和曝气头，所述发生器与所述曝气头相连，所述曝气头设于所述箱体内的底部，用于向所述反应区提供微纳米曝气，以将所述反应区内溶液中的硫化物转化为硫单质。

2.根据权利要求1所述的用于预处理设备的反应装置，其特征在于，所述箱体的侧壁上设有出水口，所述出水管与所述出水口连通用于出水，所述曝气头包括一个或多个，且所述曝气头设于所述箱体内远离所述出水口一侧的底部和/或所述箱体内底部的中部区域。

3.根据权利要求1所述的用于预处理设备的反应装置，其特征在于，所述箱体的顶壁上设有进水口，所述进水管从所述进水口插入所述箱体，并在所述箱体内沿上下方向延伸，所述进水管的下端出水并与所述箱体的内底面间隔开第一预定距离。

4.根据权利要求3所述的用于预处理设备的反应装置，其特征在于，所述箱体的侧壁上设有出水口，所述出水管与所述出水口连通用于出水，所述出水口与所述箱体的内底面间隔开第二预定距离，所述第二预定距离大于所述第一预定距离。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的用于预处理设备的反应装置，其特征在于，所述箱体上还设有排空口，所述排空口设于所述箱体的底部，用于排空所述箱体内的液体；

和/或，所述箱体上还设有溢流口，所述溢流口设于所述箱体的上部，用于维持所述箱体内的液位高度；

和/或，所述加药管伸入所述箱体内，且所述加药管的出口靠近所述进水管的出口设置；

和/或，所述反应装置还包括排气泄压管，所述排气泄压管沿上下方向延伸，且下端连通所述箱体的上部空间，并装有用于截留水蒸汽的填料。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的用于预处理设备的反应装置，其特征在于，所述反应装置还包括：

多个消泡喷头，多个所述消泡喷头布置于所述箱体的顶部，并被构造成适于朝向所述反应区喷射介质；

第一泵体，所述第一泵体的一端连接所述出水管，且另一端连接所述消泡喷头；

调节阀，所述调节阀连接于所述第一泵体和所述消泡喷头之间，以调节所述第一泵体与所述消泡喷头之间的开度。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的用于预处理设备的反应装置，其特征在于，所述箱体的顶壁上设有设备维修孔，且所述设备维修孔由法兰盲板封闭，且所述法兰盲板与所述维修孔的周缘之间设有密封垫。

8.一种预处理设备，其特征在于，包括：

根据权利要求1-7中任一项所述的用于预处理设备的反应装置；

进水系统，所述进水系统与所述进水管相连；

加药系统，所述加药系统连接所述加药管，用于向所述反应区添加催化剂。

9.根据权利要求8所述的预处理设备，其特征在于，所述进水系统包括：

第二泵体，所述第二泵体的一端选择性地接通用于通入渗滤液的调节池和用于通入清水的清水供水管，所述第二泵体的另一端选择性地接通所述进水管和所述调节池；

供水泵，所述供水泵与所述清水供水管连通，以适于向所述清水供水管供水。

10.根据权利要求8所述的预处理设备，其特征在于，所述加药系统包括：

加药桶；

搅拌器，所述搅拌器伸入所述加药桶内，用于所述加药桶内液体搅拌；

补水管，所述补水管与所述加药桶相连，用于向所述加药桶内注水，所述补水管上连接有补水阀；

计量泵，所述计量泵安装于所述加药管上，并连接于所述加药桶和所述反应区之间。

11.根据权利要求8所述的预处理设备，其特征在于，所述预处理设备还包括：

增压系统，所述增压系统连接所述出水管；

过滤系统，所述过滤系统与所述增压系统相连，用于过滤所述出水管排出的液体。

12.根据权利要求11所述的预处理设备，其特征在于，所述过滤系统包括；

一级过滤器，所述一级过滤器包括并联设置的多个，多个所述一级过滤器的一端与所述增压系统相连并选择性地接通所述增压系统，且另一端连接有排空阀；

第一压力检测件，所述第一压力检测件包括第一压力表，所述第一压力表与所述增压系统相连，用于检测所述一级过滤器的上游压力；

二级过滤器，所述二级过滤器的一端与多个所述一级过滤器的另一端相连，且所述二级过滤器的另一端用于连接储水池；

第二压力检测件，所述第二压力检测件连接于所述二级过滤器之后，以检测所述二级过滤器的下游压力；

其中，所述第一压力检测件还包括第二压力表，所述第二压力表连接于所述一级过滤器和所述二级过滤器之间，用于检测所述一级过滤器的下游压力和所述二级过滤器的上游压力。

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