一种原位活化固定床非均相催化剂反应器制造技术

本发明专利技术公开一种原位活化固定床非均相催化剂反应器，属于废水处理技术领域。本发明专利技术的反应器包括催化反应区，催化反应区内沿反应器高度方向非等距布置至少一列固定床催化剂，在固定床催化剂底部设置曝气装置，在固定床催化剂周向设置若干个角度可调节且尺寸互补的喷头，喷头与曝气装置交替运行，喷头喷射水流在固定床催化剂表面形成剪切夹角，并通过喷头向固定床催化剂的上下表面分别喷射水流，使反应器内形成与反应器水平面呈一定夹角的旋流面。本发明专利技术克服现有催化剂中毒、废水处理效果不佳的不足，可有效去除破坏催化剂表面的气泡及胶体物质，喷头与曝气装置交替运行，可实现较好的催化剂再生、抗污染效果，大幅降低循环水泵的动力消耗和成本。的动力消耗和成本。的动力消耗和成本。

【技术实现步骤摘要】
一种原位活化固定床非均相催化剂反应器


[0001]本专利技术属于废水处理
，更具体地说，涉及一种原位活化固定床非均相催化剂反应器。

技术介绍

[0002]在废水处理过程中，为了提高废水中污染物的去除效果和效率，常常采用催化剂，降低反应的活化能，进而提高降解效果。在废水处理中应用的催化剂多种多样，其中非均相催化占有很大的比例。市场上的废水处理的非均相催化剂有臭氧催化剂、类芬顿催化剂、铁碳催化剂等，根据废水处理工艺的不同，催化剂的组分也有很大的差距。一般情况，催化剂主要由载体和负载金属组成，载体主要有活性炭、陶粒、陶瓷、纤维等成分，负载的金属主要有铁、铝、铜、铂、钒、铈等一种或者多种金属组成，根据废水中污染物的水质特点，可配制出专用的高效催化剂，催化剂在废水处理中起着重要作用。
[0003]采用固体催化剂的反应器也分为固定床反应器和流化床反应器。固定床反应器指在反应器内装填颗粒状固体催化剂或固体反应物，形成一定高度的堆积床层，气体或液体物料通过颗粒间隙流过静止固定床层的同时，实现非均相反应过程。即，在反应过程中装填的颗粒固体不随着废水的流动而发生位移。流化床反应器与固体床反应器相反，流化床反应器中，装填的固体颗粒随着废水的流动呈流动状态。在常规的废水处理中，根据处理工艺、不同的应用场景，选择相应形态的反应器。
[0004]固定床反应器是研究的比较充分的一种多相反应器，由于其具有返混小、催化剂机械损耗小、结构简单等优势，应用较为广泛。但是现有的固定床非均相催化剂反应器仍然存在如下几个问题：
[0005]1、容易出现催化剂的不可逆中毒，导致催化剂损坏失效。在废水中污染组份复杂，尤其是废水中含有硫化物的情况下，废水的硫化物极易与催化剂上负载的金属元素上的孤对电子结合，导致有效的催化剂成分失去催化活性，进而造成催化剂的中毒、失效，废水处理效果变差。
[0006]2、催化剂表面易被气泡、胶体附着，导致反应效率降低。常规的固定床非均相催化反应器中，为了节约动力消耗，常采用曝气的方式进行搅拌，但是在搅拌过程中的微小气泡会附着在催化剂表面，导致废水与催化剂的接触面积显著下降，催化效果变差。同时，在以高价铁为催化剂负载的金属时，游离的铁离子会与废水中的OH
‑
形成胶体物质，并附着在催化剂表面，导致催化效果变差，反应效率降低。
[0007]3、催化剂填料不易更换。固定床式的反应器中，装填的固体催化剂固定的反应器的某一位置不能移动，这就导致了催化效率降低后很难再生，中毒、失效的催化剂很难更换，而催化剂再生时则需要停止进水，且会产生大量的催化剂再生废液，导致废水处理成本增加。
[0008]公开号为CN1781606A的中国专利文献公开了一种废水的处理方法以及催化剂洗涤再生的方法，其催化剂再生的方法是采用酸性溶液或者碱性溶液或者/酸溶溶液一次洗
涤，在洗涤过程中通入10Nm3/hr以上比例的空气，在常温以上的温度下使催化剂和洗涤液接触。该专利文献在进行催化剂再生时，反应器需要停止进水，并添加大量的化学药剂(酸、碱)清洗，产生的催化剂清洗液需要进一步处理后才能排放，导致废水处理成本大幅度升高。
[0009]公开号为CN109081474A的中国专利文献公开了一种类芬顿反应器及处理垃圾渗滤液MBR出水的方法，其将催化剂负载板通过负载板锁定机构固定在两组桨叶之间，用于负载表面具有活性氧化物的非均相催化剂，搅拌装置的搅拌器具有一旋转轴和两组桨叶，旋转轴伸入圆柱形筒体内并位于中心，两组桨叶分别位于圆柱形筒体的上部和下部。在该专利中的搅拌装置主要作用是实现废水搅拌，增加与催化剂的接触效率，但是其搅拌装置长时间运行催化效果会变差，甚至需要更换催化剂填料。
[0010]因此，亟需一种原位活化固定床非均相催化剂反应器，以解决上述问题。

技术实现思路

[0011]1.专利技术要解决的技术问题
[0012]本专利技术克服现有的固定床非均相催化剂反应存在的易发生催化剂中毒、废水处理效果不佳的不足，提供一种原位活化固定床非均相催化剂反应器，可有效的去除破坏催化剂表面的气泡及胶体物质，喷头与曝气装置交替运行，不仅可实现较好的催化剂再生、抗污染效果，还可以大幅降低循环水泵的动力消耗，进而降低成本。
[0013]2.技术方案
[0014]为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：
[0015]本专利技术的一种原位活化固定床非均相催化剂反应器，用于对废水进行处理，反应器包括催化反应区，催化反应区内沿反应器高度方向非等距布置至少一列固定床催化剂，在固定床催化剂底部设置曝气装置，在固定床催化剂周向设置若干个角度可调节且尺寸互补的喷头，喷头与曝气装置交替运行，喷头喷射水流在固定床催化剂表面形成剪切夹角，并通过喷头向固定床催化剂的上下表面分别喷射水流，使反应器内形成与反应器水平面呈一定夹角的旋流面。
[0016]作为本专利技术更进一步的改进，固定床催化剂呈层状布置，且不同层固定床催化剂之间的层间距在反应器高度方向由下至上逐渐减小。
[0017]作为本专利技术更进一步的改进，喷头喷嘴直径在反应器高度方向由下至上逐渐增大。
[0018]作为本专利技术更进一步的改进，反应器底部两层固定床催化剂层间距为1/4～1/8反应器高度；反应器顶部的两层固定床催化剂层间距为1/10～1/20反应器高度。
[0019]作为本专利技术更进一步的改进，反应器底部喷射固定床催化剂上下表面的喷头喷嘴直径为2～4mm；反应器顶部喷射固定床催化剂上下表面的喷头喷嘴直径为6～8mm。
[0020]曝气装置产生的气泡在上升过程中体积逐渐变大，而小气泡的剪切破坏难度较大，而大气泡则更容易破坏。因此，通过优化催化剂层间距及喷头喷嘴的直径大小，可在相同工作压力下对催化剂表面附着的气泡具有更好的剪切破坏效果，同时也在保证催化剂的传质效果的前提下，降低了功率消耗，进而降低了运行成本。
[0021]作为本专利技术更进一步的改进，喷头喷嘴喷射水流角度可调节，所喷射水流与固定
床催化剂表面形成30
°
～60
°
的剪切夹角。
[0022]作为本专利技术更进一步的改进，曝气装置与喷头交替运行时间为：1。
[0023]作为本专利技术更进一步的改进，反应器被分隔为预氧化区和催化反应区，预氧化区设置在催化反应区之前，废水在预氧化区中氧化处理后通过自流的方式进入催化反应区。
[0024]作为本专利技术更进一步的改进，预氧化区中氧化方式为投加氧化剂、曝气、出水回流方式中的一种或者组合；氧化剂为双氧水、臭氧、次氯酸钠、三价铁中的一种或者组合。
[0025]作为本专利技术更进一步的改进，喷头与循环泵连接，循环泵连通外接循环水箱，外接循环水箱中的水源为反应器出水。
[0026]3.有益效果
[0027]采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：
[0028](1)本专利技术的一种原位活化固定床非均相催化剂反应器，反应器被分隔为预氧化区和催化反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原位活化固定床非均相催化剂反应器，用于对废水进行处理，其特征在于：所述反应器包括催化反应区(2)，所述催化反应区(2)内沿所述反应器高度方向非等距布置至少一列固定床催化剂(3)，在所述固定床催化剂(3)底部设置曝气装置(4)，在所述固定床催化剂(3)周向设置若干个角度可调节且尺寸互补的喷头(5)，所述喷头(5)与所述曝气装置(4)交替运行，所述喷头(5)喷射水流在所述固定床催化剂(3)表面形成剪切夹角，并通过喷头(5)向固定床催化剂(3)的上下表面分别喷射水流，使反应器内形成与反应器水平面呈一定夹角的旋流面。2.根据权利要求1所述的一种原位活化固定床非均相催化剂反应器，其特征在于：所述固定床催化剂(3)呈层状布置，且不同层固定床催化剂(3)之间的层间距在所述反应器高度方向由下至上逐渐减小。3.根据权利要求2所述的一种原位活化固定床非均相催化剂反应器，其特征在于：所述喷头(5)喷嘴直径在所述反应器高度方向由下至上逐渐增大。4.根据权利要求3所述的一种原位活化固定床非均相催化剂反应器，其特征在于：反应器底部两层固定床催化剂(3)层间距为1/4～1/8反应器高度；反应器顶部的两层固定床催化剂(3)层间距为1/10～1/20反应器高度。5.根据权利要求3所述的一种原位活化固定床非均相催化剂反应器，其特征在于：反应器底部喷射固定床催化剂(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张炜铭，高亚娟，潘丙才，汪林，吕振华，
申请(专利权)人：江苏南大环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：