專利名稱：異相結(jié)晶催化氧化廢水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種用于含生物難降解有機廢水深度處理領(lǐng)域的環(huán)保設(shè)備，特別是涉及利用Fenton試劑多相催化氧化工藝過程開發(fā)的高效污水處理的一種異相結(jié)晶催化氧化廢水處理裝置。
背景技術(shù)：
由于某些廢水中存在難生化處理的物質(zhì)，例如石油、煤化工行業(yè)廢水中的長鏈有機物或是經(jīng)過生物處理的ニ沉池出水，這些廢水的特征是低B0D/C0D值，若要進ー步降低COD值，則必須利用高級氧化處理法。而在所有的高級氧化處理法中Fenton試劑法是目前 應(yīng)用較多的ー種濕式催化氧化法。其原理是H2O2在Fe2+液相溶液或鉄粉、石墨、鉄、錳的氧化礦物或負載型鐵/鐵氧化物固相催化劑的催化作用下生成具有高反應(yīng)活性的羥基自由基(· 0H)，· OH氧化電位達到2. 83V，是除元素氟外最強的無機氧化劑，可與大多數(shù)有機物作用使其降解，通過電子轉(zhuǎn)移等途徑將多環(huán)或長環(huán)化合物開環(huán)和斷環(huán)，將大分子物質(zhì)化為小分子物質(zhì)，提高廢水的生化性。同吋，F(xiàn)e2+被氧化成Fe3+，F(xiàn)e3+生成Fe (OH) 3以膠體形態(tài)存在，具有凝聚、吸附性能，可除去水中重金屬鉛、鉻以及部分懸浮物和雜質(zhì)。Fenton反應(yīng)由催化氧化和絮凝兩部分組成。傳統(tǒng)單相Fenton反應(yīng)體系加藥量、Fe3+產(chǎn)生量、污泥量大，處理成本高。如何進ー步提高OH的利用效率，加快反應(yīng)速度，進而減少加藥量與污泥量，是需要解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對已有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種異相結(jié)晶催化氧化廢水處理裝置。本實用新型包括塔體、布水管、曝氣管、排晶ロ、出水ロ、回流管、進水管、進氣管、出水堰，其特征在于裝置呈圓柱塔形，下部為氣液進ロ，塔體內(nèi)下部設(shè)有底板，塔體內(nèi)壁與底板構(gòu)成固相催化劑填料區(qū)，固相催化劑填料堆放在填料區(qū)內(nèi)，數(shù)條含不同藥劑的進水管從塔體底部進入塔體，底板上設(shè)有數(shù)條布水管，各條進水管穿過底板分別與布水管連接，底板上方設(shè)有曝氣管，進氣管從塔體底部進入塔體與曝氣管連接，塔體中上部的側(cè)壁上設(shè)有排晶ロ，塔體上部填料區(qū)上方為水質(zhì)穩(wěn)定區(qū)，塔體上部的側(cè)壁上設(shè)有回流管及出水堰，在出水堰ー側(cè)的側(cè)壁上設(shè)有出水ロ。所述進水管由中心管與數(shù)根從中心管向周圍發(fā)散的穿孔管組成。所述曝氣管由中心管與數(shù)根向周圍發(fā)散的穿孔管組成，進氣管直接與溶氣泵連接。所述布水管由中心管與數(shù)根向周圍發(fā)散的穿孔管組成，進水管分為兩組，ー組加入H2O2，ー組加入FeSO4藥劑，兩種藥劑的兩組進水管分別接入布水管的中心管。所述側(cè)壁上的排晶ロ由內(nèi)向外傾斜。所述塔體上部的水質(zhì)穩(wěn)定區(qū)裝有氧化電位ORP和pH計。所述回流管經(jīng)管道與進水管連接，裝置的回流比例為100%。[0010]所述固相催化劑中的FeSO4為粉末狀鐵/鐵氧化物或固態(tài)負載鐵/鐵氧化物載體。本實用新型的技術(shù)方案是利用Fenton試劑FeSO4和H2O2與廢水和回流水混合，分別通過兩組平行的進水管同時進入布水管，試劑投加比例隨廢水濃度變化而變化。選用溶氣泵為本實驗新型的曝氣裝置，可以邊吸水邊吸氣，泵內(nèi)加壓混合，省略了空氣壓縮機，釋放器等裝置，可保證供氣量持續(xù)平穩(wěn)，溶氣狀態(tài)可以與溶液更好混合，使催化絮凝結(jié)晶在ー個穩(wěn)定溫和的氣液混合相環(huán)境中進行，且無大氣泡翻騰問題。底板上方為填料區(qū)，裝載固相氧化鐵催化劑載體，兩股藥劑和氣體分別通過向四周發(fā)散的穿孔布水管和曝氣管從底部穿過填料區(qū)，與填料相互作用進行非均相催化氧化。三價鐵(Fe3+)極易與填料結(jié)合，在載體表面產(chǎn)生羥基氧化鐵結(jié)晶，而羥基氧化鐵也是H2O2的ー種催化劑，其與Fe2+—起催化過氧化氫(H2O2),產(chǎn)生強氧化劑· OH氧化去除水中有機物。 通過非均相催化，可以大幅降低Fe2+催化劑的加藥量。本實用新型通過曝氣系統(tǒng)加強污染物在反應(yīng)體系中的傳質(zhì)，氣體的攪拌作用増加了水流的紊動，使廢水、藥劑、催化劑之間充分接觸，讓逐漸膨脹的催化劑呈流化狀態(tài)，提高催化反應(yīng)效率。同時流體中存在的三價鐵Fe3+生成Fe(OH)3以膠體形態(tài)存在，能通過凝聚、吸附去除水中金屬鉛和金屬鉻以及部分懸浮物和雜質(zhì)。Fe3+與填料表面結(jié)合，在與H2O2進行催化氧化的同時，載體上的羥基氧化鐵會慢慢吸附結(jié)晶并自身膨脹生長，通過結(jié)晶能可減少70%的污泥量，為了控制塔體內(nèi)結(jié)晶體的量，當(dāng)晶體膨脹到一定程度，可通過側(cè)開的結(jié)晶ロ定期排晶，以控制結(jié)晶的高度，結(jié)晶ロ具有一定的斜度，可實現(xiàn)晶體自排。本實用新型的優(yōu)點是有效彌補傳統(tǒng)單相Fenton催化氧化的不足，利用固相負載氧化鐵催化劑載體和液態(tài)Fe2+溶劑催化劑在氣液固三相的反應(yīng)體系中實現(xiàn)對廢水的催化氧化，具有投資成本低，加藥量少(傳統(tǒng)Fenton反應(yīng)體系Ikg H2O2氧化O. 47gC0D需要投加I. 3 I. 5gFe2+，本系統(tǒng)只需O. 5 O. 6kg加藥量)，污泥量減少70%，對水質(zhì)變化的耐受程度大、操作維護容易。
圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1塔體、2為A進水管、3為B進水管、4進氣管、5底板、6布水管、7曝氣管、8固相催化劑填料、9排晶ロ、10出水ロ、11回流管、12出水堰。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖進ー步說明本實用新型的實施例。參見圖1，本實施例由塔體I、A進水管2、B進水管3、進氣管4、底板5、布水管6、曝氣管7、排晶ロ 9、出水ロ 10、回流管11、出水堰12組成。本實施例呈圓柱塔形，塔體I底部設(shè)有底板5，A進水管2、B進水管3、從塔體I底部的側(cè)壁平行進入塔體1，底板5上設(shè)有六條布水管6，布水管6由中心管與六條向周圍發(fā)散的穿孔管組成，A進水管2、B進水管3穿過底板5分別與布水管6上的中心管連接。在未處理水中分別加入FeSO4和H2O2,未處理水中包含由回流管11回流的水，加入FeSO4和H2O2的兩種未處理水分別流入布水管6，底板5上方設(shè)有曝氣管7，曝氣管7由中心管與六條向周圍發(fā)散的穿孔管組成，進氣管4與溶氣泵連接，進氣管4從塔體I底部的側(cè)壁進入塔體I穿過底板5與曝氣管7上的中心管連接。未處理水和空氣經(jīng)布水管6、曝氣管7后從底部向上進入填料區(qū)，塔體I內(nèi)壁與底板5構(gòu)成固相催化劑填料區(qū)，填料區(qū)內(nèi)裝載固相催化劑填料，固相催化劑中的FeSO4為粉末狀鐵/鐵氧化物或固態(tài)負載鐵/鐵氧化物載體。曝氣能促進填料與溶液發(fā)生非均相催化氧化反應(yīng)，分解水中有機物，同時由于混凝結(jié)晶作用，填料顆粒會慢慢結(jié)晶膨脹生長。塔體I中部的側(cè)壁上設(shè)有排晶口 9，側(cè)壁上的排晶口 9由內(nèi)向外傾斜。對于超過一定高度結(jié)晶體，可通過傾斜的排晶口排掉。塔體I上部的側(cè)壁上設(shè)有回流管11及出水堰12，填料上方為水質(zhì)穩(wěn)定區(qū)，塔體上部的水質(zhì)穩(wěn)定區(qū)裝有ORP和pH計。本實施例的回流比例為100%。在出水堰12一側(cè)的側(cè)壁上設(shè)有出水口 10。 預(yù)計處理I噸COD 100mg/L廢水產(chǎn)生O. 05Kg結(jié)晶體。為了將藥劑的利用率達到更高，減少出水中Fe3+的含量，系統(tǒng)采用100%回流，回流與出水比例為I : 1，回流水與未處理水混合,再次進入塔體I內(nèi)，出水進入下一工序處理。
權(quán)利要求1.一種異相結(jié)晶催化氧化廢水處理裝置，包括塔體、布水管、曝氣管、排晶ロ、出水ロ、回流管、進水管、進氣管、出水堰，其特征在于裝置呈圓柱塔形，下部為氣液進ロ，塔體內(nèi)下部設(shè)有底板，塔體內(nèi)壁與底板構(gòu)成固相催化劑填料區(qū)，固相催化劑填料堆放在填料區(qū)內(nèi)，數(shù)條含不同藥劑的進水管從塔體底部進入塔體，底板上設(shè)有數(shù)條布水管，各條進水管穿過底板分別與布水管連接，底板上方設(shè)有曝氣管，進氣管從塔體底部進入塔體與曝氣管連接，塔體中上部的側(cè)壁上設(shè)有排晶ロ，塔體上部填料區(qū)上方為水質(zhì)穩(wěn)定區(qū)，塔體上部的側(cè)壁上設(shè)有回流管及出水堰，在出水堰ー側(cè)的側(cè)壁上設(shè)有出水ロ。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的異相結(jié)晶催化氧化廢水處理裝置，其特征在于所述進水管由中心管與數(shù)根從中心管向周圍發(fā)散的穿孔管組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的異相結(jié)晶催化氧化廢水處理裝置，其特征在于所述曝氣管由中心管與數(shù)根向周圍發(fā)散的穿孔管組成，進氣管直接與溶氣泵連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的異相結(jié)晶催化氧化廢水處理裝置，其特征在于所述布水管由中心管與數(shù)根向周圍發(fā)散的穿孔管組成，進水管分為兩組，ー組加入H2O2，ー組加入FeSO4藥劑，兩種藥劑的兩組進水管分別接入布水管的中心管。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的異相結(jié)晶催化氧化廢水處理裝置，其特征在于所述側(cè)壁上的排晶ロ由內(nèi)向外傾斜。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的異相結(jié)晶催化氧化廢水處理裝置，其特征在于所述塔體上部的水質(zhì)穩(wěn)定區(qū)裝有氧化電位ORP和pH計。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的異相結(jié)晶催化氧化廢水處理裝置，其特征在于所述回流管經(jīng)管道與進水管連接，裝置的回流比例為100%。
專利摘要一種異相結(jié)晶催化氧化廢水處理裝置，包括塔體、布水管、曝氣管、排晶口、出水口、回流管、進水管、進氣管、出水堰，其特征在于塔體下部為氣液進口，塔體內(nèi)下部設(shè)有底板，數(shù)條進水管從塔體底部進入塔體，底板上設(shè)有數(shù)條布水管，進水管穿過底板分別與布水管連接，底板上方設(shè)有曝氣管，進氣管與曝氣管連接，塔體中上部的側(cè)壁上設(shè)有排晶口，塔體上部的側(cè)壁上設(shè)有回流管及出水堰，在出水堰一側(cè)的側(cè)壁上設(shè)有出水口。本實用新型的優(yōu)點是彌補傳統(tǒng)單相催化氧化不足，利用固相負載氧化鐵催化劑載體和液態(tài)Fe2+溶劑催化劑在氣液固三相的反應(yīng)體系中實現(xiàn)對廢水的催化氧化，具有投資成本低，加藥量少，污泥量少，對水質(zhì)變化的耐受程度大、操作維護容易。
文檔編號C02F1/72GK202400895SQ20112047128
公開日2012年8月29日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者范春健, 陳遠超, 韓勇濤 申請人:麥王環(huán)保工程技術(shù)(上海)有限公司