CN211946421U

CN211946421U - 一种三相芬顿流化床氧化系统

Info

Publication number: CN211946421U
Application number: CN202020440319.7U
Authority: CN
Inventors: 王坤; 秦树林; 王忠泉; 张迎喜; 刘臣亮
Original assignee: China Coal Technology & Engineering Group Hangzhou Environmental Protection Institute Co ltd; China Coal Technology and Engineering Group Corp
Current assignee: China Coal Technology & Engineering Group Hangzhou Environmental Protection Institute Co ltd; China Coal Technology and Engineering Group Corp
Priority date: 2020-03-30
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2020-11-17
Anticipated expiration: 2030-03-30

Abstract

本实用新型涉及一种流化床，特别涉及一种三相芬顿流化床氧化系统，属于水处理设备技术领域。一种三相芬顿流化床氧化系统，该系统包括pH调整池、装置主体、加药装置、回流装置和气提装置；装置主体内自下而上依次设置曝气装置、布水器和催化剂填料流化床，催化剂填料流化床的底部呈锥形，其由催化剂填料层和位于催化剂填料层底部带孔的承托板组成，气提装置包括气提管和设于装置主体内的气提喇叭口，催化剂填料流化床的底部通过气提管与气提喇叭口连通，pH调整池的出水管通过进水泵与所述的布水器管路连接，加药装置的出药口设于进水泵与布水器之间的管路上。该系统具有操作方便，氧化效率更高、运行成本更低的优点。

Description

一种三相芬顿流化床氧化系统

技术领域

本实用新型涉及一种流化床，特别涉及一种三相芬顿流化床氧化系统，属于水处理设备技术领域。

背景技术

芬顿氧化技术是目前废水处理技术中较为常用的高级氧化工艺之一，其基本原理是利用在酸性条件下亚铁离子与过氧化氢发生芬顿氧化反应，产生具有强氧化性能力的活性自由基来氧化分解废水中的污染物，已被广泛用于制药、印染、化工等重污染行业。传统的芬顿氧化通过在反应器内部直接投加亚铁和双氧水在曝气条件下实现的，这种方式导致氧化剂的利用效率低，氧化反应不完全，药剂消耗量大，污染物的去除效率也有待提升。同时进水的pH需要保持在3~4，出水另加液碱调节pH至中性用于絮凝沉淀，投加的酸碱量较大，也容易导致废水盐分的升高，影响后续的生化处理系统中微生物的生长和繁殖，不利于废水的达标处理。

为解决传统芬顿工艺的不足，不少研究人员提出非均相芬顿氧化技术，采用含亚铁成分的催化剂载体固定床方式，形成与传统均相芬顿氧化体系不同的反应特征的复杂体系，通过液相扩散、污染物吸附、液相氧化和表面催化反应等过程使污染物通过多种途径得以降解。但是对于非均相芬顿技术而言，也存在一些缺点：（1）催化剂与液体接触不够充分；（2）固定床传质速率慢，氧化反应效率仍有不足；（3）长时间运行容易导致催化剂的粘结，影响处理效率。近几年来，为克服固定床芬顿氧化技术的难题，研究人员将诱导结晶流化技术应用至芬顿反应器中，通过催化剂载体的流化，增加氧化反应的接触机率，提升反应效率，同时减少药剂的投加量。不少的流化技术主要是通过极大比例的回流或者机械搅拌的方式进行的，对设备损耗大、能耗大、催化剂磨损快、出水稳定性差，是传统芬顿流化床的缺点。

芬顿氧化预处理的稳定性和高效性将直接决定废水后端处理工艺的效果及最终出水能否达标。因此，面对日益严峻的环保形势，急需一种更为高效稳定、便于操作管理的芬顿流化氧化技术。

实用新型内容

为了弥补现有芬顿流化氧化设备的不足，本实用新型提供一种三相芬顿流化床氧化系统，具有操作方便，氧化效率更高、运行成本更低的优点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种三相芬顿流化床氧化系统，该系统包括pH调整池、装置主体、加药装置、回流装置和气提装置；

装置主体内自下而上依次设置曝气装置、布水器和催化剂填料流化床，

催化剂填料流化床的底部呈锥形，其由催化剂填料层和位于催化剂填料层底部带孔的承托板组成，

气提装置包括气提管和设于装置主体内的气提喇叭口，催化剂填料流化床的底部通过气提管与气提喇叭口连通，

pH调整池的出水管通过进水泵与所述的布水器管路连接，加药装置的出药口设于进水泵与布水器之间的管路上，

回流装置包括回流管与设置在回流管上的回流泵，回流管两端分别与装置主体的顶部和底部相连。

废水经进水泵打入装置主体，经装置主体底部的布水器均匀布水，在投加亚铁药剂和双氧水的作用下发生芬顿氧化反应，装置主体内部的催化剂填料能有效增强芬顿反应效率，催化剂在回流装置和气提装置的作用下形成均匀流化，实现芬顿氧化的高效进行，从而增加废水中污染物的去除效率，同时能减少药剂的使用量，节约运行成本。

作为优选，加药装置包括亚铁加药装置和双氧水加药装置，亚铁加药装置的加药口先于双氧水加药装置与进水泵相连。

作为优选，曝气装置与风机管路连接，且风机与曝气装置之间设有单向阀。

作为优选，气提口设于气提管内部，与风机的出风口管路连接。

作为优选，装置主体上部设有出水堰，回流管一端设于装置主体的出水堰下方，另一端经由回流泵连接到装置主体的底部。

作为优选，装置主体的出水管与出水堰底部连通。

作为优选，催化剂填料层为直径4~10mm的芬顿催化剂填料，填料填充率为30~50%。芬顿催化剂填料由铁、铜、铝氧化物与活性炭、粘结剂烧结而成，市售产品，为消耗填料。

作为优选，装置主体顶部设置两个排气口，底部设置排泥管。所述排气口位于装置顶部，用于内部气体的排放。排泥管用于反应产生污泥的排放与放空；装置主体内部反应后产生的部分污泥通过底部设置的排泥管排出。

作为优选，曝气装置包括曝气盘和曝气管。

本实用新型的有益效果在于：

（1）本实用新型所述的系统中集成有催化剂填料流化床，其中催化剂填料为芬顿催化剂，所需芬顿试剂少，节约运行成本；

（2）回流装置中，回流泵通过回流管将废水循环至装置主体的底部，形成内回流，增加废水与氧化剂、催化剂的接触，提升催化剂填料的流化状态；

（3）本实用新型的系统中，催化剂填料在气提装置和回流装置的作用下实现较为充分的流化，无需额外设置搅拌装置，能耗低，氧化效率高，出水稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的主视结构示意图；

图中：1-装置主体；2-排气口；3-进水泵；4-催化剂填料流化床；5-布水器；6-风机；7-回流泵；8-单向阀；9-曝气装置；10-气提管；11-气提喇叭口；12-出水堰；13-回流管；14-排泥管；15-出水管；16-气提口。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本实用新型的实施并不局限于下面的实施例，对本实用新型所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本实用新型保护范围。

在本实用新型中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

下述实施例中的部件或设备如无特别说明，均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

实施例：

一种三相芬顿流化床氧化系统为塔式结构，具体结构如图1所示，该系统包括pH调整池、装置主体1、加药装置、回流装置和气提装置。

装置主体内自下而上依次设置曝气装置9、布水器5、催化剂填料流化床4和气提喇叭口11，曝气装置与风机6管路连接，且风机与曝气装置之间设有单向阀8。曝气装置有曝气盘和曝气管组成。装置主体上部设有出水堰12，装置主体的出水管15与出水堰12底部连通。装置主体顶部设置两个排气口2，底部设置排泥管14。

催化剂填料流化床上方废水在回流泵作用下回流至装置主体底部，在较大回流水量的作用下，填料受到水流冲击，形成更为充分的流化态，增加反应接触面及氧化效率；多余的氧化反应后的废水则流入出水堰12，通过出水管排15出；曝气装置产生的废气经由装置顶部排气口2排出处理，芬顿反应产生的泥渣则通过底部排泥管14经泥泵排出。

催化剂填料流化床的底部呈锥形，其由催化剂填料层和位于催化剂填料层底部带孔的承托板组成，催化剂填料层为直径4~10mm的芬顿催化剂填料，填料填充率为30~50%。

气提装置包括气提管10和设于装置主体内的气提喇叭口11，催化剂填料流化床的底部通过气提管10与气提喇叭口11连通，气提口16设于气提管内部，与风机6的出风口管路连接。气提喇叭口固定在装置主体顶部中心，外部的气提管连接风机曝气形成气提作用。

pH调整池的出水管通过进水泵3与所述的布水器管路连接，加药装置的出药口设于进水泵与布水器之间的管路上，加药装置包括亚铁加药装置和双氧水加药装置，亚铁加药装置的加药口先于双氧水加药装置与进水泵相连。

回流装置包括回流管13与设置在回流管上的回流泵7，回流管一端设于装置主体的出水堰12下方，另一端经由回流泵连接到装置主体的底部。

系统运行时，废水经pH调节池调节pH后，经进水泵3打入装置主体1底部，亚铁与双氧水的投加在进水泵出口处，加药量根据水量定量投加；

废水经布水器均匀布水，废水与空气经承托板底部小孔上升至催化剂填料层，装置主体内的曝气作用，亚铁与双氧水发生芬顿氧化，同时双氧水在催化剂作用下分解发生进一步的芬顿反应和氧化反应，形成水、气、固三相的高度混合反应，产生大量氧化自由基分解废水中的污染物；

催化剂填料流化床内通过气提装置作用，实现催化剂填料自下而上的流动，并在外回流的水流作用下，形成进一步的流动状态，增大了废水中氧化剂、污染物与催化填料的传质面，提升氧化效果；

废水经三相芬顿流化床氧化系统氧化后经装置主体上部的出水堰口的出水管流出，至后续处理段处理。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims

1.一种三相芬顿流化床氧化系统，其特征在于：该系统包括pH调整池、装置主体（1）、加药装置、回流装置和气提装置；

装置主体内自下而上依次设置曝气装置（9）、布水器（5）和催化剂填料流化床（4），

气提装置包括气提管（10）和设于装置主体内的气提喇叭口（11），催化剂填料流化床的底部通过气提管（10）与气提喇叭口（11）连通，

pH调整池的出水管通过进水泵（3）与所述的布水器管路连接，加药装置的出药口设于进水泵与布水器之间的管路上，

回流装置包括回流管（13）与设置在回流管上的回流泵（7），回流管两端分别与装置主体的顶部和底部相连。

2.根据权利要求1所述的三相芬顿流化床氧化系统，其特征在于：加药装置包括亚铁加药装置和双氧水加药装置，亚铁加药装置的加药口先于双氧水加药装置与进水泵相连。

3.根据权利要求1所述的三相芬顿流化床氧化系统，其特征在于：曝气装置与风机（6）管路连接，且风机与曝气装置之间设有单向阀（8）。

4.根据权利要求1所述的三相芬顿流化床氧化系统，其特征在于：气提口（16）设于气提管内部，与风机（6）的出风口管路连接。

5.根据权利要求1所述的三相芬顿流化床氧化系统，其特征在于：装置主体上部设有出水堰，回流管一端设于装置主体的出水堰（12）下方，另一端经由回流泵连接到装置主体的底部。

6.根据权利要求5所述的三相芬顿流化床氧化系统，其特征在于：装置主体的出水管（15）与出水堰（12）底部连通。

7.根据权利要求1所述的三相芬顿流化床氧化系统，其特征在于：催化剂填料层为直径4~10mm的芬顿催化剂填料，填料填充率为30~50%。

8.根据权利要求1所述的三相芬顿流化床氧化系统，其特征在于：装置主体顶部设置两个排气口（2），底部设置排泥管（14）。

9.根据权利要求1所述的三相芬顿流化床氧化系统，其特征在于：曝气装置包括曝气盘和曝气管。