一種流化床氧化塔的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型是一種流化床氧化塔。流化床氧化塔包括塔體、中心反應(yīng)筒、出水槽、布水濾頭、濾板、排空閥、硫酸進(jìn)藥管、雙氧水進(jìn)藥管、硫酸亞鐵進(jìn)藥管、原水進(jìn)水管、污泥回流管，塔體及中心反應(yīng)筒均為筒形，塔體的上方開(kāi)有出水堰，塔體的外側(cè)固定有出水槽，濾料置放于布水濾頭及濾板上，氧化塔出水口位于塔體的上方，內(nèi)循環(huán)出水口位于氧化塔出水口的下方，內(nèi)循環(huán)進(jìn)水口位于塔體的底部，在其連接管道上設(shè)有排空閥，濾板的上方設(shè)有濾料的卸料口及入孔，硫酸進(jìn)藥管、雙氧水進(jìn)藥管、硫酸亞鐵進(jìn)藥管、原水進(jìn)水管、污泥回流管均安裝于塔體上方的中心反應(yīng)筒的入口處。本實(shí)用新型降低運(yùn)行成本、降低污泥產(chǎn)量、提高有機(jī)物去除效率。本實(shí)用新型處理工藝操作簡(jiǎn)單方便。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種流化床氧化塔
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是一種流化床氧化塔，特別是一種用于高濃度工業(yè)有機(jī)廢水處理及有毒難降解工業(yè)廢水處理的Fenton流化床氧化塔，屬于流化床氧化塔的創(chuàng)新技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]高濃度難降解有機(jī)廢水的特點(diǎn)是有機(jī)污染物濃度高、可生化性差?？梢酝ㄟ^(guò)預(yù)處理，改變難降解有機(jī)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，降低其分子量，提高廢水的可生化性，使有機(jī)污染物在后續(xù)的生物處理過(guò)程中得到有效的降解。
[0003]Fenton氧化法是高濃度難降解有機(jī)廢水多種催化氧化預(yù)處理方法中的一種，具有投資成本低，對(duì)水質(zhì)變異的忍受程度大，操作維護(hù)容易，操作成本低等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]1894年，英國(guó)人H.J.H.Fenton發(fā)現(xiàn)采用Fe2+、H202體系能氧化多種有機(jī)物。后人為紀(jì)念他將亞鐵鹽和過(guò)氧化氫的組合稱(chēng)為Fenton試劑，它能有效氧化去除傳統(tǒng)廢水處理技術(shù)無(wú)法去除的難降解有機(jī)物，其實(shí)質(zhì)是H202在Fe2+的催化作用下生成具有高反應(yīng)活性的羥基自由基(.0Η)，.0Η可與大多數(shù)有機(jī)物作用使其降解。隨著研究的深入，又把紫外光(UV)、草酸鹽等引入Fenton試劑中，使其氧化能力大大增強(qiáng)。從廣義上說(shuō)，F(xiàn)enton法是利用催化劑、或光輻射、或電化學(xué)作用，通過(guò)Η202產(chǎn)生羥基自由基(.0Η)處理有機(jī)物的技術(shù)。從發(fā)展歷程來(lái)看，F(xiàn)enton法基本上是沿著光化學(xué)和電化學(xué)兩條路線(xiàn)向前發(fā)展的。
[0005]目前應(yīng)用較為成熟的傳統(tǒng)Fenton氧化法技術(shù)，屬于均相Fenton氧化法技術(shù)，其原理是在酸性條件下，Η202在Fe2+的催化作用下分解產(chǎn)生.0Η，其氧化電位達(dá)到2.8V，它通過(guò)電子轉(zhuǎn)移等途徑將有機(jī)物氧化分解成小分子。同時(shí)，F(xiàn)e2+被氧化成Fe3+產(chǎn)生混凝沉淀，去除大量有機(jī)物?？梢?jiàn)，F(xiàn)enton試劑在水處理中具有氧化和混凝兩種作用。由于Fe2+催化劑在后續(xù)混凝沉淀中直接排放，得不到重復(fù)利用，導(dǎo)致該工藝藥劑消耗量大、運(yùn)行成本高、污泥產(chǎn)量大，同時(shí)均相反應(yīng)體系還存在需外力攪拌、傳質(zhì)效率低、反應(yīng)器容積大、有機(jī)物去除效率低等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于考慮上述問(wèn)題而提供一種流化床氧化塔。本實(shí)用新型提供一種改良型的Fenton流化床氧化塔，改良Fenton試劑的反應(yīng)環(huán)境，以降低Fenton試劑的消耗量及運(yùn)行成本、降低污泥產(chǎn)量、提高有機(jī)物去除效率。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:本實(shí)用新型的流化床氧化塔，包括有氧化塔的塔體、中心反應(yīng)筒、濾料、出水堰、出水槽、布水濾頭、濾板、氧化塔出水口、內(nèi)循環(huán)出水口、內(nèi)循環(huán)進(jìn)水口、排空閥、卸料口、入孔、硫酸進(jìn)藥管、雙氧水進(jìn)藥管、硫酸亞鐵進(jìn)藥管、原水進(jìn)水管、污泥回流管，塔體及中心反應(yīng)筒均為筒形，塔體的上方開(kāi)有出水堰，塔體的外側(cè)固定有出水槽，濾料置放于布水濾頭及濾板上，氧化塔出水口位于塔體的上方，內(nèi)循環(huán)出水口位于氧化塔出水口的下方，內(nèi)循環(huán)進(jìn)水口位于塔體的底部，在其連接管道上設(shè)有排空閥，濾板的上方設(shè)有濾料的卸料口及入孔，硫酸進(jìn)藥管、雙氧水進(jìn)藥管、硫酸亞鐵進(jìn)藥管、原水進(jìn)水管、污泥回流管均安裝于塔體上方的中心反應(yīng)筒的入口處。
[0008]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0009]I)本實(shí)用新型的圓柱形氧化塔塔體及中心反應(yīng)筒結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)了水流流程，提高了混合效率，避免H2O2因塔身高度不夠，在混合均勻前就進(jìn)入大氣而分解，提高H2O2的利用率，節(jié)省用藥量，提高反應(yīng)效率；
[0010]2)本實(shí)用新型采用內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)+濾料，大水量?jī)?nèi)循環(huán)水力攪動(dòng)濾料的方式，增大藥劑與廢水的接觸面積，提高傳質(zhì)效率；
[0011]3)本實(shí)用新型采用污泥回流，循環(huán)利用氧化塔產(chǎn)生的三價(jià)鐵(Fe3+)在擔(dān)體表面產(chǎn)生FeOOH的結(jié)晶，大大減少了 Fenton藥劑中Fe2+催化劑的投加量；
[0012]4)本實(shí)用新型采用濾頭布水，防止砂料進(jìn)入濾板下層空間，確保內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)不出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。
[0013]本實(shí)用新型是一種設(shè)計(jì)巧妙，性能優(yōu)良，方便實(shí)用的流化床氧化塔。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型的處理流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例:
[0017]本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，本實(shí)用新型的流化床氧化塔，包括有氧化塔的塔體1、中心反應(yīng)筒2、濾料3、出水堰4、出水槽5、布水濾頭6、濾板7、氧化塔出水口 8、內(nèi)循環(huán)出水口 9、內(nèi)循環(huán)進(jìn)水口 10、排空閥11、卸料口 12、入孔13、硫酸進(jìn)藥管14、雙氧水進(jìn)藥管15、硫酸亞鐵進(jìn)藥管16、原水進(jìn)水管17、污泥回流管18,塔體I及中心反應(yīng)筒2均為筒形，塔體I的上方開(kāi)有出水堰4，塔體I的外側(cè)固定有出水槽5，濾料3置放于布水濾頭6及濾板7上，氧化塔出水口 8位于塔體I的上方，內(nèi)循環(huán)出水口 9位于氧化塔出水口 8的下方，內(nèi)循環(huán)進(jìn)水口 10位于塔體I的底部，在其連接管道上設(shè)有排空閥11，濾板的上方設(shè)有濾料的卸料口 12及入孔13，硫酸進(jìn)藥管14、雙氧水進(jìn)藥管15、硫酸亞鐵進(jìn)藥管16、原水進(jìn)水管
17、污泥回流管18均安裝于塔體I上方的中心反應(yīng)筒2的入口處。
[0018]本實(shí)施例中，上述塔體I及中心反應(yīng)筒2均為圓柱狀筒形。
[0019]本實(shí)施例中，上述硫酸進(jìn)藥管14、雙氧水進(jìn)藥管15、硫酸亞鐵進(jìn)藥管16、原水進(jìn)水管17、污泥回流管18均安裝有調(diào)節(jié)流量的調(diào)節(jié)閥。
[0020]本實(shí)施例中，上述塔體I的外側(cè)焊接出水槽5。
[0021]本實(shí)施例中，上述中心反應(yīng)筒2由支架19、20固定在塔體I上。
[0022]Fenton流化床原理:
[0023]Fenton流化床是利用流化床的方式使Fenton法所產(chǎn)生之三價(jià)鐵大部分得以結(jié)晶或沉淀附著在流化床的填料上，是一項(xiàng)結(jié)合了化學(xué)氧化(Fenton法)、異相化學(xué)氧化(H202/Fenton)、流化床結(jié)晶及Fenton的還原溶解等功能的新技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)將傳統(tǒng)的Fenton氧化法作了大幅度的改良，將鐵離子固定化，又不會(huì)使其失去活性，實(shí)現(xiàn)了催化劑的循環(huán)利用，如此可減少均相Fenton法大量的化學(xué)污泥量。而流化床的方式能夠使負(fù)載催化劑與反應(yīng)液重復(fù)接觸，使催化劑有效比表面積大大增加，提高了傳質(zhì)效率，促進(jìn)了化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行，提高COD去除率。
[0024]由于填料處于流化狀態(tài)，流化床Fenton反應(yīng)器內(nèi)不需要外加動(dòng)力進(jìn)行攪拌，可以減少傳統(tǒng)Fenton反應(yīng)中雙氧水因劇烈攪而動(dòng)造成的無(wú)效分解，降低雙氧水用量；不需要外加動(dòng)力攪拌也可以降低空氣中氧氣對(duì)廢水的復(fù)氧，減少亞鐵的無(wú)效氧化；無(wú)動(dòng)力攪拌，可以降低系統(tǒng)電耗，降低運(yùn)行費(fèi)用。流化床Fenton反應(yīng)器采用特殊結(jié)構(gòu)制作，可以增加各物質(zhì)之間的傳質(zhì)效率，縮短反應(yīng)時(shí)間，從而降低反應(yīng)器容積；相對(duì)于傳統(tǒng)Fenton反應(yīng)的間歇操作，流化床實(shí)行連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水，操作維護(hù)簡(jiǎn)單。
[0025]本實(shí)用新型的工作原理如下:原水從原水進(jìn)水管[17]進(jìn)入到中心反應(yīng)筒[2]，同時(shí)從硫酸、雙氧水、硫酸亞鐵進(jìn)藥管[14、15、16]向中心反應(yīng)筒中加入相應(yīng)藥劑，原水和藥劑在中心反應(yīng)筒中快速混合，進(jìn)入氧化塔塔體[I]內(nèi)?；旌弦号c流化態(tài)的填料[3]充分接觸，發(fā)生非均相Fenton反應(yīng)，出水從出水堰[4]中溢出，進(jìn)入出水槽[5]后，大部分出水進(jìn)入內(nèi)循環(huán)出水口 [9]，經(jīng)循環(huán)泵后從內(nèi)循環(huán)進(jìn)水口 [10]進(jìn)入到濾板[7]下，循環(huán)水經(jīng)濾頭
[6]布水均勻后進(jìn)入氧化塔塔體內(nèi)，強(qiáng)大的水流沖擊使濾料呈流化狀態(tài)。出水槽剩余部分出水從出水管[8]流出，進(jìn)入到后續(xù)的處理單元。后續(xù)的沉淀污泥經(jīng)污泥回流管[18]進(jìn)入中心反應(yīng)筒，達(dá)到循環(huán)利用催化劑的效果。
[0026]本實(shí)用新型的主要用途:
[0027]Fenton流化床可用于對(duì)高濃度難降解有機(jī)廢水的預(yù)處理，改變難降解有機(jī)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，降低其分子量，提高廢水的可生化性，使有機(jī)污染物在后續(xù)的生物處理過(guò)程中得到有效的降解。也可用于有機(jī)廢水的深度處理，保證出水COD達(dá)標(biāo)。
[0028]Fenton流化床預(yù)處理高濃度難降解有機(jī)廢水的典型工藝流程如圖2所示:
[0029]有機(jī)廢水進(jìn)入Fenton流化床,難降解有機(jī)物經(jīng)Fenton反應(yīng)的氧化作用降解為小分子有機(jī)物，部分有機(jī)物進(jìn)一步氧化為二氧化碳和水。流化床出水再進(jìn)入后續(xù)混凝沉淀池進(jìn)行一級(jí)沉淀，以去除大部分有機(jī)物。一沉池出水PH調(diào)至中性后進(jìn)入曝氣生化池、二沉池，進(jìn)一步去除剩余的C0D，二沉池出水進(jìn)入砂濾池，保證濁度達(dá)標(biāo)后排放。一沉池部分污泥回流至Fenton流化床,達(dá)到循環(huán)利用催化劑的效果。
[0030]本實(shí)用新型的處理效果:
[0031]Fenton流化床氧化塔用于合成樹(shù)脂廢水的預(yù)處理,原水COD達(dá)20000mg/l,本項(xiàng)目Fenton流化床氧化塔結(jié)合后續(xù)混凝沉淀單元，出水COD可降至1000 mg/1以下，與傳統(tǒng)Fenton氧化技術(shù)相比，耗藥量及污泥產(chǎn)量均可減少50%以上，大大改善了出水的可生化性，保證了后續(xù)生化工藝的高效運(yùn)行。
【權(quán)利要求】
1.一種流化床氧化塔，其特征在于包括有氧化塔的塔體、中心反應(yīng)筒、濾料、出水堰、出水槽、布水濾頭、濾板、氧化塔出水口、內(nèi)循環(huán)出水口、內(nèi)循環(huán)進(jìn)水口、排空閥、卸料口、入孔、硫酸進(jìn)藥管、雙氧水進(jìn)藥管、硫酸亞鐵進(jìn)藥管、原水進(jìn)水管、污泥回流管，塔體及中心反應(yīng)筒均為筒形，塔體的上方開(kāi)有出水堰，塔體的外側(cè)固定有出水槽，濾料置放于布水濾頭及濾板上，氧化塔出水口位于塔體的上方，內(nèi)循環(huán)出水口位于氧化塔出水口的下方，內(nèi)循環(huán)進(jìn)水口位于塔體的底部，在其連接管道上設(shè)有排空閥，濾板的上方設(shè)有濾料的卸料口及入孔，硫酸進(jìn)藥管、雙氧水進(jìn)藥管、硫酸亞鐵進(jìn)藥管、原水進(jìn)水管、污泥回流管均安裝于塔體上方的中心反應(yīng)筒的入口處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流化床氧化塔，其特征在于上述塔體及中心反應(yīng)筒均為圓柱狀筒形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流化床氧化塔，其特征在于上述硫酸進(jìn)藥管、雙氧水進(jìn)藥管、硫酸亞鐵進(jìn)藥管、原水進(jìn)水管、污泥回流管均安裝有調(diào)節(jié)流量的調(diào)節(jié)閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流化床氧化塔，其特征在于上述塔體的外側(cè)焊接出水槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流化床氧化塔，其特征在于上述中心反應(yīng)筒由支架固定在塔體上。
【文檔編號(hào)】C02F1/72GK203700005SQ201420064418
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年2月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月13日
【發(fā)明者】田永, 盧玲玲, 郭鍵勇 申請(qǐng)人:廣州益方田園環(huán)保股份有限公司