CN208008531U - 一种新型高效氧化三价砷离子的反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型高效氧化三价砷离子的反应装置，包括反应区和排水区，所述的反应区包括有铁盐氧化区、H₂O₂氧化区和空气氧化区，铁盐氧化区顶部设置有进水管道，进水管道上设置有管道混合器，管道混合器上设置有硫酸铁加药口，铁盐氧化区与H₂O₂氧化区通过连通口连通，连通口内设置有H₂O₂加药管，H₂O₂氧化区与空气氧化区通过过流通道连通，空气氧化区与排水区通过溢流孔连通，排水区内设置有提升泵，提升泵与出水管道连接。本实用新型通过铁盐、双氧水和空气三级氧化，提高三价砷离子的氧化效率，减少双氧水氧化剂的加入量，降低成本，为后续的除砷反应创造有利条件。

Description

一种新型高效氧化三价砷离子的反应装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理领域，具体涉及到一种新型高效氧化三价砷离子的反应装置，适用于含三价砷离子的酸性废水处理。

背景技术

砷一种剧毒的物质，它可以通过自然风化反应、生物活动、地球化学反应、火山的排放和其他人为活动来传播的。但绝大部分砷是因为人类工业生产等方式进入环境。特别是在磷化工和金属冶炼行业，产生了大量的酸性含砷离子废水（主要为三价砷离子）。目前处理这些废水的方法主要是硫化法和石灰铁盐法。由于五价砷离子的毒性也远低于三价砷离子，且五价砷离子更容易与钙、铁结合形成稳定的化合物。因此在处理过程中往往都有把三价砷离子氧化成五价砷离子的过程。硫化法主要对硫化后滤液中的砷离子进行氧化，而石灰法主要是对一段石灰中和后滤液中的砷离子进行氧化。传统氧化砷离子的方法有空气曝气氧化、双氧水氧化、高锰酸钾氧化、电化学氧化、光催化氧化等。

但是，传统氧化砷离子的方式都比较单一，其氧化效率有待提高。特别是三价砷离子含量较高的时候，仅仅使用一种氧化方式很难将三价砷离子完全氧化。同时如工艺控制不当，则导致氧化药剂用量急剧增加，影响后续除砷反应和增加处理成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种新型高效氧化三价砷离子的反应装置，提高三价砷离子的氧化效率的同时降低药剂处理成本，并能有效的与目前除砷工艺（硫化法和石灰法）相结合，降低改造成本。实现更高的经济效益和更好的环境效益。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：

一种新型高效氧化三价砷离子的反应装置，包括反应区和排水区，所述的反应区包括有铁盐氧化区、H₂O₂氧化区和空气氧化区，铁盐氧化区顶部设置有进水管道，进水管道上设置有管道混合器，管道混合器上设置有硫酸铁加药口，铁盐氧化区与H₂O₂氧化区通过连通口连通，H₂O₂氧化区内设置有第一搅拌装置，连通口内设置有H₂O₂加药管，H₂O₂氧化区与空气氧化区通过过流通道连通，空气氧化区底部设置有曝气装置，空气氧化区内设置有第二搅拌装置，空气氧化区与排水区通过溢流孔连通，排水区内设置有提升泵，提升泵与出水管道连接。

如上所述的H₂O₂加药管上设置有多个孔洞，孔洞的孔径沿H₂O₂加药管的顶部至H₂O₂加药管的底部逐渐加大。

如上所述的铁盐氧化区、H₂O₂氧化区和空气氧化区上均设置有取样观察点。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

1、在硫酸铁溶液通过管道混合器时，三价铁离子能与三价砷离子充分接触，并氧化部分三价砷离子，降低双氧水氧化剂的用量；

2、硫酸铁与三价砷离子发生反应后能生产亚铁离子，亚铁离子与双氧水发生芬顿反应，与单一双氧水氧化相比，芬顿反应能够大幅提升双氧水的利用率和氧化能力，从而高效氧化三价砷离子；

3、独特的双氧水加药管结构能够最大程度使双氧水分布均匀，节约双氧水用量；

4、铁盐氧化区、H₂O₂氧化区和空气氧化区均设有取样观察点，可以观察各个氧化区域的氧化情况，为系统的稳定运行提供重要支撑；

5、在空气氧化区，空气曝气与机械搅拌相结合，能够最大程度的提升空气氧化效率，进一步增加三价砷离子的氧化率。

附图说明

图1为本实用新型的主视图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为图1中A-A剖面图；

图4为图1中B-B剖面图；

图5为图1中C-C剖面图。

图中：1—进水管道；2—硫酸铁加药口；3—连通口；4—管道混合器；5—反应区；6—铁盐氧化区；7—H₂O₂加药管；8—H₂O₂氧化区；9—曝气装置；10—第二搅拌装置；11—空气氧化区；12—排水区；13—提升泵；14—出水管道；15—过流通道；16—溢流孔；17—取样观察点；18—第一搅拌装置。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细描述。

如图1～5，一种新型高效氧化三价砷离子的反应装置，包括反应区5和排水区12，反应区5包括有铁盐氧化区6、H₂O₂氧化区8和空气氧化区11，铁盐氧化区6顶部设置有进水管道1，进水管道1上设置有管道混合器4，管道混合器4上设置有硫酸铁加药口2，铁盐氧化区6与H₂O₂氧化区8通过连通口3连通，H₂O₂氧化区8内设置有第一搅拌装置18，连通口3内设置有H₂O₂加药管7，H₂O₂氧化区8与空气氧化区11通过过流通道15连通，空气氧化区11底部设置有曝气装置9，空气氧化区11内设置有第二搅拌装置10，空气氧化区11与排水区12通过溢流孔16连通，排水区12内设置有提升泵13，提升泵13与出水管道14连接。

H₂O₂加药管7上设置有多个孔洞，孔洞的孔径沿H₂O₂加药管7的顶部至H₂O₂加药管7的底部逐渐加大。

铁盐氧化区6、H₂O₂氧化区8和空气氧化区11上均设置有取样观察点17。

本实用新型在使用时，废水由进水管道1流入，在流过设置在进水管道1上的管道混合器4的时候，从设置在管道混合器4上的硫酸铁加药口2加入硫酸铁，硫酸铁与废水中一起进入铁盐氧化区6，硫酸铁与三价砷离子发生反应产生亚铁离子，部分三价砷离子被氧化，经过初步处理的废水由连通口3进入H₂O₂氧化区8，通过设置在连通口3内的H₂O₂加药管7加入双氧水，打开第一搅拌装置18，使废水中的双氧水与亚铁离子和三价砷离子充分混合，废水中的亚铁离子与双氧水发生芬顿反应，产生羟基自由基可以高效氧化三价砷离子，经过二次处理的废水通过过流通道15进入空气氧化区11，依次打开曝气装置9和第二搅拌装置10，废水中残留的亚铁离子和三价砷离子能进一步被空气中的氧气氧化，经过三次处理的废水通过溢流孔16进入排水区12，打开提升泵13，废水通过出水管道14流出。随着氧化剂与三价砷离子发生反应，需要通过设置在铁盐氧化区6、H₂O₂氧化区8和空气氧化区11上的取样观察点17取出水样，通过水样颜色来初步判断三价铁离子和亚铁离子的含量，从而根据需要调整氧化剂的加入。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种新型高效氧化三价砷离子的反应装置，包括反应区（5）和排水区（12），其特征在于，所述的反应区（5）包括有铁盐氧化区（6）、H₂O₂氧化区（8）和空气氧化区（11），铁盐氧化区（6）顶部设置有进水管道（1），进水管道（1）上设置有管道混合器（4），管道混合器（4）上设置有硫酸铁加药口（2），铁盐氧化区（6）与H₂O₂氧化区（8）通过连通口（3）连通，H₂O₂氧化区（8）内设置有第一搅拌装置（18），连通口（3）内设置有H₂O₂加药管（7），H₂O₂氧化区（8）与空气氧化区（11）通过过流通道（15）连通，空气氧化区（11）底部设置有曝气装置（9），空气氧化区（11）内设置有第二搅拌装置（10），空气氧化区（11）与排水区（12）通过溢流孔（16）连通，排水区（12）内设置有提升泵（13），提升泵（13）与出水管道（14）连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型高效氧化三价砷离子的反应装置，其特征在于，所述的H₂O₂加药管（7）上设置有多个孔洞，孔洞的孔径沿H₂O₂加药管（7）的顶部至H₂O₂加药管（7）的底部逐渐加大。

3.根据权利要求1所述的一种新型高效氧化三价砷离子的反应装置，其特征在于，所述的铁盐氧化区（6）、H₂O₂氧化区（8）和空气氧化区（11）上均设置有取样观察点（17）。