CN201092539Y - 超声三维流化床反应器 - Google Patents

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Abstract

一种用于处理废水的超声三维流化床反应器，在圆柱型主体(1)内，固定有流化床(2)，提升管(3)用绝缘支架(15)固定在中心电极(4)上，超声振子(6)固定在提升管(3)的外壁上，在反应器中，粒子电极(5)装填在流化床(2)内作为工作电极，在上升空化区(11)和下降区(12)内以流化状态流动，电化学反应是在呈流态化的粒子电极表面上进行，极大提高了电极比表面积和传质速率。超声空化技术和三维电化学氧化技术的联用，可以在水中产生浓度很高的强氧化剂H2O2和自由基·OH，因而能有效地氧化分解生物难降解的有机污染物为二氧化碳和水。超声空化过程中并对粒子电极(5)具有再生活化作用，使粒子表面始终保持清洁，解决了粒子电极的饱和及钝化问题，提高电能效率，减少设备的维护量，延长设备使用寿命并降低运行费用。

Description

超声三维流化床反应器
技术领域
本实用新型涉及一种废水处理装置，属环保设备技术领域，特别是涉及一种超声三维流化床反应器。
背景技术
随着工业技术的飞速发展，污染源日益增多，带来了严重的水污染问题。特别是难降解高浓度化工废水，因生产工艺和来源不同，其成分十分复杂，有机物浓度很高，并含各类有毒物质，往往具有强酸或强碱性，B/C指标很低，采用生物法处理很难达到国家排放标准。高浓度化工废水的处理已成为现阶段废水处理领域的研究热点和难点，目前，这类废水的处理技术主要包括焚烧法、化学氧化法、膜分离法、临界氧化法、电化学法等，目前，这些方法有的因为运行成本太高，很难进行推广，有的还处于实验室阶段，与产业化应用还有一定的距离。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种超声电化学联用快速矿化、降解高浓度化工废水的超声三维流化床反应器。
本实用新型的技术方案是：制一种超声三维流化床反应器，这种超声三维流化床反应器包括主体1，在主体1内固定有流化床2、中心电极4，提升管3用绝缘支架15固定在中心电极上4，超声振子6固定在提升管3的外壁上，主体1的下部设有进气管7、进水管8和布水曝气盘9，在主体1的上部设有出水管14，直流电源16的正极接提升管3，负极接流化床2和中心电极4，流化床2的下部开有液流孔10。
本实用新型的流化床2的下部为倒锥型，其锥顶直径小于提升管3的喇叭口直径。
本实用新型的提升管3的下部为喇叭型，喇叭口的直径大于流化床2的锥顶直径。
本实用新型的流化床2的下部开有液流孔10，其孔径小于粒子电极5的直径。
本实用新型的超声振子6固定在提升管3的外壁上，振荡发射方向朝向中心。
本实用新型的显著优点是结构简单，制造容易，成本低，便于推广，占地面积小。
在反应器中，粒子电极5装填在流化床2内作为工作电极，在上升空化区11和下降区12内以流化状态流动，粒子电极5为导电性的颗粒材料，直径为2～7毫米，包括活性炭颗粒、改性陶粒、含催化剂的树脂颗粒，装填量占流化床2总体积的40～60％，电化学反应是在呈流态化的粒子电极表面上进行，极大提高了电极比表面积和传质速率。超声空化技术和三维电化学催化氧化技术的联用，可以在水中产生浓度很高的强氧化剂H2O2和羟基自由基.OH，羟基由基具有极高的氧化电位(2.8V)，氧化能力极强，与大多数有机污染物都可以发生快速的链式反应，无选择性地把有害物质氧化成CO2、H2O或矿物盐，无二次污染。超声空化过程中并对粒子具有再生活化作用，使粒子表面始终保持清洁，解决了粒子电极的饱和及钝化问题，提高电能效率，减少设备的维护量，延长设备使用寿命并降低运行费用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明：
图1、是本实用新型超声三维流化床反应器的结构示意图
图2、是图1的俯示图结构示意图
图中：1、主体 2、流化床 3、提升管 4、中心电极 5、粒子电极 6、超声振子 7、进气管 8、进水管 9、布水曝气盘 10、液流孔 11、上升空化区 12、下降区 13、沉淀区 14、出水管 15、绝缘支架 16、直流电源
具体实施方式
如图1、图2所示：在圆柱型壳体1内固定有流化床2和中心电极4，提升管3用绝缘支架15固定在中心电极4上，流化床2的下部为倒锥型，其锥顶直径小于提升管3的喇叭口直径，以便使粒子电极5聚集在提升管3的下方，提升管3的下部为喇叭口型，喇叭口的直径大于流化床2的锥顶直径，以便使粒子电极5在空气流和水流的推动下进入上升空化区11，超声振子6固定在提升管3的外壁，振荡发射方向朝向中心，用于聚集超声能量，液流孔10与沉淀区13相通，进气管7进水管8与布水曝气盘9相通，直流电源16正极接提升管3，负极接流化床2和中心电极4，流化床2、提升管3、中心电极4制造材料为不锈钢，沉淀区13的上部设有出水管14。
该反应器工作过程是：原水和空气分别经进水管8和进气管7进入布水曝气盘9内，向上喷入提升管3的腔内，这时，粒子电极5(固相)、污水(液相)和空气(气相)三相共同在上升空化区11内以一定的速度向上流动，在电场和超声空化的作用下开始进行氧化反应，当固、液、气上升到提升管3的顶部时进行分离，气体继续上升排入大气，固体和液体经反转后进入下降区12向下流动，继续进行氧化反应；当固、液流动到下降区12的下部时，进行固、液分离，流化床2的下部制有液流孔10与沉淀区13相通，液流孔10的孔径比粒子电极5的直径要小，因沉淀区13压力低于下降区12，因此液体能顺利通过液流孔10进入沉淀区13，而把粒子电极5隔离在流化区内继续工作，被氧化、降解后的原水进入沉淀区13内开始沉淀和分离，泥渣、絮体向下沉淀，清水则向上流动，由出水管14排出。

Claims (5)

1.一种超声三维流化床反应器，其特征在于：所述的超声三维流化床反应器包括主体(1)，在主体(1)内固定有流化床(2)和中心电极(4)，提升管(3)用绝缘支架(15)固定在中心电极(4)上，超声振子(6)固定在提升管(3)的外壁上，主体(1)的下部设有进气管(7)、进水管(8)和布水曝气盘(9)，在主体(1)的上部设有出水管(14)，直流电源(16)的正极接提升管(3)，负极接流化床(2)和中心电极(4)，流化床(2)的下部开有液流孔(10)。
2.根据权利要求1所述的超声三维流化床反应器，其特征在于：流化床(2)的下部为倒锥型，其锥顶直径小于提升管(3)的喇叭口直径。
3.根据权利要求1所述的超声三维流化床反应器，其特征在于：提升管(3)的下部为喇叭型，喇叭口的直径大于流化床(2)的锥顶直径。
4.根据权利要求1所述的超声三维流化床反应器，其特征在于：流化床(2)的下部开有液流孔(10)，其孔径小于粒子电极(5)的直径。
5.根据权利要求1所述的超声三维流化床反应器，其特征在于：超声振子(6)固定在提升管(3)的外壁上，振荡发射方向朝向中心。
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