两级多相芬顿流化床系统技术方案

本实用新型专利技术提供两级多相芬顿流化床系统，其包括：一级、二级反应器及双氧水、硫酸亚铁、氢氧化钠投加装置；一级反应器或二级反应器：内部底方设布水器，布水器下方为配水区，配水区设进水口及循环水出口；布水器上方为形成流化床层的空腔，反应器顶部周边设收水堰，收水堰下方为固液分离区，其与空腔之间设收水管；侧壁上设加药口、出水口及循环水入口；循环水出入口通过管路连接到循环泵出入口；双氧水、硫酸亚铁投加装置与一级反应器相连，氢氧化钠投加装置与二级反应器相连；一级反应器的出水口通过管路与二级反应器的进水口相连。该系统结构简单，反应器结构简单，既为化学结晶创造了适宜的流体动力学条件，又维修方便，适合工业化应用。

【技术实现步骤摘要】
两级多相芬顿流化床系统
本技术涉及两级多相芬顿流化床系统，属于废水处理领域。
技术介绍
芬顿流化床应用于难生化降解废水的深度处理阶段。针对不断提高的废水排放标准，对于难生化降解的废水，必须利用高级氧化技术进一步去除废水中的COD、色度等。芬顿流化床通过外加的H2O2氧化剂与硫酸亚铁，即所谓的Fenton试剂，两者在适当的pH下反应产生氢氧自由基(OH·)，利用氢氧自由基的高氧化能力与废水中的有机物反应，可分解氧化为H2O和CO2，将废水中难生化降解的COD进行氧化分解。现有芬顿流化床加药量大、污泥量也大，产生大量二次污染，没有循环系统，接触不充分，处理效果差，并且一般需要特殊的载体覆膜，铁盐不能结晶回收，针对上述问题，本领域亟需开发一种低耗药量、低能耗、自结晶的流化床技术及系统。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种两级多相芬顿流化床系统，该系统为耗药量低，能耗低的自结晶的流化床系统，其无需添加载体或晶核，并可回收高纯度铁盐。为此，本技术提供一种两级多相芬顿流化床系统，该系统包括：一级反应器、二级反应器、双氧水投加装置、硫酸亚铁投加装置及氢氧化钠投加装置；所述一级反应器或二级反应器各自独立地：内部底方设有布水器，所述布水器下部为配水区，所述配水区的反应器筒体侧壁上设有进水口及循环水出口；所述布水器上方为用于形成流化床层的空腔，反应器顶部周边设有收水堰，所述收水堰下方为固液分离区，所述固液分离区与所述用于形成流化床层的空腔之间设有收水管；所述布水器上方的反应器筒体侧壁上设有加药口、出水口及循环水入口，所述出水口位于所述收水堰的堰口；所述收水管与所述循环水入口相连，所述循环水入口通过管路连接到循环泵的入口，所述循环水出口通过管路连接在该循环泵的出口；所述双氧水投加装置及所述硫酸亚铁投加装置通过管路分别与所述一级反应器的独立的加药口相连，所述氢氧化钠投加装置通过管路与所述二级反应器的加药口相连；所述一级反应器的出水口通过管路与所述二级反应器的进水口相连。本技术一级反应器或二级反应器中的布水器用以保证布水均匀，收水管用以保证收水均匀，二者对形成结晶流化床的必要水力条件至关重要，对结晶所需的稳定流态起到重要作用。本技术一级反应器或二级反应器的筒体侧壁上方的循环水入口、出口以及循环泵通过相应的管路形成循环水系统(循环泵及出水管路、回水管路)，用于形成反应器内较高的上升流速，并为“大批结晶”提供适宜的流态。根据本技术的具体实施方式，在所述的两级多相芬顿流化床系统中，所述收水管为环状收水管。该种设置能不影响检修情况下能达到最佳的收水效果，防止水体紊流。根据本技术的具体实施方式，在所述的两级多相芬顿流化床系统中，所述系统还包括酸洗装置，所述一级反应器或二级反应器各自独立地在所述布水器上方的反应器筒体侧壁上还设有酸洗进药口，所述酸洗装置通过管路与所述一级反应器和/或二级反应器的酸洗进药口相连。该附加件构成酸洗循环系统(循环泵及出水管路、回水管路)，用于在反应器停止运行后，专门针对布水器进行酸洗清洗。根据本技术的具体实施方式，在所述的两级多相芬顿流化床系统中，所述进水口位于所述循环水出口上方，所述加药口位于所述进水口上方，所述循环水入口位于所述加药口上方，所述出水口位于所述循环水入口上方。优选地，所述加药口位于反应器筒体中部。根据本技术的具体实施方式，在所述的两级多相芬顿流化床系统中，所述一级反应器或二级反应器各自独立地在所述布水器上方的反应器筒体侧壁上还设有排渣口。根据本技术的具体实施方式，在所述的两级多相芬顿流化床系统中，所述系统还包括一级物料池及二级物料池，所述一级反应器的排渣口通过管路与所述一级物料池相连，所述二级反应器的排渣口通过管路与所述二级物料池相连。根据本技术的具体实施方式，在所述的两级多相芬顿流化床系统中，所述一级反应器或二级反应器各自独立地在所述布水器上方的反应器筒体侧壁上还设有取样口，所述取样口与取样管连接。根据本技术的具体实施方式，在所述的两级多相芬顿流化床系统中，与取样管相连的取样口为3～4个，其在垂直方向上均布在所述循环水入口与所述布水器之间。设置取样口及取样管的目的在于用于取样观察水样中的颗粒含量，以此确定流化床层高度。根据本技术的具体实施方式，在所述的两级多相芬顿流化床系统中，所述一级反应器或二级反应器各自独立地在所述固液分离区增设可拆卸的斜管填料。增设可拆卸的斜管填料可以强化固液分离效果。根据本技术的具体实施方式，在所述的两级多相芬顿流化床系统中，所述一级反应器的进水口与进水管相连接，所述进水管上设置泵。本技术上述技术特征可相互组合，以达到更佳的技术效果。作为优选的方式，本技术系统包括以上全部的结构和/或构造方面的技术特征。应用该系统的处理难降解废水的方法包括反应器的启动、反应器的运行、反应器的停止三个阶段：(1)反应器的启动阶段：在启动阶段，不以结晶为目的，而是以水中构晶离子同时大量形成晶形沉淀、晶体生长、形成晶体颗粒流化床为目标，需回流至原水池，重新参与反应；首先将原水按水力停留时间计算出的最小流量注入反应器，至反应器内液位淹没循环系统出水管，然后启动回流水循环系统，使反应器内废水上升流速达到最小设计上升流速，同时按最大[H2O2]/[COD]比和[Fe3+]/[COD]投加药剂至反应器内；在反应器内循环流动过程中，充分反应，降解有机物；反应器内发生如下反应过程：在反应器内循环流动过程中，药剂与原水充分混合，结晶物质形成过饱和溶液，在一级反应器(固液两相流化床反应器)中，水力搅拌使得水流处于强烈的湍流状态，固液两相接触界面不断更新，两相间速度差较大，强化了两相间的传质作用，反应器内同时生成大量晶体沉淀；在水力剪切作用下，已生成的铁盐细小晶体粒子并不会彼此聚集成大颗粒，而是水溶液本体中的结晶物质稳定地向细小的铁盐晶体表面扩散、移动，继而以某种方式嵌入晶格，从而使单个晶体粒径增大，并形成均匀且致密的结晶颗粒；随着时间的延长，反应器底部就形成了一定高度的流化态颗粒床层，此时启动阶段完成。(2)反应器的运行阶段：在运行阶段，晶体颗粒流化床已形成，根据出水COD调整各级反应器的运行参数，反应器出水达标排放。步骤i：原水和一级反应器回流水从一级反应器底部进入配水区混合，通过布水器均匀布水后，以一定的上升流速均匀上升至一级反应器空腔中，双氧水和硫酸亚铁也以一定的[H2O2]/[COD]比和[Fe3+]/[COD]比注入于此；在一级反应器空腔内，源源不断进入的原水和双氧水和硫酸亚铁形成过饱和溶液，在流化床反应器的特定水力条件下，构晶离子“大批结晶”，并生长成一定粒径的晶体颗粒，反应器空腔内部逐渐形成流化态的结晶颗粒床层，原水自下而上通过流化床层的过程中，原水中的COD得以从水中去除；原水进一步上升至固液分离区，晶体颗粒在重力或泥水分离器的作用下保留在反应器中，上清液经由顶部收水堰收集，自流进入二级反应器底部配水区；步骤ii：一级出水与二级反应器回流水在二级反应器配水区混合，通过布水器均匀布水后，以一定的上升流速均匀上升至二级反应器空腔内部，氢氧化钠也以一定的[OH-]/[Fe3+]比注入于此；在二级反应器空腔内，源源不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两级多相芬顿流化床系统，其特征在于：该系统包括：一级反应器、二级反应器、双氧水投加装置、硫酸亚铁投加装置及氢氧化钠投加装置；所述一级反应器或二级反应器各自独立地：内部底方设有布水器，所述布水器下部为配水区，所述配水区的反应器筒体侧壁上设有进水口及循环水出口；所述布水器上方为用于形成流化床层的空腔，反应器顶部周边设有收水堰，所述收水堰下方为固液分离区，所述固液分离区与所述用于形成流化床层的空腔之间设有收水管；所述布水器上方的反应器筒体侧壁上设有加药口、出水口及循环水入口，所述出水口位于所述收水堰的堰口；所述收水管与所述循环水入口相连，所述循环水入口通过管路连接到循环泵的入口，所述循环水出口通过管路连接在该循环泵的出口；所述双氧水投加装置及所述硫酸亚铁投加装置通过管路分别与所述一级反应器的独立的加药口相连，所述氢氧化钠投加装置通过管路与所述二级反应器的加药口相连；所述一级反应器的出水口通过管路与所述二级反应器的进水口相连。

【技术特征摘要】
1.一种两级多相芬顿流化床系统，其特征在于：该系统包括：一级反应器、二级反应器、双氧水投加装置、硫酸亚铁投加装置及氢氧化钠投加装置；所述一级反应器或二级反应器各自独立地：内部底方设有布水器，所述布水器下部为配水区，所述配水区的反应器筒体侧壁上设有进水口及循环水出口；所述布水器上方为用于形成流化床层的空腔，反应器顶部周边设有收水堰，所述收水堰下方为固液分离区，所述固液分离区与所述用于形成流化床层的空腔之间设有收水管；所述布水器上方的反应器筒体侧壁上设有加药口、出水口及循环水入口，所述出水口位于所述收水堰的堰口；所述收水管与所述循环水入口相连，所述循环水入口通过管路连接到循环泵的入口，所述循环水出口通过管路连接在该循环泵的出口；所述双氧水投加装置及所述硫酸亚铁投加装置通过管路分别与所述一级反应器的独立的加药口相连，所述氢氧化钠投加装置通过管路与所述二级反应器的加药口相连；所述一级反应器的出水口通过管路与所述二级反应器的进水口相连。2.根据权利要求1所述的两级多相芬顿流化床系统，其特征在于：所述收水管为环状收水管。3.根据权利要求1所述的两级多相芬顿流化床系统，其特征在于：所述系统还包括酸洗装置，所述一级反应器或二级反应器各自独立地在所述布水器上方的反应器筒体侧壁上还设有酸洗进药口，所述酸洗装置通过管路与所述一级反应器和/或二级...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂水源，梁思懿，
申请(专利权)人：中冶京诚工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11