CN203976535U - 多相效废水深度处理反应器 - Google Patents

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盘爱享
房桂干
邓拥军
丁来保
施英乔
张华兰
沈葵忠
韩善明
焦健
李红斌
梁芳敏
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Abstract

多相效废水深度处理反应器，包括前置反应器和主反应器，所述前置反应器包括进口和出口，进口和出口之间通过连接管路连接有至少两个静态混合器，所述静态混合器之间的管路上设有pH测量装置，静态混合器的上游管路上均设有加注口；所述主反应器为中空反应塔，塔底部设有旋流进水分配器，旋流进水分配器上游设有加注口，塔内自下而上依次设有至少两个催化剂层，一组折流板，曝气器和喷淋消沫器，所述催化剂层之间设有高频催化系统，塔顶部设有出水装置；所述前置反应器的出口与主反应器的旋流进水分配器连接。本申请气、固、液多相环境，高级氧化、催化氧化、均匀混合多效处理方式，CODCr去除率高。

Description

多相效废水深度处理反应器
技术领域
本申请涉及废水环保处理领域，具体涉及一种用于废水深度处理的多相效反应器。
背景技术
随着《制浆造纸工业水污染物排放标准（GB3544-2008）》的实施，国家对造纸废水的排放提出了更高的要求，单纯采用物化+生化二级处理的方法很难达到标准规定，普遍需要对废水进行深度处理。目前已经在应用或者准备应用的深度处理技术主要有：絮凝沉淀法、膜分离法、电化学法、磁化预处理、生物酶生物基因工程、复合仿生物酶、高级氧化法(如臭氧氧化、光催化、Fenton氧化等)以及组合处理技术（如电化学+固定化微生物技术）等。
Fenton体系(H2O2/ Fe2+ )是目前废水处理方面研究较多的一种高级氧化技术，该体系产生的具有强氧化性的·OH自由基，其氧化能力(2.80V)仅次于氟(2.87V)，可无选择地将废水中的有机污染物（如制浆造纸废水中的纤维素、半纤维素、木素等）氧化降解CO2、H2O和无机物，已逐渐应用于造纸废水的深度处理领域。目前对Fenton试剂用于造纸废水的处理研究较多，但承载Fenton反应的反应器构型、药品混合方式等研究很少。传统的Fenton池式反应器占地面积大，处理效果稳定性差，成本较高，并未协同其他处理手段。
发明内容
解决的技术问题：本申请为了制浆造纸废水提供一套多相效废水深度处理反应器，解决排放标准提高以后的达标排放难点问题。
技术方案：多相效废水深度处理反应器，包括前置反应器和主反应器，所述前置反应器包括进口和出口，进口和出口之间通过连接管路连接有至少两个静态混合器，所述静态混合器之间的管路上设有pH测量装置，静态混合器的上游管路上均设有加注口；所述主反应器为中空反应塔，塔底部设有旋流进水分配器，旋流进水分配器上游设有加注口，塔内自下而上依次设有至少两个催化剂层，一组折流板，曝气器和喷淋消沫器，所述催化剂层之间设有高频催化系统，塔顶部设有出水装置；所述前置反应器的出口与主反应器的旋流进水分配器连接。
优选的，位于所述进口和出口之间通过连接管路设有两个静态混合器，分别为第一静态混合器和第二静态混合器，所述静态混合器设于钢架内。
所述第一静态混合器的上游管路加注口与储酸容器连接，第二静态混合器的上游管路加注口与储硫酸亚铁容器连接，旋流进水分配器上游加注口与储H2O2容器连接。
所述pH测量装置设于第二静态混合器的上游管路加注口的上游，距第一静态混合器下游1~5米的管长处。
所述主反应器塔体为单塔体或双塔体形式，塔体的高径比为3-6，所述双塔体的第一塔体的出水装置与第二塔体的旋流进水分配器相连。
所述旋流进水分配器由与筒体外壁相切的两根进水管组成，两根进水管分布在筒体圆周的180度方向，同为顺时针或逆时针切向进水。
所述高频催化系统由一组25K Hz或40K Hz超声波振板组成，并设于催化剂层之间的塔内壁上。
所述折流板为圆缺结构，所缺部分的高占主反应器筒内径尺寸的1/4。
所述曝气器为穿孔管或曝气盘曝气器，曝气强度为1-8 L/(s·m2)。
所述喷淋消泡器为实心锥喷嘴消泡器，120o夹角布置。
高级氧化实践处理中，初始pH对反应起关键作用，现有类似设备不合理设置往往会造成pH调节不准，调节严重滞后，本申请采用的静态混合器响应迅速，可快速反馈至加酸单元，通过自动控制精确控制pH值。旋流进水分配器通过水力布置，使进水形成旋流的力矩，有助于药液的均匀分配。催化剂层的填料提供固相反应条件并可选用涂覆银离子化合物填料，实验证明，CODCr去除效率可提高约10%左右。高频催化系统的声波振板所发出的超声波对处理效果有耦合增强作用，并且有助于阻止废水在反应过程中在填料表面形成垢层。
有益效果：1.气、固、液多相环境，高级氧化、催化氧化、均匀混合多效处理方式，CODCr去除率高。
2.处理效果可靠，适用性广。耦合了填料催化、超声催化和高级氧化的技术，兼有混凝功能，混凝功能可快速去除悬浮及胶体状有机物，高级氧化及催化剂催化无选择性的氧化降解废水的可溶解性有机物，因此可适用于多种废水。
3.结构紧凑。检测设备、反应室一体化设计，结构紧凑，占地面积小。
4.可扩展性强。全钢塔体并设置不同种功能区，可以扩展不同的功能模块以实现废水的低成本高效处理。
附图说明
图1 为多相效废水深度处理反应器之前置反应器结构示意图；
图2 为多相效废水深度处理反应器之主反应器结构示意图； 
图3为多相效废水深度处理反应器之主反应器顶部的俯视结构示意图；
图4为多相效废水深度处理反应器之主反应器中曝气器的俯视结构示意图；
图5为多相效废水深度处理反应器之主反应器中折流板的结构示意图；
图6为多相效废水深度处理反应器之主反应器中I-I截面结构示意图；
图7 为多相效废水深度处理反应器连接示意图；
其中：1-钢架、2-第一静态混合器、3-连接管路、4-第二静态混合器、5-pH测量装置、6-旋流进水分配器、7-催化剂层、8-高频催化系统、9-折流板、10-曝气器、11-喷淋消沫器、12-前置反应器、13-主反应器。
具体实施方式
下面结合实施实例对本申请作进一步详细说明。
实施例1
多相效废水深度处理反应器，包括前置反应器12和主反应器13，所述前置反应器包括进口和出口，进口和出口之间通过连接管路3连接有两个静态混合器，分别为第一静态混合器2和第二静态混合器4，所述静态混合器设于钢架内1，所述静态混合器之间的管路上设有pH测量装置5，静态混合器的上游管路上均设有加注口；所述主反应器为中空反应塔，塔底部设有旋流进水分配器6，旋流进水分配器上游设有加注口，塔内自下而上依次设有至少两个催化剂层7，一组折流板9，曝气器10和喷淋消沫器11，所述催化剂层之间设有高频催化系统8，塔顶部设有出水装置12；所述前置反应器的出口与主反应器的旋流进水分配器连接。
所述第一静态混合器2的上游管路加注口与储酸容器连接，第二静态混合器4的上游管路加注口与储硫酸亚铁容器连接，旋流进水分配器上游加注口与储H2O2容器连接。
所述pH测量装置设于第二静态混合器4的上游管路加注口的上游，距第一静态混合器2下游1~5米的管长处。
所述主反应器塔体的高径比为3-6。
所述主反应器塔体可制作成单塔体或双塔体形式，所述双塔体的第一塔体的出水装置与第二塔体的旋流进水分配器相连。
所述旋流进水分配器由与筒体外壁相切的两根进水管组成，两根进水管分布在筒体圆周的180度方向，同为顺时针或逆时针切向进水。
所述高频催化系统8由一组25K Hz或40K Hz超声波振板组成，并设于催化剂层7之间的塔内壁上。
所述折流板为圆缺结构，所缺部分的高占主反应器筒内径尺寸的1/4。
所述曝气器为穿孔管或曝气盘曝气器，曝气强度为1-8 L/(s·m2)。
所述喷淋消泡器为实心锥喷嘴消泡器，120o夹角布置。
采用上述反应器进水为某厂杨木APMP化机浆好氧出水，CODcr:509.1mg/L，色度760度，pH:8.25，采用该反应器处理后出水CODCr34.3mg/L，色度26度。
另一例中，采用上述反应器进水为某厂杉木BCTMP化机浆好氧出水，CODcr约800mg/L，色度约700，pH:6-9，采用该反应器处理后出水CODcr60-80mg/L，色度50度以下。
实施例2
多相效废水深度处理反应器，包括前置反应器12和主反应器13，所述前置反应器包括进口和出口，进口和出口之间通过连接管路3连接有两个静态混合器，分别为第一静态混合器2和第二静态混合器4，所述静态混合器设于钢架内1，所述静态混合器之间的管路上设有pH测量装置5，静态混合器的上游管路上均设有加注口；所述主反应器为中空反应塔，塔底部设有旋流进水分配器6，旋流进水分配器上游设有加注口，塔内自下而上依次设有两个催化剂层7，一组折流板9，曝气器10和喷淋消沫器11，所述催化剂层之间设有高频催化系统8，塔顶部设有出水装置12；所述前置反应器的出口与主反应器的旋流进水分配器连接。所述第一静态混合器2的上游管路加注口与储酸容器连接，第二静态混合器4的上游管路加注口与储硫酸亚铁容器连接，旋流进水分配器上游加注口与储H2O2容器连接。所述pH测量装置设于第二静态混合器4的上游管路加注口的上游，距第一静态混合器2下游1米的管长处。所述主反应器塔体的高径比为3。所述主反应器塔体制作成单塔体。所述旋流进水分配器由与筒体外壁相切的两根进水管组成，两根进水管分布在筒体圆周的180度方向，同为顺时针或逆时针切向进水。所述高频催化系统8由一对25K Hz超声波振板组成，相对设于催化剂层7之间的塔内壁上。所述折流板为圆缺结构，所缺部分的高占主反应器筒内径尺寸的1/4。所述曝气器为穿孔管或曝气盘曝气器，曝气强度为1-8 L/(s·m2)。所述喷淋消泡器为实心锥喷嘴消泡器，120o夹角布置。
实施例3
多相效废水深度处理反应器，包括前置反应器12和主反应器13，所述前置反应器包括进口和出口，进口和出口之间通过连接管路3连接有两个静态混合器，分别为第一静态混合器2和第二静态混合器4，所述静态混合器设于钢架内1，所述静态混合器之间的管路上设有pH测量装置5，静态混合器的上游管路上均设有加注口；所述主反应器为中空反应塔，塔底部设有旋流进水分配器6，旋流进水分配器上游设有加注口，塔内自下而上依次设有两个催化剂层7，一组折流板9，曝气器10和喷淋消沫器11，所述催化剂层之间设有高频催化系统8，塔顶部设有出水装置12；所述前置反应器的出口与主反应器的旋流进水分配器连接。第一静态混合器2的上游管路加注口与储酸容器连接，第二静态混合器4的上游管路加注口与储硫酸亚铁容器连接，旋流进水分配器上游加注口与储H2O2容器连接。pH测量装置设于第二静态混合器4的上游管路加注口的上游，距第一静态混合器2下游3米的管长处。主反应器塔体的高径比为4。主反应器塔体制作成双塔体形式，双塔体的第一塔体的出水装置与第二塔体的旋流进水分配器相连。旋流进水分配器由与筒体外壁相切的两根进水管组成，两根进水管分布在筒体圆周的180度方向，同为顺时针或逆时针切向进水。高频催化系统8由一对40K Hz超声波振板组成，相对设于催化剂层7之间的塔内壁上。折流板为圆缺结构，所缺部分的高占主反应器筒内径尺寸的1/4。曝气器为穿孔管或曝气盘曝气器，曝气强度为1-8 L/(s·m2)；喷淋消泡器为实心锥喷嘴消泡器，120o夹角布置。
实施例4
多相效废水深度处理反应器，包括前置反应器12和主反应器13，所述前置反应器包括进口和出口，进口和出口之间通过连接管路3连接有两个静态混合器，分别为第一静态混合器2和第二静态混合器4，所述静态混合器设于钢架内1，所述静态混合器之间的管路上设有pH测量装置5，静态混合器的上游管路上均设有加注口；所述主反应器为中空反应塔，塔底部设有旋流进水分配器6，旋流进水分配器上游设有加注口，塔内自下而上依次设有两个催化剂层7，一组折流板9，曝气器10和喷淋消沫器11，所述催化剂层之间设有高频催化系统8，塔顶部设有出水装置12；所述前置反应器的出口与主反应器的旋流进水分配器连接。所述第一静态混合器2的上游管路加注口与储酸容器连接，第二静态混合器4的上游管路加注口与储硫酸亚铁容器连接，旋流进水分配器上游加注口与储H2O2容器连接。pH测量装置设于第二静态混合器4的上游管路加注口的上游，距第一静态混合器2下游5米的管长处。所述主反应器塔体的高径比为6。主反应器塔体制作成双塔体形式，所述双塔体的第一塔体的出水装置与第二塔体的旋流进水分配器相连。所述旋流进水分配器由与筒体外壁相切的两根进水管组成，两根进水管分布在筒体圆周的180度方向，同为顺时针或逆时针切向进水。所述高频催化系统8由一对25K Hz或40K Hz超声波振板组成，并相对设于催化剂层7之间的塔内壁上。折流板为圆缺结构，所缺部分的高占主反应器筒内径尺寸的1/4。曝气器为穿孔管或曝气盘曝气器，曝气强度为1-8 L/(s·m2)。喷淋消泡器为实心锥喷嘴消泡器，120o夹角布置。

Claims (10)

1.多相效废水深度处理反应器，其特征在于包括前置反应器（12）和主反应器（13），所述前置反应器包括进口和出口，进口和出口之间通过连接管路（3）连接有至少两个静态混合器，所述静态混合器之间的管路上设有pH测量装置（5），静态混合器的上游管路上均设有加注口；所述主反应器为中空反应塔，塔底部设有旋流进水分配器（6），旋流进水分配器上游设有加注口，塔内自下而上依次设有至少两个催化剂层（7），一组折流板（9），曝气器（10）和喷淋消沫器（11），所述催化剂层之间设有高频催化系统（8），塔顶部设有出水装置（12）；所述前置反应器的出口与主反应器的旋流进水分配器连接。
2.根据权利要求1所述的多相效废水深度处理反应器，其特征在于所述进口和出口之间通过连接管路设有两个静态混合器，分别为第一静态混合器（2）和第二静态混合器（4），所述静态混合器设于钢架内（1）。
3.根据权利要求2所述的多相效废水深度处理反应器，其特征在于所述第一静态混合器（2）的上游管路加注口与储酸容器连接，第二静态混合器（4）的上游管路加注口与储硫酸亚铁容器连接，旋流进水分配器上游加注口与储H2O2容器连接。
4.根据权利要求2所述的多相效废水深度处理反应器，其特征在于所述pH测量装置设于第二静态混合器（4）的上游管路加注口的上游，距第一静态混合器（2）下游1~5米的管长处。
5.根据权利要求1所述的多相效废水深度处理反应器，其特征在于所述主反应器塔体为单塔体或双塔体形式，塔体的高径比为3-6，所述双塔体的第一塔体的出水装置与第二塔体的旋流进水分配器相连。
6.根据权利要求1所述的多相效废水深度处理反应器，其特征在于所述旋流进水分配器由与筒体外壁相切的两根进水管组成，两根进水管分布在筒体圆周的180度方向，同为顺时针或逆时针切向进水。
7.根据权利要求1所述的多相效废水深度处理反应器，其特征在于所述高频催化系统（8）由一组25K Hz或40K Hz超声波振板组成，并设于催化剂层（7）之间的塔内壁上。
8.根据权利要求1所述的多相效废水深度处理反应器，其特征在于所述折流板为圆缺结构，所缺部分的高占主反应器筒内径尺寸的1/4。
9.根据权利要求1所述的多相效废水深度处理反应器，其特征在于所述曝气器为穿孔管或曝气盘曝气器，曝气强度为1-8 L/(s·m2)。
10.根据权利要求1所述的多相效废水深度处理反应器，其特征在于所述喷淋消泡器为实心锥喷嘴消泡器，120o夹角布置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104140170A (zh) * 2014-07-17 2014-11-12 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 多相效废水深度处理反应器
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