CN211712721U - 一种基于多点投加的推流式反应器 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种基于多点投加的推流式反应器。该推流式反应器，基于多点投加的推流式反应器其具有进水口、出水口，H2O2投加混合集成模块，其连接所述进水口，所述H2O2投加混合集成模块下依次连接有至少一组O3/H2O2投加集成模块及O3/H2O2反应过渡模块，气液分离模块，其连接所述出水口且配置于所述出水口的上游侧，所述气液分离模块的管径大于与其连接的O3/H2O2反应过渡模块的管径。本实用新型的优点是反应速度快、时间短，反应充分，能耗低，O3利用率达90％以上，反应效率高，难降解有机污染物去除率达60％以上，具有无二次污染、操作简便、占地面积小、自动化水平高。
Description
技术领域
本申请涉及污水处理领域，具体的涉及一种基于高效臭氧氧化水处理技术的多点投加推流式反应器。
背景技术
我国整体废水排放量逐年增加，自然水体不断恶化。pH值、化学需氧量(COD)、氨氮是三大主要污染物，且化学需氧量(COD)居首。而污染源方面，以工业废水污染最为严重。
工业废水提标与深度处理项目的处理水源往往是经过生物好氧处理的出水，BOD/COD(生化需氧量/化学需氧量)比值(简称B/C比值)已经相当低，甚至低于0.1，称之为难降解废水。因此，若要进一步降低COD(化学需氧量)值，则必须采用更加高效的氧化处理技术。而高级氧化技术正是符合此需求的关键技术，它通过产生具有强氧化能力的羟基自由基进行氧化反应去除或降解水、固、气中污染物，将大分子难降解的有机污染物降解为低毒或无毒的小分子或者水。根据羟基自由基产生的机理和反应条件不同，高级氧化技术可以分为光化学氧化技术、电化学氧化技术、O3/H2O2氧化技术、芬顿(Fenton)氧化技术、催化湿式氧化技术等。其中，相较其他高级氧化技术，O3/H2O2高级氧化技术因其具有无二次污染、反应条件温和、氧化剂清洁易得的显著优势，成为近年来工业废水提标与深度处理技术领域的一大热点。
但是，O3/H2O2高级氧化技术在实际应用中，往往出现因O3利用率较低而导致的设备规模大、运行能耗高、处理效果不尽如人意等诸多问题，并反射在项目投资成本与运行成本上，即技术经济性较差。
因此，需要对现有的O3/H2O2高级氧化技术进行升级。
实用新型内容
有鉴于此，针对上述存在的问题，提出一种基于高效臭氧氧化水处理技术的多点投加的推流式反应器。该反应器通过多个投加点投加O3和/或H2O2来降解污水(废水)中的有机污染物并且可抑制其内的溴酸盐生成。该反应器O3利用率达90％以上，反应迅速，容积负荷高，占地面积小，可根据水质灵活调节工艺条件，抗冲击能力强。
为实现上述目的，本申请采用如下方案，
一种基于多点投加的推流式反应器，其特征在于，其具有进水口、出水口， H2O2投加混合集成模块的上游侧连接所述进水口，下游侧依次连接至少一组 O3/H2O2投加集成模块及O3/H2O2反应过渡模块；
气液分离模块，其连接所述出水口且配置于所述出水口的上游侧，所述气液分离模块的管径大于与其连接的所述O3/H2O2反应过渡模块的管径。该反应器O3利用率达90％以上，反应迅速，容积负荷高，占地面积小，可根据水质灵活调节工艺条件，抗冲击能力强。
优选的，该气液分离模块的管径与所述O3/H2O2反应过渡模块的管径的比介于1.2～5。
优选的，该气液分离模块的管径与所述O3/H2O2反应过渡模块的管径的比为 1.5、2、3、4、5。
优选的，该O3/H2O2投加混合集成模块包含压入器、紊混器，
其中，所述压入器位于所述紊混器的上游侧。
优选的，该压入器采用直角缩进管或阶梯穿孔管，O3/H2O2投加后汇于O3/H2O2投加混合集成模块的径向中心。
优选的，该紊混器采用旋转混合器或插板混合器。
优选的，该气液分离模块位于最后一组的O3/H2O2反应过渡模块的下游侧，所述气液分离模块的管径大于所述O3/H2O2反应过渡模块的管径。
优选的，该推流式反应器包含横向S形结构或竖向S形结构，
其中，推流式反应器为横向S形结构时，气液分离模块位于最后一组O3/H2O2反应过渡模块之后；
推流式反应器为竖向S形结构时，气液分离模块分布于反应器的最高点。
优选的，该推流式反应器其工作于O3氧化模块或O3/H2O2氧化模式，
其中，O3氧化模式下，不设置H2O2投加混合集成模块，O3投加混合集成模块之后设有O3反应过渡模块；O3-H2O2氧化模式下，设置H2O2投加混合集成模块，O3投加混合集成模块之后设有O3-H2O2反应过渡模块。
优选的，该基于多点投加的推流式反应器，其特征在于，投加的H2O2浓度介于0～50mg/L，还包含O3投加混合集成模块中，其投加的O3与流入的废水的气/液比(Nm3/m3)介于0.01～0.50，污水在所述推流式反应器停留时间介于10s～ 10min，流速介于0.3～3.0m/s。
有益效果
相对于现有技术，本申请实施方式具有如下优点:该反应器O3利用率达90％以上，反应迅速，容积负荷高，占地面积小，可根据水质灵活调节工艺条件，抗冲击能力强。
附图说明
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本申请的其它特征及方面将变得清楚。
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本申请的原理。
图1a、图1b、图1c为本申请一实施例的横向推流式反应器的结构示意图；
图2a、图2b为本申请一实施例的竖向推流式反应器的结构示意图；
图3a、图3b为本申请实施例的O3/H2O2投加混合集成模块的结构示意图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
本申请实施方式提出一种S形结构推流式反应器通过多个投加点投加O3(臭氧)和/或H2O2(双氧水)来降解污水(废水)中的有机污染物，其具有H2O2投加混合集成模块，其连接进水口且位于进水口侧下游侧，H2O2投加混合集成模块的下游依次连接有至少一O3/H2O2投加集成模块、O3/H2O2反应过渡模块，气液分离模块，其连接所述出水口且配置于出水口的上游侧，气液分离模块的管径大于O3/H2O2反应过渡模块的管径。这样该反应器O3利用率达90％以上，反应迅速，容积负荷高，占地面积小，可根据水质灵活调节工艺条件，抗冲击能力强。
接下来结合实施例来描述本申请提出的实施方式。
如图1a、图1b、图1c所示为本申请一实施例的横向推流式反应器的结构示意图；推流式反应器，具有进水口101、出水口102、O3/H2O2反应过渡模块103，最前端设置一个H2O2投加混合集成模块(101a)。H2O2投加混合集成模块(101a) 之后设有6组O3/H2O2投加混合集成模块(105)。每一组O3投加混合集成模块之后均设有O3/H2O2反应过渡模块(103)。之后设有气液分离模块(104)。在其他的实施方式中可为2组、3组、4组、5组等O3/H2O2投加混合集成模块与O3/H2O2反应过渡模块，在此不作限制。本实施中，以1个O3/H2O2投加混合集成模块与其连接的1个O3/H2O2反应过渡模块称为1组。该推流式反应器呈螺旋推进上升的结构，进水口101配置于推流式反应器的底部的一侧，出水口102，配置于推流式反应器的顶部，出水口102的上游侧配置有气液分离模块104。较佳的，气液分离模块104的管径大于O3/H2O2反应过渡模块管径(或与其连接的反应过渡模块的管径)，在一实施方式中，每组O3/H2O2投加混合集成模块与O3/H2O2反应过渡模块的管径相同。通过这样的设计管径增大通过变径以降低其内的水流速度，实现过量气体的释放与分离。在一实施方式中，气液分离模块的管径与其上游侧的管径的比介于1.2～5。如，气液分离模块的管径与其上游侧的管径的比为 1.5、2、3、4、5。本实施方式中，上游/下游是以推流式反应器内的污水流向的而言。该推流式反应器中，各个部件间通过法兰相互连接。如，两片法兰之间配有密封件，通过这样的设计降低泄漏的可能性。从水流方向而言，所有投加混合集成模块的前端面保持一致，可以互相替换。所有投加混合集成模块的后端面保持一致。这样可以互相替换。
在一实施方式中，O3/H2O2投加混合集成模块由压入器和紊混器组成，其中，压入器在前，紊混器在后。压入器采用直角缩进管，O3/H2O2压入汇于集成模块径向中心。较佳的，紊混器采用旋转混合器(参考图3a的2002)，走向互相垂直，从而保证混合均匀，反应充分并管阻相对较小。
该推流式反应器工作时，可工作于O3氧化模式、O3-H2O2氧化模式。
在O3氧化模式下，不设置H2O2投加混合集成模块(或设置H2O2投加混合集成模块不投加)，O3投加混合集成模块之后设有O3反应过渡模块。
在O3-H2O2氧化模式下，设置H2O2投加混合集成模块，O3投加混合集成模块之后设有O3-H2O2反应过渡模块。
在一实施方式中，以煤化工行业典型综合废水为例，经前序预处理和生化处理后，电导率1500-3000μS/cm，COD 150-250mg/L。经过本实施例的设备及工艺处理后，COD降低至50mg/L以下，COD去除效率高达80％以上。本实施例工艺中的O3投加混合集成模块中O3与废水的气/液比(Nm3/m3)适宜范围为 0.10-0.30，H2O2浓度适宜范围为20-40mg/L，停留时间适宜范围为5min，流速适宜范围为1.0m/s。
如图2a、图2b所示为本申请另一实施例的竖向推流式反应器的结构示意图；
该推流式反应器，包含气液分离模块205，其分布于反应器的最高点(水平位置上)。O3/H2O2反应过渡模块203，最前端设置一个H2O2投加混合集成模块 (201a)。H2O2投加混合集成模块(201a)之后设有6组O3/H2O2投加混合集成模块 (204)及分别与其匹配的O3/H2O2反应过渡模块203。在其他的实施方式中可为2 组、3组、4组、5组等O3/H2O2投加混合集成模块与O3/H2O2反应过渡模块，在此不作限制。本实施例的推流式反应器中，O3/H2O2投加混合集成模块(204)由压入器和紊混器组成，压入器位于紊混器上游侧。较佳的，压入器采用阶梯穿孔管，O3/H2O2压入(投加)后汇于混合集成模块径向中心(参考图3a或图3b，O3/H2O2压入通过 2001/3001压入后后汇于混合集成模块径向中心，其压入后介质流向参见图3a或图3b中的右侧示意)。紊混器采用插板混合器(参考图3b的3002)，走向互相垂直，从而保证混合均匀，反应充分，并管阻相对较小。
在一实施方式中，该推流式反应器其工作时，运行为O3氧化模式，该模式下O3投加混合集成模块中O3与废水的气/液比(Nm3/m3)适宜范围为0.01～0.10，停留时间适宜范围为10min，流速适宜范围为1.5m/s。以石油化工行业典型清净废水为例，经前序预处理和生化处理后，电导率10000-20000μS/cm，COD 70-150mg/L。经过本申请实施例的处理后，COD降低至50mg/L以下，COD去除效率高达60％以上。
上述实施例多点投加是指多个触点通过其向反应器内投加O3或H2O2。
上述实施例中，H2O2投加混合集成模块的上游侧，是以介质(污水)流向，顺着(污水)流向称为下游侧，O3/H2O2投加集成模块、O3/H2O2反应过渡模块、气液分离模块的上游侧、下游侧的定义同H2O2投加混合集成模块，不在重复描述。
上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于多点投加的推流式反应器，其特征在于，其具有进水口、出水口，H2O2投加混合集成模块，其上游侧连接所述进水口，下游侧依次连接至少一组O3/H2O2投加集成模块及O3/H2O2反应过渡模块；
气液分离模块，其连接所述出水口且配置于所述出水口的上游侧，
所述气液分离模块的管径大于与其连接的所述O3/H2O2反应过渡模块的管径。
2.如权利要求1所述的基于多点投加的推流式反应器，其特征在于，
所述气液分离模块的管径与所述O3/H2O2反应过渡模块的管径的比介于1.2～5。
3.如权利要求2所述的基于多点投加的推流式反应器，其特征在于，
所述气液分离模块的管径与所述O3/H2O2反应过渡模块的管径的比为1.5、2、3、4、5。
4.如权利要求1所述的基于多点投加的推流式反应器，其特征在于，所述O3/H2O2投加混合集成模块包含压入器、紊混器，
其中，所述压入器位于所述紊混器的上游侧。
5.如权利要求4所述的基于多点投加的推流式反应器，其特征在于，
所述压入器采用直角缩进管或阶梯穿孔管，O3/H2O2投加后汇于O3/H2O2投加混合集成模块的径向中心。
6.如权利要求4所述的基于多点投加的推流式反应器，其特征在于，所述紊混器采用旋转混合器或插板混合器。
7.如权利要求1所述的基于多点投加的推流式反应器，其特征在于，所述气液分离模块位于最后一组的O3/H2O2反应过渡模块的下游侧，所述气液分离模块的管径大于所述O3/H2O2反应过渡模块的管径。
8.如权利要求1所述的基于多点投加的推流式反应器，其特征在于，所述推流式反应器包含横向S形结构或竖向S形结构，
其中，推流式反应器为横向S形结构时，气液分离模块位于最后一组O3/H2O2反应过渡模块之后；
推流式反应器为竖向S形结构时，气液分离模块分布于反应器的最高点。
9.如权利要求1所述的基于多点投加的推流式反应器，其特征在于，所述推流式反应器其工作于O3氧化模块或O3/H2O2氧化模式，
其中，
O3氧化模式下，不设置H2O2投加混合集成模块，O3投加混合集成模块之后设有O3反应过渡模块；
O3-H2O2氧化模式下，设置H2O2投加混合集成模块，O3投加混合集成模块之后设有O3-H2O2反应过渡模块。
10.如权利要求1所述的基于多点投加的推流式反应器，其特征在于，
投加的H2O2浓度介于0～50mg/L，还包含O3投加混合集成模块中，
其投加的O3与流入的废水的气/液比(Nm3/m3)介于0.01～0.50，
污水在所述推流式反应器停留时间介于10s～10min，流速介于0.3～3.0m/s。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Floor 4, block a, Oriental fisherman's Wharf, 1088 Yangshupu Road, Yangpu District, Shanghai 200082 Patentee after: Mai Wang Environmental Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: Floor 4, block a, Oriental fisherman's Wharf, 1088 Yangshupu Road, Yangpu District, Shanghai 200082 Patentee before: MCWONG ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Country or region before: China |