高级氧化反应器和有毒难降解废水处理装置及处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于有毒难降解废水处理领域，提供了两种结构形式的高级氧化反应器以及两种结构形式的有毒难降解废水处理装置，所述有毒难降解废水处理装置由三级反应器耦合为一体。本发明专利技术还提供了有毒难降解废水处理方法，该方法通过向所述废水处理装置的第一级反应器中加入过硫酸盐和微米级微电解材料，向第二级反应器中加入双氧水和过硫酸盐，向第三级反应器中加入微米级微电解材料后，三级反应器中有效耦合了类芬顿反应、芬顿反应、活化过硫酸盐氧化反应，该方法能强化废水处理效果、提高废水处理效果，还能降低废水处理成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有毒难降解废水处理领域，特别涉及高级氧化反应器、有毒难降解废水处理装置以及有毒难降解废水处理方法。
技术介绍
目前，主要采用类芬顿反应、芬顿反应以及新型的活化过硫酸盐氧化法等高级氧化技术对有毒难降解废水进行预处理或深度处理。类芬顿反应是指零价铁或铁基多金属材料在有氧条件下，将O2还原成H2O2，然后在Fe2+的催化作用下，原位产生强氧化性的羟基自由基(·OH)，其反应方程如式(1)～(2)所示；芬顿反应是指H2O2在Fe2+的催化作用下，产生具有强氧化性的·OH，其反应方程如式(3)所示；活化过硫酸盐氧化法是利用零价铁、铁离子、亚铁离子，以及加热、紫外照射等方法活化过硫酸盐产生具有强氧化性的硫酸根自由基(SO4·-)，利用Fe2+活化过硫酸盐的反应方程式如式(4)所示。类芬顿、芬顿、活化过硫酸盐反应过程中产生的·OH和SO4·-可非选择性地快速矿化有毒难降解污染物，或者将有毒难降解污染物分解转化为易生化处理的小分子物质，提高废水的可生化性。Fe0+O2+2H+→H2O2+Fe2+ (1)Fe2++H2O2→·OH+Fe3++OH- (2)Fe2++H2O2+H+→Fe3++H2O+·OH (3)现有的类芬顿反应器主要为固定床形式，固定床形式的类芬顿反应器存在着填料容易板结钝化和反应器内质传递效率较低的问题。为了解决填料板结问题，CN101979330B公开了滚筒式微电解反应装置，CN102276018B公开了浸没式铁碳微电解反应器，通过转动整个反应器或填料转鼓使填料处于翻滚运动状态以防止填料板结钝化。CN104876319A公开了类芬顿反应器，通过搅拌和废水回流的方式流化圆筒形反应罐中的填料来防止填料发生板结钝化。采用上述装置处理废水仍然存在以下不足：(1)转动反应器或填料转鼓所需的能耗高，导致运行成本过高；(2)虽然转动可使填料翻转，但无法使填料在整个反应器内处于完全流化状态，传质效率有限，不利于废水处理效率的提高；(3)由于反应罐呈圆筒状，机械搅拌和废水回流的方式难以使填料充分流化，填料容易在反应罐底部四周聚集，不利于废水处理效率的提高，而且机械搅拌的能耗高，会增加运行成本。CN105253983A和CN105198067A分别公开了零价铁-铜双金属、零价铁-镍双金属活化过硫酸盐的水处理方法，向废水中投加零价铁-铜双金属、零价铁-镍双金属，再加过硫酸盐，充分混合，即完成过硫酸盐的活化和废水中污染物的去除。虽然上述方法通过向零价铁中掺杂铜或镍作为催化剂，可加快体系中的电子转移效率，增加SO4·-的产生量，但上述方法只是单独的过硫酸盐氧化法，单独使用活化过硫酸盐氧化法难以有效分解废水中的高浓度污染物，并且需要消耗较多过硫酸盐，而过硫酸盐的成本较为高昂，过多的使用过硫酸盐不但会增加废水处理成本而且会导致出水盐度显著增加，增加后续处理难度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供高级氧化反应器和有毒难降解废水处理装置及处理方法，以提高废水的处理效率、强化废水处理效果和降低废水处理成本。本专利技术提供了两种结构形式的高级氧化反应器、两种结构形式的有毒难降解废水处理装置以及两种有毒难降解废水处理方法，它们属于一个总的专利技术构思。本专利技术提供的第一种结构形式的高级氧化反应器，包括反应罐、回流泵、回流管、安装在反应罐内的曝气件、第一加药管和导流板，所述反应罐由小端封闭、大端开放的圆锥台筒体和圆筒体组成，圆锥台筒体大端的内径与圆筒体的内径相等，圆锥台筒体的大端与圆筒体的下端衔接，所述圆筒体的侧壁设有进水口和循环水出口，所述圆锥台筒体的侧壁设有出水口和循环水进口，循环水进口位于圆锥台筒体的侧壁下部，出水口位于循环水进口上方，圆锥台筒体的小端端部设有带阀门的排空管，所述循环水进口为1～3个，各循环水进口均匀分布在圆锥台筒体的同一高度位置且各循环水进口的中心线分别与各循环水进口所在位置的圆锥台筒体切线的夹角为0°～60°；所述导流板呈螺旋形，固定在圆锥台筒体的内壁上，导流板的一端位于圆锥台筒体内壁的上端、另一端位于圆锥台筒体内壁的下端；所述回流管的一端与循环水出口连接，当循环水进口为1个时，回流管的另一端直接与循环水进口连接，当循环水进口为2个或3个时，回流管的另一端通过支管分别与各循环水进口连接，回流泵设置在回流管的管路上。在使用上述第一种结构形式的高级氧化反应器进行废水处理时，会向该反应器的反应罐中加入微米级微电解材料，在完成废水处理后进行出水时，需要先静置反应器至微米级微电解材料沉降至反应器的反应罐底部后再出水，为了避免出水时微米级微电解材料随水流从出水口排出，所述出水口的中心线与沉降后形成的微米级微电解材料层上表面的垂直距离至少应为10cm以上，通常，所述出水口的中心线与圆锥台筒体的小端端部的垂直距至少为20cm。本专利技术提供的第二种结构形式的高级氧化反应器，包括反应罐、回流泵、回流管、安装在反应罐内的曝气件、第一加药管、导流板、出水堰和环形挡板，所述反应罐由小端封闭、大端开放的圆锥台筒体和圆筒体组成，圆锥台筒体大端的内径与圆筒体的内径相等，圆锥台筒体的大端与圆筒体的下端衔接，所述圆筒体的侧壁设有循环水出口，所述圆锥台筒体的侧壁设有进水口和循环水进口，循环水进口位于圆锥台筒体的侧壁下部，圆锥台筒体的小端端部设有带阀门的排空管，所述循环水进口为1～3个，各循环水进口均匀分布在圆锥台筒体的同一高度位置且各循环水进口的中心线分别与各循环水进口所在位置的圆锥台筒体切线的夹角为0°～60°；所述出水堰设置在圆筒体上端端部的外侧，环形挡板通过支撑杆安装在圆筒体上端端部的内侧，出水堰上设有出水口；所述导流板呈螺旋形，固定在圆锥台筒体的内壁上，导流板的一端位于圆锥台筒体内壁的上端、另一端位于圆锥台筒体内侧壁的下端；所述回流管的一端与循环水出口连接，当循环水进口为1个时，回流管的另一端直接与循环水进口连接，当循环水进口为2个或3个时，回流管的另一端通过支管分别与各循环水进口连接，回流泵设置在回流管的管路上。上述两种结构形式的高级氧化反应器中，所述反应罐的圆锥台筒体的大端与小端的内径之比为(3～10):1，圆锥台筒体的高度与小端内径之比为(3～10):1。上述两种结构形式的高级氧化反应器中，所述反应罐的圆筒体的作用是增加整个反应罐的蓄水容量，从而增加反应器的废水处理量，通常，所述圆筒体的高度不超过圆锥台筒体高度的0.5倍。上述两种结构形式的高级氧化反应器中，圆锥台筒体、导流板以及回流泵、回流管、循环水出口和循环水进口形成的废水回流结构有利于废水在反应罐中形成旋流，当向反应罐中添加微米级微电解材料进行废水处理时，可将微米级微电解材料稳定、充分地流化，以在节能的前提下有效提高废水中各种物质在液相和微米级微电解材料表面间的传质效率。基于上述作用，当圆锥台筒体的侧壁上设置2个或3个循环水进口时，各循环水进口的设置方向确定原则为：各循环水进口的设置方向应保证经回流泵循环回反应罐的圆锥台筒体中的废水能在反应罐中形成稳定的旋流。本专利技术提供的第一种结构形式的有毒难降解废水处理装置，包括调节池、第一级反应器、第二级反应器和第三级反应器，所述第一级反应器和第三级反应器均为上述第一种结构的形式的高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高级氧化反应器，包括反应罐(1)、回流泵(4)、回流管(5)、安装在反应罐内的曝气件和第一加药管(3)，其特征在于还包括导流板(6)，所述反应罐(1)由小端封闭、大端开放的圆锥台筒体(1‑1)和圆筒体(1‑2)组成，圆锥台筒体大端的内径与圆筒体的内径相等，圆锥台筒体(1‑1)的大端与圆筒体(1‑1)的下端衔接，所述圆筒体(1‑2)的侧壁设有进水口(1‑3)和循环水出口(1‑4)，所述圆锥台筒体(1‑1)的侧壁设有出水口(1‑5)和循环水进口(1‑6)，循环水进口(1‑6)位于圆锥台筒体的侧壁下部，出水口(1‑5)位于循环水进口(1‑6)上方，圆锥台筒体的小端端部设有带阀门的排空管(1‑7)，所述循环水进口(1‑6)为1～3个，各循环水进口均匀分布在圆锥台筒体的同一高度位置且各循环水进口的中心线分别与各循环水进口所在位置的圆锥台筒体切线的夹角(α)为0°～60°；所述导流板(6)呈螺旋形，固定在圆锥台筒体(1‑1)的内壁上，导流板的一端位于圆锥台筒体内壁的上端、另一端位于圆锥台筒体内壁的下端；所述回流管(5)的一端与循环水出口(1‑4)连接，当循环水进口(1‑6)为1个时，回流管的另一端直接与循环水进口(1‑6)连接，当循环水进口(1‑6)为2个或3个时，回流管的另一端通过支管分别与各循环水进口(1‑6)连接，回流泵(4)设置在回流管(5)的管路上。...

【技术特征摘要】
1.一种高级氧化反应器，包括反应罐(1)、回流泵(4)、回流管(5)、安装在反应罐内的曝气件和第一加药管(3)，其特征在于还包括导流板(6)，所述反应罐(1)由小端封闭、大端开放的圆锥台筒体(1-1)和圆筒体(1-2)组成，圆锥台筒体大端的内径与圆筒体的内径相等，圆锥台筒体(1-1)的大端与圆筒体(1-1)的下端衔接，所述圆筒体(1-2)的侧壁设有进水口(1-3)和循环水出口(1-4)，所述圆锥台筒体(1-1)的侧壁设有出水口(1-5)和循环水进口(1-6)，循环水进口(1-6)位于圆锥台筒体的侧壁下部，出水口(1-5)位于循环水进口(1-6)上方，圆锥台筒体的小端端部设有带阀门的排空管(1-7)，所述循环水进口(1-6)为1～3个，各循环水进口均匀分布在圆锥台筒体的同一高度位置且各循环水进口的中心线分别与各循环水进口所在位置的圆锥台筒体切线的夹角(α)为0°～60°；所述导流板(6)呈螺旋形，固定在圆锥台筒体(1-1)的内壁上，导流板的一端位于圆锥台筒体内壁的上端、另一端位于圆锥台筒体内壁的下端；所述回流管(5)的一端与循环水出口(1-4)连接，当循环水进口(1-6)为1个时，回流管的另一端直接与循环水进口(1-6)连接，当循环水进口(1-6)为2个或3个时，回流管的另一端通过支管分别与各循环水进口(1-6)连接，回流泵(4)设置在回流管(5)的管路上。2.一种高级氧化反应器，包括反应罐(1)、回流泵(4)、回流管(5)、安装在反应罐内的曝气件和第一加药管(3)，其特征在于还包括导流板(6)、出水堰(7)和环形挡板(8)，所述反应罐(1)由小端封闭、大端开放的圆锥台筒体(1-1)和圆筒体(1-2)组成，圆锥台筒体大端的内径与圆筒体的内径相等，圆锥台筒体(1-1)的大端与圆筒体(1-1)的下端衔接，所述圆筒体(1-2)的侧壁设有循环水出口(1-4)，所述圆锥台筒体(1-1)的侧壁设有进水口(1-3)和循环水进口(1-6)，循环水进口(1-6)位于圆锥台筒体的侧壁下部，圆锥台筒体的小端端部设有带阀门的排空管(1-7)，所述循环水进口(1-6)为1～3个，各循环水进口均匀分布在圆锥台筒体的同一高度位置且各循环水进口的中心线分别与各循环水进口所在位置的圆锥台筒体切线的夹角(α)为0°～60°；所述出水堰(7)设置在圆筒体(1-2)上端端部的外侧，环形挡板(8)通过支撑杆(9)安装在圆筒体上端端部的内侧，出水堰(7)上设有出水口(1-5)；所述导流板(6)呈螺旋形，固定在圆锥台筒体(1-1)的内壁上，导流板的一端位于圆锥台筒体内壁的上端、另一端位于圆锥台筒体内侧壁的下端；所述回流管(5)的一端与循环水出口(1-4)连接，当循环水进口(1-6)为1个时，回流管的另一端直接与循环水进口(1-6)连接，当循环水进口(1-6)为2个或3个时，回流管的另一端通过支管分别与各循环水进口(1-6)连接，回流泵(4)设置在回流管(5)的管路上。3.根据权利要求1或2所述高级氧化反应器，其特征在于所述反应罐的圆锥台筒体(1-1)的大端与小端的内径之比为(3～10):1，圆锥台筒体的高度与小端内径之比为(3～10):1。4.一种有毒难降解废水处理装置，其特征在于包括调节池(10)、第一级反应器(11)、第二级反应器(12)和第三级反应器(13)，所述第一级反应器(11)和第三级反应器(13)均为权利要求1所述的高级氧化反应器，所述调节池(10)包括池体(10-1)及安装在池体内的第二加药管(10-2)，所述第二级反应器(12)包括反应器壳体(12-1)及安装在反应器壳体内的搅拌器(12-2)和第三加药管(12-5)，反应器壳体(12-1)为下端封闭的圆筒体，反应器壳体(12-1)的侧壁上部设有废水进口(12-3)、下部设有废水出口(12-4)，所述调节池(10)通过管件和水泵(14)与第一级反应器(11)的进水口连接，第一级反应器(11)的出水口通过管件与第二级反应器(12)的废水进口连接，第二级反应器(12)的废水出口通过管件与第三级反应器(13)的进水口连接；连接第一级反应器的出水口和第二级反应器的废水进口的管件上设有第一控制阀(15-1)，连接第二级反应器的废水出口与第三级反应器的进水口(1-3)的管件上设有第二控制阀(15-2)，第三级反应器的出水口与出水管(16)连接，该出水管(16)上设有第三控制阀(15-3)，所述第一级反应器、第二级反应器和第三级反应器分别安装在第一支架(17)、第二支架(18)和第三支架(19)上，第一支架(17)、第二支...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖波，袁月，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51