CN207227103U - 一种臭氧催化氧化反应器 - Google Patents

一种臭氧催化氧化反应器 Download PDF

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王志国
秦刚
李�浩
马宁平
邢林林
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Abstract

本实用新型涉及一种臭氧催化氧化反应器,包括塔体、催化剂床、布水器、臭氧管线和进水管线;布水器和催化剂床设置于塔体内部,进水管线与布水器连接;臭氧管线的出气端与设置在布水器上的曝气管线连接;还包括中心导管、洗砂器、气管和连接件;中心导管包括内管和提砂管;所述气管设置于所述内管和提砂管之间,一端与所述连接件连接,另一端与空气压缩机连接;所述提砂管和内管上端之间设置有泵头;所述洗砂器设置于所述内管上端,所述提砂管上端开口于所述洗砂器内,所述提砂管下端设置于塔体内部的砂分配堆内。本实用新型的有益效果在于:塔体内部中心导管上端设有洗砂器,内部设有提砂管,可实现反应器正常运行情况下催化剂的反洗。

Description

一种臭氧催化氧化反应器
技术领域
本实用新型属于污水处理设备技术领域,具体涉及一种臭氧催化氧化反应器。
背景技术
臭氧作为一种强氧化剂,在废水处理方面得到了广泛的应用。以负载金属的活性炭做催化剂辅助臭氧的高级氧化工艺,能大大降低臭氧氧化的选择性,提高臭氧利用率和污水处理效率,在污水深度处理、污水回用、高浓度难生化污水预处理等方面得到了广泛的应用。
以负载金属的活性炭做催化剂的臭氧催化氧化,能将臭氧氧化性和催化剂的吸附、催化性能有效的结合起来。但催化剂长期使用,会因SS物质附着覆盖活性位点或载体氧化而失活,降低催化氧化效率,因此要定期对催化剂进行反冲洗,并对失活的催化剂进行再生。但目前存在的臭氧催化氧化反应器,进行催化剂反冲洗时,需停止反应器的正常运行,且反冲洗操作复杂;进行催化剂再生时,更是要将失活的催化剂从反应器中取出,费时费力,严重影响反应器的正常运行。
实用新型内容
针对现有技术中存在的缺陷,本实用新型的目的是提供一种臭氧催化氧化反应器,该技术方案至少能够实现臭氧催化氧化反应与催化剂反洗同时进行。
本实用新型的技术方案如下:
一种臭氧催化氧化反应器,包括塔体、催化剂床、布水器、臭氧管线和进水管线;所述布水器和催化剂床设置于所述塔体内部,所述进水管线与所述布水器连接;所述臭氧管线的出气端与设置在所述布水器上的曝气管线连接;还包括中心导管、洗砂器、气管和连接件;所述中心导管包括内管和设置于所述内管中的提砂管;所述气管设置于所述内管和提砂管之间,一端与所述连接件连接,另一端与空气压缩机连接;所述提砂管和内管上端之间设置有泵头;所述洗砂器设置于所述内管上端,所述提砂管上端开口于所述洗砂器内,所述提砂管下端设置于塔体内部的砂分配堆内。
进一步,上述的臭氧催化氧化反应器,所述洗砂器包括防溅桶和集水桶;所述集水桶和防溅桶上端均开口;所述泵头和提砂管上端开口设置于所述防溅桶内;所述防溅桶下端连接有与所述催化剂床所在空间导通的反洗通道;所述集水桶下端设置有反洗水导出接头。
进一步,上述的臭氧催化氧化反应器,所述反洗通道为折回式通道。
进一步,上述的臭氧催化氧化反应器,所述反洗水导出接头通过反洗水导出管线导出所述塔体。
进一步,上述的臭氧催化氧化反应器,所述提砂管上端可拆卸地连接有连接管。
进一步,上述的臭氧催化氧化反应器,所述中心导管还包括套设于所述内管外侧的外管,所述外管与所述内管之间的通道上端与所述进水管线连接,下端与所述布水器连接。
进一步,上述的臭氧催化氧化反应器,还包括顶盖,所述顶盖上设置有导出塔体内残余尾气的尾气管,所述尾气管另一端与臭氧分解器相连。
进一步,上述的臭氧催化氧化反应器,所述塔体下部设置有放空管,所述放空管包括钢管和排水管;所述钢管上端与所述塔体连接,下端设置有上法兰盘;所述排水管上设置有球阀且一端设置下法兰盘;所述上法兰盘和下法兰盘相互配合且二者之间设置有丝网。
进一步,上述的臭氧催化氧化反应器,所述曝气管线包括曝气管和臭氧导管;所述臭氧导管以其与所述布水器的接触点为顶点成正方形,所述臭氧管线连接于所述正方形其中一边的中间位置;所述曝气管设置于所述臭氧导管与布水器的接触部分。
进一步,上述的臭氧催化氧化反应器,所述进水管线上设置有流量计和加药管。
本实用新型的有益效果如下:
1、塔体内部中心导管上端设有洗砂器,内部设有提砂管,可实现反应器正常运行情况下催化剂的反洗。
2、塔体外部进水管上设有加药管,可实现催化剂在塔体内部的原位再生;
3、提砂管上端设有泵头,泵头上设有可拆卸的连接管,连接管可通过软管将塔体内的催化剂抽提到塔体外进行异位再生。
附图说明
图1为本实用新型一种臭氧催化氧化反应器的结构示意图。
图2为本实用新型臭氧导管俯视图。
图3为本实用新型反应器下部的结构示意图。
图4为本实用新型洗砂器的结构示意图。
图5为本实用新型顶盖的结构示意图。
上述附图中,1、塔体;2、进水管线;3、催化剂床;4、中心导管;5、布水器;6、洗砂器;7、提砂管;8、砂分配堆;9、臭氧管线;10、出水管;11、反洗出水管;12、放空管;13、臭氧导管;14、曝气管;15、流量计;16、加药管;17、活接;18、连接件;19、气管;20、空气压缩机;21、泵头;22、连接管;23、活接;24、顶盖;25、尾气管;26、臭氧分解器;27、预留孔;28、螺栓孔;29、反洗水导出接头;2-1、外进水管;2-2、内进水管;4-1、内管;4-2、外管;6-1、集水桶;6-2、防溅桶;6-3、内圈;6-4、外圈;12-1、钢管;12-2、法兰结构;12-3、排水管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
如图1所示,本实用新型提供了一种臭氧催化氧化反应器,用于进行臭氧催化氧化反应,其优势在于能够在反应进行的同时对催化剂进行反洗,不耽误正常污水处理的进行。本实用新型的反应器包括塔体1、催化剂床3、布水器5、臭氧管线9和进水管线2;所述布水器5和催化剂床3设置于所述塔体1内部。催化剂床3由臭氧催化剂构成,催化剂填充量占反应器塔体1容积的20-40%。所述进水管线2与所述布水器5连接;臭氧管线9上端设有活接23,便于与臭氧源可拆卸连接。所述臭氧管线9的出气端与设置在所述布水器5上的曝气管线连接;还包括中心导管4、洗砂器6、气管19和连接件18;所述中心导管4包括内管4-1和设置于所述内管4-1中的提砂管7;所述气管19设置于所述内管4-1和提砂管7之间,一端与所述连接件18连接,另一端与空气压缩机20连接;所述提砂管7和内管4-1上端之间设置有泵头21;所述洗砂器6设置于所述内管4-1上端,所述提砂管7上端开口于所述洗砂器6内,所述提砂管7下端设置于塔体1内部的砂分配堆8内。所述连接件18也设置于所述砂分配堆8内。所述气管19为Φ6的聚四氟乙烯管,由中心导管4的内管4-1内穿出塔体1,与反应器塔体1外空气压缩机20相连。本实施例中,出水管10和反洗出水管11设置于进水管线2的对称侧,反洗出水管11位于出水管10的下端。
本实施例中,洗砂器6的具体结构如图4所示,包括防溅桶6-2和集水桶6-1;所述集水桶6-1和防溅桶6-2上端均开口;所述泵头21和提砂管7上端开口设置于所述防溅桶6-2内;所述防溅桶6-2下端连接有与所述催化剂床3所在空间导通的反洗通道;集水桶6-1包括内壁和外壁,所述内壁和外壁之间为集水区,所述防溅桶6-2套在所述集水桶6-1内壁内且与所述集水桶6-1内壁之间留有空隙;所述集水桶6-1的内壁上设置有孔隙以便于反洗水进入集水区。来自提砂管7上端开口的催化剂通过所述防溅桶6-2与所述内管4-1之间的空隙进入所述反洗通道,通过所述反洗通道的反洗水进入所述防溅桶6-2与所述集水桶6-1内壁之间的空隙进而进入所述集水桶6-1的集水区;所述集水桶6-1下端设置有反洗水导出接头29,反洗水导出接头29与所述集水区相通。所述集水桶6-1下部与中心导管内管4-1间设置有内圈6-3和外圈6-4,内圈6-3和外圈6-4交替排列,内圈6-3和外圈6-4之间构成折回式的反洗通道。
所述洗砂器6的反洗水导出接头29通过反洗水导出管线,可将反洗水通过设置在所述塔体1上的反洗出水管11导出所述塔体1。反洗出水管11设置在塔体1低于所述集水桶6-1底部的反洗水导出接头29。
所述提砂管7上端可拆卸地连接有连接管22。连接管22可通过软管与反应器外部催化剂再生装置相连以进行反应器外的异位再生。
如图1和图3所示,所述中心导管4还包括套设于所述内管4-1外侧的外管4-2,所述外管4-2与所述内管4-1之间的通道上端与所述进水管线2连接,下端与所述布水器5连接。所述进水管线2分为设置于塔体1内部的内进水管2-2和设置于塔体1外侧的外进水管2-1,二者通过活接17相连。
如图5所示,本实施例还包括顶盖24,所述顶盖24上设置有导出塔体1内残余尾气的尾气管25,所述尾气管25另一端与臭氧分解器26相连。臭氧分解器26采用加热-催化混合型尾气臭氧分解原理,处理后的残余气体通过尾气外排口排入大气。顶盖24中央位置设置预留孔27,预留孔27在催化剂非异位再生情况下处常闭状态,顶盖24通过四个螺栓穿过螺栓孔28与塔体1连接,塔体1内部除砂分配堆8外,其它构件均可移除塔体1外进行适当的维修。
如图3所示,所述塔体1下部设置有放空管12,所述放空管12包括钢管12-1(DN80)和排水管12-3;所述钢管12-1上端与所述塔体1连接,下端设置有上法兰盘;所述排水管12-3上设置有球阀且一端设置下法兰盘;所述上法兰盘和下法兰盘相互配合且二者之间设置有丝网(丝网优选304SS材质,网密度优选40目)。上法兰盘和下法兰盘组成连接钢管12-1和排水管的法兰结构12-2。所述排水管12-3(DN20)带有球阀。
如图1和图2所示,本实施例中的曝气管线包括曝气管14和臭氧导管13;所述臭氧导管13为方形管,方形管边长优选20mm,以其与所述布水器5的接触点为顶点成正方形,所述臭氧管线9连接于所述正方形其中一边的中间位置;所述曝气管14设置于所述臭氧导管13与布水器5的接触部分。曝气管14优选采用钛合金材质制成。
另外,如图1所示,所述进水管线2上设置有流量计15和加药管16。通过加药管16可向反应器内泵入药剂实现催化剂在反应器内的原位再生,泵入药剂优选碱液。
本实用新型中,除特殊说明外,所有材料均选用SUS316L不锈钢。
本实用新型的实施过程如下:
污水由反应器进水管线2进入,经布水器5进入催化剂床3,在床层内进行臭氧催化氧化反应;定期反洗时空气由气管19进入连接件18,反应器底部的气、水、催化剂的混合物在气提作用下通过提砂管7由下而上进入洗砂器6,催化剂在重力作用下通过内圈6-3和外圈6-4交替排列形成折回式通道,同时,折回式通道有向上水流,催化剂与该水流形成对冲完成反洗,此时反应器可正常进行催化氧化反应;催化剂因SS物质附着活性位点失活时,可通过加药管16泵入一定浓度的碱液,碱液随污水进入反应器塔体1内的催化剂床3,完成催化剂的原位再生;催化剂因载体被氧化而失活时,可在连接管22上连接软管,将失活催化剂气提到反应器外部催化剂再生装置进行异位再生。
显然,本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样,倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其同等技术的范围之内,则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种臭氧催化氧化反应器,包括塔体(1)、催化剂床(3)、布水器(5)、臭氧管线(9)和进水管线(2);所述布水器(5)和催化剂床(3)设置于所述塔体(1)内部,所述进水管线(2)与所述布水器(5)连接;所述臭氧管线(9)的出气端与设置在所述布水器(5)上的曝气管线连接;其特征在于:还包括中心导管(4)、洗砂器(6)、气管(19)和连接件(18);所述中心导管(4)包括内管(4-1)和设置于所述内管(4-1)中的提砂管(7);所述气管(19)设置于所述内管(4-1)和提砂管(7)之间,一端与所述连接件(18)连接,另一端与空气压缩机(20)连接;所述提砂管(7)和内管(4-1)上端之间设置有泵头(21);所述洗砂器(6)设置于所述内管(4-1)上端,所述提砂管(7)上端开口于所述洗砂器(6)内,所述提砂管(7)下端设置于塔体(1)内部的砂分配堆(8)内。
2.如权利要求1所述的臭氧催化氧化反应器,其特征在于:所述洗砂器(6)包括防溅桶(6-2)和集水桶(6-1);所述集水桶(6-1)和防溅桶(6-2)上端均开口;所述泵头(21)和提砂管(7)上端开口设置于所述防溅桶(6-2)内;所述防溅桶(6-2)下端连接有与所述催化剂床(3)所在空间导通的反洗通道;所述集水桶(6-1)包括内壁和外壁,所述内壁和外壁之间为集水区;所述防溅桶(6-2)套于所述集水桶(6-1)内;所述集水桶(6-1)下端设置有反洗水导出接头(29)。
3.如权利要求2所述的臭氧催化氧化反应器,其特征在于:所述反洗通道为折回式通道。
4.如权利要求2所述的臭氧催化氧化反应器,其特征在于:所述反洗水导出接头(29)通过反洗水导出管线导出所述塔体(1)。
5.如权利要求1所述的臭氧催化氧化反应器,其特征在于:所述提砂管(7)上端可拆卸地连接有连接管(22)。
6.如权利要求1所述的臭氧催化氧化反应器,其特征在于:所述中心导管(4)还包括套设于所述内管(4-1)外侧的外管(4-2),所述外管(4-2)与所述内管(4-1)之间的通道上端与所述进水管线(2)连接,下端与所述布水器(5)连接。
7.如权利要求1所述的臭氧催化氧化反应器,其特征在于:还包括顶盖(24),所述顶盖(24)上设置有导出塔体(1)内残余尾气的尾气管(25),所述尾气管(25)另一端与臭氧分解器(26)相连。
8.如权利要求1所述的臭氧催化氧化反应器,其特征在于:所述塔体(1)下部设置有放空管(12),所述放空管(12)包括钢管(12-1)和排水管(12-3);所述钢管(12-1)上端与所述塔体(1)连接,下端设置有上法兰盘;所述排水管(12-3)上设置有球阀且一端设置下法兰盘;所述上法兰盘和下法兰盘相互配合且二者之间设置有丝网。
9.如权利要求1所述的臭氧催化氧化反应器,其特征在于:所述曝气管线包括曝气管(14)和臭氧导管(13);所述臭氧导管(13)以其与所述布水器(5)的接触点为顶点成正方形,所述臭氧管线(9)连接于所述正方形其中一边的中间位置;所述曝气管(14)设置于所述臭氧导管(13)与布水器(5)的接触部分。
10.如权利要求1-9任一所述的臭氧催化氧化反应器,其特征在于:所述进水管线(2)上设置有流量计(15)和加药管(16)。
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