CN211813629U

CN211813629U - 一种循环式芬顿流化床反应设备

Info

Publication number: CN211813629U
Application number: CN201921443728.6U
Authority: CN
Inventors: 刘军; 陈勃言; 王闯道
Original assignee: Nanjing Wondux Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Nanjing Wondux Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2019-09-02
Filing date: 2019-09-02
Publication date: 2020-10-30
Anticipated expiration: 2029-09-02

Abstract

本实用新型公开了一种循环式芬顿流化床反应设备，包括塔体，塔体上设有与塔体直接连通的进水管和循环管，塔体内设有布水系统；的进水管上装有提升泵，提升泵与进水管之间加酸管和混合器；布水系统上部从下至上依次设置滤板、流化反应区、固液分离区和出流区；塔体外的循环管上设有循环泵；循环管上部与固液分离区相连，循环管下部与布水系统相连；循环泵与布水系统之间设亚铁加药管、双氧水加药管和混合器。本申请通过流化床的运行形式，增大液体与催化剂的接触面积，缩短反应时间并降低试剂消耗，同时通过设置固液分离区，有效截留反应体系中的催化剂，减少催化剂损失量；使芬顿氧化工艺更适宜大规模推广应用。

Description

一种循环式芬顿流化床反应设备

技术领域

本实用新型涉及废水处理领域，特别涉及一种新型循环式芬顿流化床设备。

背景技术

芬顿氧化技术是利用亚铁离子和过氧化氢在酸性条件下反应生成具有强氧化性的羟基自由基（·OH）来氧化降解废水中有机污染物的一种高级氧化技术。芬顿氧化技术具有氧化能力强、设备简单、易于操作等优点，广泛应用于印染、制药、精细化工等行业有机废水的处理。

目前应用较为成熟的芬顿氧化工艺多为常规的均相芬顿氧化，具有药剂投加量大、药剂利用率较低及芬顿产泥量大等缺点，从而限制了芬顿氧化工艺的应用范围并导致芬顿氧化工艺的运行成本居高不下。

现有的芬顿流化床设备在固液分离方面的设计对催化剂粒径要求和上升流速要求均较高，从而提高了芬顿流化床的操作难度，限制了芬顿流化床工艺的应用范围。

因此，需要提供一种新的芬顿流化床，能够降低芬顿流化床对催化剂和上升流速的要求，从而降低芬顿流化床的操作难度。

例如 CN201721133659.X，名称为一种外循环式芬顿流化床，其包括一种外循环式芬顿流化床，包括塔体、进水槽和出水槽，所述的进水槽和出水槽分别设在塔体内顶端的两侧，所述的进水槽和出水槽均同塔体内腔连通，所述的进水槽的下方设有斜管式分离器，所述的斜管式分离器的下方设有晶体填料，所述的晶体填料的下方设有双层滤板，所述的双层滤板之间安装长柄虑帽，所述的出水槽与外侧的出水管道连通。其固液分离方面的设计对催化剂粒径要求和上升流速要求均较高，从而提高了芬顿流化床的操作难度，限制了芬顿流化床工艺的应用范围，并且运营成本高昂。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是，针对上述现有技术中的缺点，提出改进方案或者替换方案，尤其是一种新型循环式芬顿流化床反应设备，采用流化床形式进行运行，降低芬顿流化床对催化剂和上升流速的要求，大幅度减少催化剂的流失，从而使芬顿氧化工艺更适宜大规模推广应用。

为解决上述问题，本实用新型采用的方案如下：一种循环式芬顿流化床反应设备，包括塔体，其特征在于，所述塔体上设有与塔体直接连通的进水管和循环管，塔体内设有布水系统；废水由提升泵泵入进水管后，在循环管的辅助下在布水系统内混合均匀，并由布水系统布入塔体；所述提升泵与布水系统之间的进水管上装有加酸管和混合器；所述布水系统上部从下至上依次设置滤板、流化反应区、固液分离区和出流区；所述塔体外的循环管上设有循环泵；所述循环管上部与固液分离区相连，循环管下部与布水系统相连；所述循环泵与布水系统之间设亚铁加药管、双氧水加药管和混合器。固液分离区是位于塔内中上部的截面积突然增大的区域。

进一步，根据上述设计方案所述循环式芬顿流化床反应设备，其特征在于，所述布水装置为布水盘，布水盘上设有喷嘴，布水盘和喷嘴材质为不锈钢喷嘴，布水系统是塔底部用于保证进水均匀和进水流速的盘式装置及其附件。

进一步，根据上述设计方案所述循环式芬顿流化床反应设备，其特征在于，所述塔体材质为不锈钢。

进一步，根据上述设计方案所述循环式芬顿流化床反应设备，其特征在于，所述固液分离区外观从下至上直径逐渐增加的倒置式圆台。

进一步，根据上述设计方案所述循环式芬顿流化床反应设备，其特征在于，所述流化反应区内设有有粒径1毫米~3毫米的石英砂或3毫米~5毫米的颗粒状催化剂。

进一步，根据上述设计方案所述循环式芬顿流化床反应设备，其特征在于，所述塔体底部设置有维修孔。

进一步，根据上述设计方案所述循环式芬顿流化床反应设备，其特征在于，所述圆台上沿与下沿的直径比为1.2:1~2.5:1。

进一步，根据上述设计方案所述循环式芬顿流化床反应设备，其特征在于，所述圆台高度与下沿直径的比为0.5:1~2.5:1。

本实用新型的技术效果如下：本实用新型的循环式芬顿流化床反应设备所述的布水系统采用布水盘，布水盘和喷嘴材质为不锈钢。

本实用新型的循环式芬顿流化床反应设备所述的芬顿催化填料，可选用石英砂、天然铁矿石、表面负载催化剂的陶粒或活性炭等。

本实用新型的循环式芬顿流化床反应设备所述的固液分离区，可以有效降低废水的上升流速，截留反应过程中产生的铁氧体，铁氧体对羟基自由基的产生具有催化作用，从而可以减少亚铁药剂的投加量，节约运行成本。同时，细微絮体在固液分离区中下部会形成悬浮层，从而进一步截留微小絮体，从而大幅度降低催化剂流失程度，进一步降低催化剂使用成本。

附图说明

图1为本申请的结构示意图。

图2为布水系统结构示意图。

图中：1-废水提升泵、2-加酸管、3-进水管、4-滤板、5-流化反应区、6-固液分离区、7出流区、8-观察孔、9-循环管、10-循环泵、11-双氧水加药管、12-亚铁加药管、13-布水盘、14-维修孔。箭头表示废水流向。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。

实施例1：循环式芬顿流化床反应设备采用塔式结构。包括塔体和固定安装在塔体上的进水管、循环管、布水系统、流化反应区、固液分流区、出流区、进水管前端需设置提升泵。进水管设置加酸管和混合器。循环泵与布水系统之间设亚铁加药管、双氧水加药管和混合器。

（1）在提升泵与布水系统之间设置加酸管和混合器，酸溶液在混合器与废水充分快速混合。

（2）设置外循环泵，在循环泵和布水系统之间设置亚铁加药管、双氧水加药管和混合器，亚铁和双氧水在混合器与废水快速充分混合。

（3）塔体内部填充固体催化填料。当填料粒径为1毫米~3毫米时，为流化态。当填料粒径为3毫米~5毫米时，为流化态或膨胀态。无需外加动力搅拌，因而可降低电耗从而降低运行成本。

实施例2：本实用新型实质在提供一种芬顿流化反应设备，如图1所示。包括塔体和固定在塔体上的进水管3、循环管9、布水系统13、流化反应区5、滤板4、固液分离区6、出流区7、观察孔8和维修孔14，进水管3前端设置废水提升泵1，提升泵1与布水系统13间设置加酸管2及混合器。

塔体内部填充粒径均匀的颗粒状催化填料，采用流化床形式运行。

塔体外设置循环泵10，循环泵10与循环管9相连，循环泵10与布水系统13之间设置双氧水加药管11、亚铁加药管12及混合器。

本装置工作流程如下，废水及酸溶液经提升泵1送至布水装置13，经塔底的滤板4后进入塔体；废水进入塔体后依次经过流化反应区5、固液分流区6和出流区7；待液位上升至出流区7后，立即开启循环泵10，同时按顺序开启亚铁加药管12和双氧水加药管11，循环废水在布水装置13内与原废水混合后产生分布均匀的水流。

监测废水pH值，并根据pH值变化调整酸溶液加量。

本实用新型的应用案例及效果如下：

案例1：将本设备应用于某垃圾渗沥液处理时，进水COD≈1200mg/L，pH≈7~8。根据本渗沥液水样性质及实验室小试结果，将初始pH值设置为pH=3.0~4.0，FeSO4·7H2O投加量设置为8000 mg/L，双氧水投加量设置为6mL/L，停留时间设置为150 min。处理后的废水COD为200~300 mg/L，此时的COD去除率为75%以上。

案例2：将本设备应用于某农药废水时，进水COD≈450mg/L，pH≈7~8。根据本渗沥液水样性质及实验室小试结果，将初始pH值设置为pH=3.0~4.0，FeSO4·7H2O投加量设置为2000 mg/L，双氧水投加量设置为2 mL/L，停留时间设置为100 min。处理后的废水COD为70~90 mg/L，此时的COD去除率为80%以上。

Claims

1.一种循环式芬顿流化床反应设备，包括塔体，其特征在于，所述塔体上设有与塔体直接连通的进水管和循环管，塔体内设有布水系统；废水由提升泵泵入进水管后，在循环管的辅助下在布水系统内混合均匀，并由布水系统布入塔体；所述提升泵与布水系统之间的进水管上装有加酸管和混合器；所述布水系统的上部从下至上依次设置滤板、流化反应区、固液分离区和出流区；所述塔体外的循环管上设有循环泵；所述循环管上部与固液分离区相连，循环管下部与布水系统相连；所述循环泵与布水系统之间设亚铁加药管、双氧水加药管和混合器。

2.根据权利要求1所述循环式芬顿流化床反应设备，其特征在于，所述布水系统为布水盘，布水盘上设有喷嘴，布水盘和喷嘴材质为不锈钢喷嘴。

3.根据权利要求1所述循环式芬顿流化床反应设备，其特征在于，所述塔体材质为不锈钢。

4.根据权利要求1所述循环式芬顿流化床反应设备，其特征在于，所述固液分离区外观从下至上直径逐渐增加的倒置式圆台。

5.根据权利要求1所述循环式芬顿流化床反应设备，其特征在于，所述流化反应区内设有粒径1毫米～3毫米的石英砂或3毫米～5毫米的颗粒状催化剂。

6.根据权利要求1所述循环式芬顿流化床反应设备，其特征在于，所述塔体底部设置有维修孔。

7.根据权利要求4所述循环式芬顿流化床反应设备，其特征在于，所述圆台上沿与下沿的直径比为1.2:1～2.5:1。

8.根据权利要求4所述循环式芬顿流化床反应设备，其特征在于，所述圆台高度与下沿直径的比为0.5:1～2.5:1。