CN208898558U - 气升式环流微电解反应器及污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种气升式环流微电解反应器及污水处理系统，涉及污水处理领域。气升式环流微电解反应器包括反应器外壳、进料混合装置、电解反应装置；进料混合装置设置于反应器外壳底部，用于供给并混合空气和污水；电解反应装置安装于反应器外壳内部并设置于进料混合装置上方，用于空气和污水的电解反应。污水处理系统包括上述气升式环流微电解反应器。本气升式环流微电解反应器能够减少填料结块，易于更换填料，并且动力消耗小。本污水处理系统能够减少处理成本，降低维护难度。

Description

气升式环流微电解反应器及污水处理系统

技术领域

本实用新型涉及污水处理领域，具体而言，涉及一种气升式环流微电解反应器及污水处理系统。

背景技术

微电解技术在难降解工业污水处理领域日益受到重视，其利用铁碳颗粒之间存在的电位差形成无数细微原电池，集原电池反应、氧化还原反应、絮凝吸附和共沉淀于一体，来实现水中污染物的降解。然而，在长期运行以后，电解填料容易结块且填料更换困难。虽然现有的流化床反应器形式的微电解技术克服了结块和填料更换问题，但是动力消耗较大。

实用新型内容

本实用新型的目的包括提供一种气升式环流微电解反应器，其能够减少填料结块，易于更换填料，并且动力消耗小。

本实用新型的另一目的包括提供一种污水处理系统，其能够减少处理成本，降低维护难度。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种气升式环流微电解反应器，其包括反应器外壳、进料混合装置、电解反应装置；进料混合装置设置于反应器外壳底部，用于供给并混合空气和污水；电解反应装置安装于反应器外壳内部并设置于进料混合装置上方，用于空气和污水的电解反应。

进一步地，上述进料混合装置包括固定于反应器外壳的进气管、与进气管连通的微孔曝气器、固定于反应器外壳的进水管以及与进水管连通的布水环，微孔曝气器和布水环用于使污水和空气充分混合。

进一步地，上述电解反应装置包括一个或多个导流筒，导流筒内部设置铁碳填料，导流筒延伸方向平行于反应器外壳延伸方向。

进一步地，每个上述导流筒下方均设置进料混合装置。

进一步地，上述导流筒的高度是导流筒直径的6－10倍；导流筒内部截面积是反应器外壳内导流筒外部区域截面积的1.2－3倍。

进一步地，上述导流筒内部设置多孔挡板，多孔挡板用于隔离铁碳填料和进料混合装置。

进一步地，上述导流筒上方设有分离装置，分离装置与导流筒连接，并且分离装置连接于反应器外壳内壁；分离装置用于分离电解后的空气、污水及污泥。

进一步地，上述气升式环流微电解反应器还包括连接于反应器外壳的排放装置，用于排出澄清污水和污泥。

进一步地，上述排放装置包括排水管、污泥收集槽和排泥管，排水管连接于反应器外壳的上部，用于排出澄清污水，污泥收集槽连接于反应器外壳底部，排泥管连通于污泥收集槽。

一种污水处理系统，其包括上述气升式环流微电解反应器。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本气升式环流微电解反应器包括反应器外壳、进料混合装置、电解反应装置；进料混合装置设置于反应器外壳底部，用于供给并混合空气和污水；电解反应装置安装于反应器外壳内部并设置于进料混合装置上方，用于空气和污水的电解反应。本气升式环流微电解反应器通过水力搅拌和空气搅拌能够减少填料结块，设备维护时可将分离装置与导流筒一并取出，易于更换填料，并且动力消耗小。本污水处理系统包括上述气升式环流微电解反应器，其能够减少处理成本，降低维护难度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例中气升式环流微电解反应器全剖视图；

图2为本实用新型第一实施例中气升式环流微电解反应器局部放大图；

图3为本实用新型第一实施例中气升式环流微电解反应器第一视角结构示意图；

图4为本实用新型第一实施例中升式环流微电解反应器第二视角结构示意图。

图标：100－气升式环流微电解反应器；110－反应器外壳；112－第一锥体段；114－第一筒体段；116－澄清段；120－进料混合装置；122－进气管；123－微孔曝气器；124－进水管；125－布水环；126－喷嘴；127－气液混合区；130－电解反应装置；132－导流筒；134－铁碳填料；136－多孔挡板；137－反应区；138－第一支撑板；139－降流区；140－分离装置；142－第二筒体段；144－第二锥体段；146－第三筒体段；148－第二支撑板；150－排放装置；152－排水管；153－污水澄清区；154－污泥收集槽；155－溢流堰；156－排泥管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例

请参照图1和图2，本实施例提供一种气升式环流微电解反应器100，其包括反应器外壳110、进料混合装置120、电解反应装置130；进料混合装置120设置于反应器外壳110底部，用于供给并混合空气和污水；电解反应装置130安装于反应器外壳110内部并设置于进料混合装置120上方，用于空气和污水的电解反应。

其中，反应器外壳110包括第一锥体段112、第一筒体段114和澄清段116。第一筒体段114底部连接于第一锥体段112，第一筒体段114上部连接于澄清段116。

进料混合装置120包括固定于反应器外壳110的进气管122、与进气管122连通的微孔曝气器123、固定于反应器外壳110的进水管124以及与进水管124连通的布水环125。具体地，进气管122和进水管124均固定连接于第一锥体段112，进气管122和进水管124的一端位于反应器外壳110外部，进气管122和进水管124的另一端均延伸至第一筒体段114内部。进气管122与位于筒体段底部的微孔曝气器123连通。进水管124与位于筒体段底部的布水环125连通。布水环125设有多个喷嘴126，用于喷射污水。微孔曝气器123和布水环125用于使污水和空气充分混合。

微孔曝气器123和布水环125的相对位置可根据需要进行设置，在本实施例中，微孔曝气器123位于布水环125的正上方，布水环125的喷嘴126方向设置为水平方向或与水平夹角小于30°的斜向上方向，以借助喷嘴126增强微孔曝气器123下部区域的流场运动。在其他实施例中，可根据需要相应调整微孔曝气器123和布水环125的相对位置以及喷嘴126的方向，仅需保证良好的气液混合效果。

电解反应装置130包括一个或多个导流筒132，每个导流筒132下方均设置进料混合装置120。具体地，导流筒132延伸方向平行于反应器外壳110延伸方向，导流筒132内部设置铁碳填料134，用于实现电解反应。并且导流筒132内部设置多孔挡板136，在本实施例中，多孔挡板136设置于微孔曝气器123正上方。多孔挡板136用于隔离铁碳填料134和进料混合装置120，从而多孔挡板136将导流筒132内部空间分为下部的气液混合区127和上部的反应区137。同时，为保证导流筒132的稳定性，导流筒132外壁设置第一支撑板138，第一支撑板138与第一筒体段114可拆卸连接。

此外，为保证良好传质和循环效果，本实施例中导流筒132的高度是导流筒132直径的6－10倍，具体地，导流筒132的高度可以是导流筒132直径的6倍、7倍、8倍、9倍等；导流筒132内部截面积是反应器外壳110内导流筒132外部区域截面积的1.2－3倍，具体地，导流筒132内部截面积可以是反应器外壳110内导流筒132外部区域截面积的1.2倍、1.5倍、2倍、2.5倍、3倍等。

气升式环流微电解反应器100还包括分离装置140。具体地，导流筒132上方设有分离装置140，分离装置140与导流筒132连接，并且分离装置140连接于反应器外壳110内壁；分离装置140用于分离电解后的空气、污水及污泥。具体地，分离装置140采用筒锥结构三相分离器，包括依次连接的第二筒体段142、第二锥体段144和第三筒体段146。其中，第二筒体段142与导流筒132上部固定连接，且第二筒体段142内径大于反应器外壳110的第一筒体段114的内径，以使得分离装置140分离下来的污水以及固态物流入导流筒132外壁与第一筒体段114内壁之间的降流区139。第三筒体段146外壁设置第二支撑板148，第二支撑板148与澄清段116可拆卸连接。

请参照图3和图4，气升式环流微电解反应器100还包括连接于反应器外壳110的排放装置150，用于排出澄清污水和污泥。排放装置150包括排水管152、污泥收集槽154和排泥管156。其中，排水管152连接于反应器外壳110的上部，用于排出澄清污水。第三筒体段146与澄清段116之间的污水澄清区153设置溢流堰155，澄清污水到达一定积累量后越过溢流堰155，通过排水管152排出。污泥收集槽154连接于反应器外壳110底部的第一锥体段112，排泥管156连通于污泥收集槽154。排泥管156相对于污泥收集槽154的位置可根据需要进行设置，在本实施例中，为减小整体装置的占用空间，排泥管156固定于第一锥体段112，排泥管156一端位于污泥收集槽154内，另一端斜向上延伸直至伸出第一锥体段112，在气升式环流微电解反应器100内部压力下，污泥被压入排泥管156进而从污泥收集槽154排出。

气升式环流微电解反应器100的工作原理和工作过程如下：

污水通过进水管124进入布水环125后，在喷嘴126的作用下，水平或斜向上地喷射进入气液混合区127，空气通过进气管122流经微孔曝气器123，流入气液混合区127，空气和污水充分混合后带动污水向上流动。

污水在空气带动下通过多孔挡板136进入反应区137，污水与铁碳填料134接触发生微电解反应，污水中有机物得到降解，同时，填料表面上附着的钝化膜、聚状物、颗粒等在水力搅拌和空气搅拌的作用下得以去除，脱落后的固态物，即污泥，在气液带动下向上流动。

空气、污水及污泥向上流动至分离装置140实现分离，空气经过分离装置140后大部分从顶部排出，污水夹带着微电解反应过程中产生的污泥流入降流区139并向下运动。在导流筒132底部，污水与污泥分离，分离后的污泥沿第一锥体段112向下进入污泥收集槽154后，由排泥管156排出。分离后的污水再次进入气液混合区127，再次气液混合后向上流动，在反应区137中与铁碳填料134再次接触发生微电解反应。从而，污水被循环净化。

与此同时，处理后的污水在后续新进污水的推动下逐渐进入分离装置140外部的污水澄清区153，澄清污水到达一定积累量后经溢流堰155溢流，最终通过排水管152排出。

气升式环流微电解反应器100通过水力搅拌和空气搅拌能够减少填料结块，并且分离装置140与导流筒132连接，设备维护时可将分离装置140与导流筒132一并取出，易于更换填料，与现有流化床形式的微电解相比，动力消耗小。

第二实施例

本实施例提供一种污水处理系统，其包括第一实施例提供的气升式环流微电解反应器100。

污水处理系统采用气升式环流微电解反应器100，能够减少填料结块并易于更换填料，且动力消耗小，因此本污水处理系统能够减少处理成本，降低维护难度。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气升式环流微电解反应器，其特征在于，包括反应器外壳、进料混合装置、电解反应装置；所述进料混合装置设置于所述反应器外壳底部，用于供给并混合空气和污水；所述电解反应装置安装于所述反应器外壳内部并设置于所述进料混合装置上方，用于所述空气和所述污水的电解反应。

2.根据权利要求1所述的气升式环流微电解反应器，其特征在于，所述进料混合装置包括固定于所述反应器外壳的进气管、与进气管连通的微孔曝气器、固定于所述反应器外壳的进水管以及与进水管连通的布水环，所述微孔曝气器和所述布水环用于使所述污水和所述空气充分混合。

3.根据权利要求1所述的气升式环流微电解反应器，其特征在于，所述电解反应装置包括一个或多个导流筒，所述导流筒内部设置铁碳填料，所述导流筒延伸方向平行于所述反应器外壳延伸方向。

4.根据权利要求3所述的气升式环流微电解反应器，其特征在于，每个所述导流筒下方均设置所述进料混合装置。

5.根据权利要求3所述的气升式环流微电解反应器，其特征在于，所述导流筒的高度是所述导流筒直径的6－10倍；所述导流筒内部截面积是所述反应器外壳内所述导流筒外部区域截面积的1.2－3倍。

6.根据权利要求3所述的气升式环流微电解反应器，其特征在于，所述导流筒内部设置多孔挡板，所述多孔挡板用于隔离所述铁碳填料和所述进料混合装置。

7.根据权利要求3所述的气升式环流微电解反应器，其特征在于，所述导流筒上方设有分离装置，所述分离装置与所述导流筒连接，并且所述分离装置连接于所述反应器外壳内壁；所述分离装置用于分离电解后的所述空气、所述污水及污泥。

8.根据权利要求7所述的气升式环流微电解反应器，其特征在于，还包括连接于所述反应器外壳的排放装置，用于排出澄清污水和所述污泥。

9.根据权利要求8所述的气升式环流微电解反应器，其特征在于，所述排放装置包括排水管、污泥收集槽和排泥管，所述排水管连接于所述反应器外壳的上部，用于排出所述澄清污水，所述污泥收集槽连接于所述反应器外壳底部，所述排泥管连通于所述污泥收集槽。

10.一种污水处理系统，其特征在于，包括权利要求1－9任意一项所述的气升式环流微电解反应器。