一种非均相芬顿催化氧化反应器及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种非均相芬顿催化氧化反应器，包括有中空的筒体，所述筒体内沿进水方向依次设有原水进水区、混合反应区，所述原水进水区与混合反应区之间设有滤板，所述原水进水区下方设有回流进水区，所述回流进水区与原水进水区之间设有穿孔板，所述回流进水区经穿孔板与原水进水区相连通，所述回流进水区经管路与混合反应区相连通。本发明专利技术进一步提供了一种非均相芬顿催化氧化反应器的使用方法。本发明专利技术提供的一种非均相芬顿催化氧化反应器及其应用，占地面积小，传质效率高，药剂与催化剂利用效率高，产泥量少，自动化程度高，投加量控制精准。

A heterogeneous Fenton Catalytic Oxidation Reactor and its application

【技术实现步骤摘要】
一种非均相芬顿催化氧化反应器及其应用
本专利技术属于难降解有机废水的处理
，涉及一种非均相芬顿催化氧化反应器及其应用。
技术介绍
高级氧化技术是以·OH(羟基自由基)为核心的化学氧化技术，具有反应快速、无选择性的特点，在废水处理领域尤其在难降解有机废水处理领域的应用中，显示出巨大的潜力。目前，高级氧化技术主要包括：光催化氧化、臭氧氧化、湿式氧化和Fenton试剂氧化等。其中，Fenton试剂氧化法具有技术可靠、氧化能力强、反应器形式简单等优点。Fenton试剂氧化法主要以H2O2(氧化剂)和Fe2+(催化剂)为反应试剂，体系中的H2O2经Fe2+催化产生·OH，其氧化电位达到2.8V，是除元素氟之外最强的无机氧化剂，能有效地氧化各种有毒和难降解的有机物。中国专利201110406956.8公开了一种焦化废水深度处理及回用方法，在pH＝3-4条件下，投加0.3-0.6g/L硫酸亚铁、1-2mL/L双氧水(30％)、反应时间30min，可将出水COD降低至100mg/L以下。中国专利201110114504.2公布了一种电芬顿-混凝组合工艺处理焦化废水的方法，在pH＝2-4、电流密度50-300A/m2条件下，双氧水：60-300mg/L，反应时间10-30min，出水再经过滤后其COD、氨氮和色度可以达到国家一级排放要求。中国专利200910024817.1公布了一种基于芬顿反应的高效废水处理工艺，待处理废水的pH值调节到3～5；加入H2O2，混合搅拌；分批次加入FeSO4·7H2O，且每次投加FeSO4·7H2O之前均将待处理水pH值调节到3～5，每次添加完FeSO4·7H2O后搅拌3～10min，解决药剂不足或过量影响处理效果的问题。上述专利均涉及Fenton试剂氧化过程中原水pH值调节、硫酸亚铁和双氧水投加量控制等关键因素，但均未涉及传质效率对废水中有机物的去除率及去除速率的影响。目前，在Fenton氧化废水的实际应用中仍存在如下问题：药剂投加方式及药剂残余问题。传统的药剂投加方式为单点投加，这会因局部浓度过高导致H2O2及·OH发生自我耗损，使得药剂有效反应率降低。另一方面，传统的反应方式一般通过机器混合或固定填料的均相反应器实现药剂与废水的混合与反应，催化氧化反应的传质效率较低。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种非均相芬顿催化氧化反应器及其应用，具有药剂与催化剂利用效率高、反应传质效率高的特点，可应用于难降解有机废水的处理。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术第一方面提供一种非均相芬顿催化氧化反应器，包括有中空的筒体，所述筒体内沿进水方向依次设有原水进水区、混合反应区，所述原水进水区与混合反应区之间设有滤板，所述原水进水区下方设有回流进水区，所述回流进水区与原水进水区之间设有穿孔板，所述回流进水区经穿孔板与原水进水区相连通，所述回流进水区经管路与混合反应区相连通。优选地，所述筒体的顶部开口且底部密闭。优选地，所述筒体呈圆筒形，所述筒体的高径比为3：1～5：1。所述筒体的高径比是指筒体的高度与直径之比。优选地，所述筒体的材质选自不锈钢或混凝土中的任意一种。更优选地，所述不锈钢为316L型不锈钢。优选地，所述原水进水区所在的筒体侧壁上设有进水口、加药口、排气口。更优选地，所述进水口外接有进水管，所述进水管上设有加酸口。更优选地，所述加药口外接有加药管。进一步优选地，所述加药管的材质为304型不锈钢。更优选地，所述进水口位于加药口的下方。更优选地，所述排气口外接有排气管，所述排气管一端与排气口相连通，所述排气管另一端设于所述筒体顶部。进一步优选地，所述排气管位于筒体顶部的一端与筒体内液面顶部之间的垂直距离≥150mm。优选地，所述混合反应区所在的筒体侧壁上设有颗粒投加口、颗粒排放口、取样口、第一排污口、出水口。更优选地，所述颗粒投加口位于所述颗粒排放口的上方。更优选地，所述取样口位于所述颗粒排放口的上方。更优选地，所述取样口沿进水方向由下至上依次设有多个取样口单元。进一步优选地，所述取样口单元由上至下依次包括有第一取样口单元、第二取样口单元、第三取样口单元。进一步优选地，相邻所述取样口单元之间的间隔距离为900-1100mm。最优选地，相邻所述取样口单元之间的间隔距离为1000mm。更优选地，所述第一排污口位于所述颗粒排放口的下方。更优选地，所述出水口位于所述混合反应区内液面顶部所在的筒体侧壁上，所述出水口位于所述颗粒投加口及取样口的上方。所述出水口位于所述混合反应区内液面顶部之下。更优选地，所述出水口外接有出水管，所述出水管上设有回流水接口。进一步优选地，所述回流水接口经管路与回流进水区相连通。优选地，所述混合反应区所在的筒体侧壁上设有第一检修人孔。更优选地，所述第一检修人孔位于所述混合反应区所在的筒体侧壁的下部且位于所述滤板的上方。优选地，所述混合反应区外接有在线pH仪和在线氧化还原电位仪。更优选地，所述在线pH仪配备有pH传感器，所述在线pH仪通过pH传感器与混合反应区内的混合反应液相接触。所述在线pH仪用于测定并显示混合反应区的pH值，用以调节混合反应进行中的酸度。更优选地，所述在线pH仪为市售的在线pH检测仪。更优选地，所述在线氧化还原电位仪配备有氧化还原传感器，所述在线氧化还原电位仪通过氧化还原传感器与混合反应区内的混合反应液相接触。所述在线氧化还原电位仪用于测定并显示混合反应区的氧化还原电位，用以调节混合反应进行中的H2O2的投加量。更优选地，所述在线氧化还原电位仪为市售的在线ORP氧化还原电位仪。优选地，所述滤板上设有至少一个进水滤帽，所述原水进水区经所述进水滤帽与混合反应区相连通。所述进水滤帽为设有止回功能的ABS短柄滤帽。优选地，所述滤板为整体浇筑式ABS滤板。优选地，所述回流进水区所在的筒体侧壁上设有回流进水口、第二排污口。更优选地，所述回流进水口位于第二排污口的上方。所述第二排污口用于排除回流进水中的沉淀。更优选地，所述回流进水口经管路与混合反应区相连通。进一步优选地，所述回流进水口经管路与回流水接口相连通。所述回流进水口的来水为回流水接口的出水。优选地，所述回流进水区所在的筒体侧壁上设有第二检修人孔。更优选地，所述第二检修人孔位于第二排污口的上方。优选地，所述穿孔板上设有多个开孔。更优选地，所述开孔在穿孔板上的开孔比为75-85％。进一步优选地，所述开孔在穿孔板上的开孔比为80％。更优选地，所述开孔的孔径为30-50mm。优选地，所述穿孔板的材质为不锈钢。更优选地，所述穿孔板的材质为304不锈钢。本专利技术第二方面提供上述反应器在非均相芬顿催化氧化反应中的用途。本专利技术第三方面提供一种非均相芬顿催化氧化反应器的使用方法，包括以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非均相芬顿催化氧化反应器，其特征在于，包括有中空的筒体(1)，所述筒体(1)内沿进水方向依次设有原水进水区(A)、混合反应区(B)，所述原水进水区(A)与混合反应区(B)之间设有滤板(2)，所述原水进水区(A)下方设有回流进水区(C)，所述回流进水区(C)与原水进水区(A)之间设有穿孔板(3)，所述回流进水区(C)经穿孔板(3)与原水进水区(A)相连通，所述回流进水区(C)经管路与混合反应区(B)相连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种非均相芬顿催化氧化反应器，其特征在于，包括有中空的筒体(1)，所述筒体(1)内沿进水方向依次设有原水进水区(A)、混合反应区(B)，所述原水进水区(A)与混合反应区(B)之间设有滤板(2)，所述原水进水区(A)下方设有回流进水区(C)，所述回流进水区(C)与原水进水区(A)之间设有穿孔板(3)，所述回流进水区(C)经穿孔板(3)与原水进水区(A)相连通，所述回流进水区(C)经管路与混合反应区(B)相连通。


2.根据权利要求1所述的一种非均相芬顿催化氧化反应器，其特征在于，所述原水进水区(A)所在的筒体(1)侧壁上设有进水口(4)、加药口(5)、排气口(6)；所述进水口(4)外接有进水管，所述进水管上设有加酸口(7)；所述排气口(6)外接有排气管(8)，所述排气管(8)一端与排气口(6)相连通，所述排气管(8)另一端设于所述筒体(1)顶部。


3.根据权利要求1所述的一种非均相芬顿催化氧化反应器，其特征在于，所述混合反应区(B)包括以下条件中任一项或多项：
B1)所述混合反应区(B)所在的筒体(1)侧壁上设有颗粒投加口(9)、颗粒排放口(10)、取样口(11)、第一排污口(12)、出水口(13)；所述取样口(11)沿进水方向由下至上依次设有多个取样口单元；所述出水口(13)外接有出水管，所述出水管上设有回流水接口(14)；
B2)所述混合反应区(B)所在的筒体(1)侧壁上设有第一检修人孔(15)；
B3)所述混合反应区(B)外接有在线pH仪(16)和在线氧化还原电位仪(17)。


4.根据权利要求1所述的一种非均相芬顿催化氧化反应器，其特征在于，所述滤板(2)上设有至少一个进水滤帽(21)，所述原水进水区(A)经所述进水滤帽(21)与混合反应区(B)相连通；所述穿孔板(3)上设有多个开孔(31)。


5.根据权利要求1所述的一种非均相芬顿催化氧化反应器，其特征在于，所述回流进水区(C)包括以下条件中任一项或多项：
C1)所述回流进水区(C)所在的筒体(1)侧壁上设有回流进水口(18)、第二排污口(19)；
C2)所述回流进水区(C)所在的筒体(1)侧壁上设有第二检修人孔(20)。


6.根据权利要求1-5任一所述的一种反应器在非均相芬顿催化氧化反...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘霞，阮燕霞，邹平，
申请(专利权)人：上海中耀环保实业有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31