基于多维催化氧化工艺的低污泥产率的反应器制造技术

本申请涉及废水处理的技术领域，尤其是涉及基于多维催化氧化工艺的低污泥产率的反应器。反应器包括罐体，所述罐体内设置有催化剂床，所述催化剂床将罐体内腔分隔为位于催化剂床下方的进水区和位于催化剂床上方的出水区，所述催化剂床用于填充包含Fe3O4/TiO2复合纳米颗粒的催化剂，所述进水区连接有进水管与加药装置，所述进水区底部设置有曝气装置，所述出水区连接有出水管，所述内腔中还设置有紫外光灯。本申请能够提高芬顿试剂的利用率，进而提高有机污染物的降解率，降低污泥产量。降低污泥产量。降低污泥产量。

【技术实现步骤摘要】
基于多维催化氧化工艺的低污泥产率的反应器


[0001]本申请涉及废水处理的
，尤其是涉及基于多维催化氧化工艺的低污泥产率的反应器。

技术介绍

[0002]废水处理中，芬顿法是一种常用的去除废水中有机污染物的工艺，其实质是通过Fe2+催化双氧水生成羟基自由基，从而利用羟基自由基的强氧化能力以降解大分子有机物，从而有效降低废水的COD、色度等指标。
[0003]如公告号为CN205151915U的中国技术专利中公开了一种多维复合催化氧化反应器，包括罐体和设置在罐体上的进水管和出水管，所述罐体中间设置隔板将罐体分为带有填料区一的处理区一和带有填料区二的处理区二，所述隔板上端与罐体的顶部密封，隔板的下端与罐体底部留有供污水从处理区一进入处理区二的通道，罐体内靠近底部处通有气管，所述罐体顶部设置有排气口和加药通道，进水管和出水管分别设置在处理区一和处理区二上且均位于罐体的上端。
[0004]上述相关技术中，可根据需要通过加药管加入芬顿试剂，以降解废水中的有机物。然而在芬顿反应中，Fe2+与Fe3+能够相互转化，从而使得催化剂能够重复利用，减少二价铁离子的用量。然而，在反应过程中，Fe3+向Fe2+的转化速率较低，且Fe2+、Fe3+容易与OH
‑
反应生成沉淀物,抑制了Fe2+与Fe3+的相互转化，导致降解作用的下降。因此，采用芬顿法处理废水，需要不断补充亚铁离子，一方面，增加了运行成本；另一方面，导致污泥量较大，清理难度增加。

技术实现思路

[0005]为了提高芬顿试剂的利用率，降低污泥产量，本申请提供基于多维催化氧化工艺的低污泥产率的反应器。
[0006]本申请提供的基于多维催化氧化工艺的低污泥产率的反应器，采用如下的技术方案：
[0007]基于多维催化氧化工艺的低污泥产率的反应器，包括罐体，所述罐体内设置有催化剂床，所述催化剂床将罐体内腔分隔为位于催化剂床下方的进水区和位于催化剂床上方的出水区，所述催化剂床用于填充包含Fe3O4/TiO2复合纳米颗粒的催化剂，所述进水区连接有进水管与加药装置，所述进水区底部设置有曝气装置，所述出水区连接有出水管，所述内腔中还设置有紫外光灯。
[0008]通过采用上述技术方案，废水从进水管进入进水区，芬顿试剂通过加药装置加入进水区，通过芬顿试剂混合产生的羟基自由基对废水中的有机物进行降解，以降低废水的COD值。
[0009]废水在曝气装置与水压的作用下，向上流动，在经过催化剂床时，由于催化剂床中的Fe3O4/TiO2复合纳米颗粒，其含有的TiO2成分具有较好的紫外光吸收能力，在紫外光照
射后产生电子。而Fe3O4成分不仅具有增强紫外吸收能力的作用，促进电子的产生；其原理是Fe3+在紫外光辐照下作为电子受体，接受电子TiO2生成的电子，从而转化为Fe2+，有效的提高芬顿反应中Fe2+与Fe3+的相互转化率，进而提高对有机污染物的降解效率，并减少亚铁离子的添加量，有效降低运行成本，减少污泥产量。
[0010]优选的，所述催化剂床由多孔陶瓷板制成，且所述催化剂床包括至少一块多孔陶瓷板，所述催化剂填充于多孔陶瓷板的孔道内。
[0011]通过采用上述技术方案，催化剂床由多孔陶瓷板制成，多孔陶瓷板具有多孔结构，既有利于催化剂的填充，又有利于废水的渗透，且废水在渗透过程中能够与催化剂充分接触，以提高对有机污染物的降解效率。
[0012]优选的，所述催化剂床沿罐体竖直方向设置有多个。
[0013]通过采用上述技术方案，多个催化剂床有利于提高废水、芬顿试剂与催化剂的反应时间，以促进羟基自由基的生成，提高降解效率，并减少污泥产量。
[0014]优选的，多个所述催化剂床的多孔陶瓷板的孔径不同，多个所述催化剂床的多孔陶瓷板的孔径自下而上依次减小，且靠近出水区的催化剂床的多孔陶瓷板孔道内径小于靠近进水区的催化剂床的多孔陶瓷板孔道内径。
[0015]通过采用上述技术方案，废水在反应器内自下而上流动，而催化剂床的孔径沿废水的流动方向逐渐减小，使得废水在催化剂床中的穿透深度增大，提高了废水与催化剂的接触时间、接触面积，从而提高了对有机物的降解作用。
[0016]优选的，所述罐体外部设置有回流组件，所述回流组件包括连通于进水区与出水区之间的回流管、连接于回流管上的水泵、设置于回流管上的调节阀。
[0017]通过采用上述技术方案，利用回流管使出水区中含有亚铁离子的水回流至进水区，使残留的亚铁离子继续参与催化降解反应，促进羟基自由基的生成，以提高降解率，降低COD值。同时，有利于减少亚铁离子的加药量，从而降低污泥产量。
[0018]优选的，所述回流管上并联有文丘里管，且所述文丘里管两端分别位于所述调节阀两端；所述加药装置包括有药液罐与加药管，所述加药管两端分别与药液罐内腔和文丘里管的缩口处连通。
[0019]通过采用上述技术方案，文丘里管是具有文丘里效应的管道，当水流在流经管道缩口处时，根据伯努利方程，水流流速将增大，并在与缩口处连通的加药管处产生低压区。本申请中，当调节第一调节阀门，减小第一循环管中的废水流量时，将促使废水从第一文丘里管中流过，从而在第一文丘里管内产生一个低压区，促使药液罐内的芬顿试剂在大气压的作用下吸入，并混合于回流废水中回流至进水区。
[0020]优选的，所述回流组件设置有两组。
[0021]通过采用上述技术方案，若硫酸亚铁与双氧水同时投加，在有限空间内双氧水瞬间与大量的二价铁反应，反应过程中产生的能量会使大量双氧水被自耗。本方案中采用两组回流组件，可将硫酸亚铁与双氧水分别加入进水区中，能够有效减少芬顿药剂的损耗，减少药剂使用量，从而有利于降低铁污泥的产量。
[0022]综上所述，本申请包括以下有益技术效果：
[0023]本申请中通过在催化剂床中填充带有紫外吸收作用的Fe3O4/TiO2复合纳米颗粒，并设置紫外光灯，有效地提了高芬顿试剂的利用率，降低了污泥产量。
[0024]本申请中通过设置由孔径不同的多孔陶瓷板制成的催化剂床，进一步的促进了羟基自由基的产生，降低了污泥产量。
[0025]本申请中通过设置回流组件，提高了对芬顿试剂中亚铁离子的利用率，并提高了有机物降解率。
附图说明
[0026]图1是本实施例中基于多维催化氧化工艺的低污泥产率的反应器的整体结构示意图；
[0027]图2是本实施例中基于多维催化氧化工艺的低污泥产率的反应器的剖面图。
[0028]图中，1、罐体；2、催化剂床；21、多孔陶瓷板；3、进水区；31、进水管；4、出水区；4、出水管；5、加药装置；51、加药管；6、曝气装置；7、紫外光灯；8、回流组件；81、回流管；82、水泵；83、调节阀；84、文丘里管。
具体实施方式
[0029]以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
[0030]本申请实施例公开基于多维催化氧化工艺的低污泥产率的反应器。参照图1、图2，该反应器包括罐体1，罐体1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于多维催化氧化工艺的低污泥产率的反应器，包括罐体(1)，其特征在于：所述罐体(1)内设置有催化剂床(2)，所述催化剂床(2)将罐体(1)内腔分隔为位于催化剂床(2)下方的进水区(3)和位于催化剂床(2)上方的出水区(4)，所述催化剂床(2)用于填充包含Fe3O4/TiO2复合纳米颗粒的催化剂，所述进水区(3)连接有进水管(31)与加药装置(5)，所述进水区(3)底部设置有曝气装置(6)，所述出水区(4)连接有出水管(41)，所述内腔中还设置有紫外光灯(7)。2.根据权利要求1所述的基于多维催化氧化工艺的低污泥产率的反应器，其特征在于：所述催化剂床（2）由多孔陶瓷板（21）制成，且所述催化剂床(2)包括至少一块多孔陶瓷板(21)，所述催化剂填充于多孔陶瓷板(21)的孔道内。3.根据权利要求2所述的基于多维催化氧化工艺的低污泥产率的反应器，其特征在于：所述催化剂床(2)沿罐体(1)竖直方向设置有多个。4.根据权利要求3所述的基于多维催化氧化工艺的低污泥产率的反应器，其特征在于：多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅继达，张文成，熊仿鹏，张丞洋，
申请(专利权)人：杭州绿夏环境科技有限公司，
类型：新型
国别省市：