本发明专利技术公开了一种双向流内循环式PS高级氧化反应器及污水处理方法，包括反应器，其内设两个位置上下交错且同心的内筒和外筒；内筒的上端开口，内筒的下端与反应器罐体底连接；外筒上端与反应器罐体顶连接，外筒的下端开口；反应器罐体底部设有无动力自吸回流系统和伞状锥形布水器；一条由反应器罐体顶部伸向底部的催化剂加药管，其下端对应连通伞状锥形布药器，伞状锥形布药器位于反应器布水混合区域之内；还包括圆环形布水挡板、进水混合装置、二次加药装置等。本反应器结构高径比小，反应空间利用充分，容积负荷率高，动力消耗小，无动力回流系统使未反应完的污染物和药剂重复处理，提高了药剂利用率，降低了药剂消耗和能量消耗，降低成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及废水处理装置及污水处理工艺，尤其涉及一种双向流内循环式PS高级氧化反应器及污水处理方法。
技术介绍
高浓度有机废水是工业废水处理的难题之一，其普遍具有可生化性差、污染物相对分子量大的特点。现有的生物处理方法对难生物降解的大分子量有机污染物处理困难，而高级氧化法通过在反应中产生活性极强的自由基(轻基自由基OH 、硫酸根自由基S04_ 等)，能有效地将大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质，具有反应效率高、反应速度快、有机物降解彻底、适用范围广等特点，在处理高浓度有机废水方面前景广阔。众多高级氧化法中，基于OH 的亚铁催化过氧化氢芬顿氧化法因无需光照、高温高压、电能等外加能源，因此相对光化学氧化、湿式催化氧化、声化学氧化、电化学氧化、臭氧氧化法等经济、简单而被广泛研究应用。但芬顿氧化法在处理高浓度有机废水方面存在着一些问题，包括:(I)芬顿法需保持pH在2.5 4左右以防止亚铁沉淀,才能取得良好的处理效果，大多数废水生 化处理后PH在近中性或碱性范围，后续高级氧化处理需要向体系中投加大量的酸，造成处理成本较高；(2)芬顿反应设备(如流化床)大多高径比较大，水力损失大，容积利用率低，造成施工难度大，能耗高；(3)反应器内部难以根据不同反应阶段要求形成不同区域的水力条件，易发生短流，造成药剂利用效率低下；(4)体系中游离的亚铁离子极易被氧化，且Fe2+均相催化产生自由基的反应速率极快以及过量Fe2+会与污染物竞争自由基，容易造成反应器局部Fe2+过量还原了催化产生的自由基，导致Fe2+和自由基均被迅速消耗而其他局部区域的氧化剂并没有被有效催化，自由基产生及利用效率低下；高级氧化反应中剩余的氧化剂和催化剂未能被回收及重复利用，造成药剂浪费和形成二次污染。基于硫酸根自由基*的PS高级氧化法是近年来发展起来的高浓度难降解有机污染物去除新技术。中性条件下，S04-'的标准氧化还原电位(2.5 3.1V)比OH *(2.3V)高，且3 活性更好，中间体更稳定，寿命较长，因此PS法拓宽了反应体系的pH范围，减少了芬顿法的酸投加费用。使用小分子酸络合剂络合亚铁离子催化活化PS可以更好地控制溶液中游离的Fe2+浓度以保证Fe2+具有较好的溶解性能从而解决体系中游离亚铁易被氧化的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种双向流内循环式PS高级氧化反应器及污水处理方法，在反应器中实现络合亚铁催化活化PS高级氧化处理高浓度有机废水。本专利技术通过下述技术方案实现:—种双向流内循环式PS高级氧化反应器，包括反应器，该反应器为空心罐体结构，其内设两个位置上下交错且同心的内筒和外筒；内筒的上端开口，内筒的下端与反应器罐体底连接；外筒上端与反应器罐体顶连接，外筒的下端开口 ；反应器罐体底部设有无动力自吸回流系统和伞状锥形布水器；一条由反应器罐体顶部伸向底部的催化剂加药管，位于内筒的中心，催化剂加药管的下端对应连通伞状锥形布药器，伞状锥形布药器位于反应器布水混合区域之内，催化剂加药管的另一端伸出反应器罐体之外连接加药泵；在内筒的筒壁距离反应器底部1/4高度处装有圆环形布水挡板；在反应器罐体底部进水区域设有进水混合装置；内筒顶部设有二次加药装置；在反应器罐体顶端对应于外筒内的位置设有排气管，反应器罐体的出水区设有出水管。所述进水混合装置包括污水进水管、氧化剂加药管和静态螺旋片式混合器；污水进水管与氧化剂加药管在水平面上90度垂直相连通；静态螺旋片式混合器设置在污水进水管与氧化剂加药管连通处的后方。所述无动力回流系统包括两根内循环管和水射自吸组件，所述水射自吸组件包括圆柱形混合腔、进水渐缩喷管、和布水渐扩管；所述圆柱形混合腔的高度为反应器罐体内容积高度的1/4，直径为内筒内径的1/2 ;所述污水进水管的管轴与圆柱形混合腔母线相重合，贯穿圆柱形混合腔的底面，污水进水管的下端连接进水混合装置，上端连接进水渐缩喷管；所述进水渐缩喷管渐缩角度在20° 30°范围内，进水渐缩喷管的管长为圆柱形混合腔高度的0.67倍，进水渐缩喷管的出水口与布水渐扩管的进水口相对，进水渐缩喷管的进水口与反应器底面位于同一水平面上；所述布水渐扩管贯穿反应器罐体的底部，连通反应器与圆柱形混合腔，该布水渐扩管的渐扩角度在10° 20°，布水渐扩管的出水端位于伞状锥形布水器内部，布水渐扩管的进水端与伞状锥形布水器的锥底面处于同一水平面上；所述内循环管为90°弯管，其进水端与反应器的出水区连通，出水端与圆柱形混合腔连通。 所述伞状锥形布水器与反应器罐体底相距Icm 6cm，并由支架支撑连接反应器罐体底部；伞状锥形布药器与伞状锥形布水器的母线在垂直方向上重合、竖直方向上交错0.5cm 3cm的间距,形成水流缝隙。所述二次加药装置包括一根圆环形布药管，两根竖直支管和一根水平主管；在圆环形布药管上以圆心为中心对称开孔，孔口垂直向下，圆环形布药管的径向两端分别由两根竖直支管连通悬挂固定于反应器罐体顶部，两根竖直支管的另一端伸出反应器罐体之夕卜,并通过水平主管在外部汇合后连接外部加药箱。所述圆环形布水挡板的内圆直径是内筒内圆直径的0.4 0.65倍。一种污水处理方法，按以下步骤进行:一、在加药箱中分别配置污水处理液:PS溶液与污水中的CODCr的质量比为6 12:1 ;当络合剂为柠檬酸时，所用柠檬酸与硫酸亚铁溶液质量比为3.5 7:1 ;当络合剂为草酸时，所用草酸与硫酸亚铁溶液质量比为1.6 3.2:1 ;PS溶液与硫酸亚铁溶液的质量比为4.25 8.5:1 ;二、开启污水进水管、氧化剂加药管和催化剂加药管上的阀门，启动污水进水泵、氧化剂加药泵和催化剂加药泵，污水、污水处理液分别被泵入反应器13内，调节泵的流量，使反应器水力停留时间在120min ；三、反应70min后，开启内循环管5阀门；反应120min、出水、即完成处理污水。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及效果:通过伞状锥形布水器、伞状锥形布药器、内筒及外筒实现反应器内不同反应阶段的不同水力流态特征，有效避免短流，实现污染物与药剂的迅速充分接触和反应器容积的充分利用；内循环管和水射自吸组件增加水力停留时间，实现未反应完氧化剂的重复利用，节约药剂用量，并使得未被降解的污染物再次得到氧化分解；独特的伞状锥形布药器及催化剂加药管、二次加药装置实现催化剂亚铁的迅速分散以控制其在反应区域内浓度均匀且浓度适当以及二次加药结构实现催化剂亚铁的少量分次投加，减小反应区局部过量亚铁还原自由基的程度，提高亚铁利用率，同时提高催化产生的自由基氧化污染物的效率。通过上述结构与功能的改进节省了投药量，提高了小分子酸络合亚铁催化活化PS高级氧化法处理高浓度有机废水的效率，降低了其处理污水的成本。本专利技术反应器在络合亚铁活化PS高级氧化处理高浓度有机废水过程中解决了如下技术问题: (I)高级氧化反应器通常高径比大、容积利用率低的技术问题；(2)反应器内部易发生短流、药剂利用率低的技术问题；(3)反应过程中自由基存在时间短，反应器局部过量亚铁与污染物竞争自由基而降低自由基量，导致氧化剂未能被有效催化，反应不充分的技术问题；(4)剩余药剂未能被重复利用，造成二次污染的技术问题。附图说明图1是本专利技术双本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种污水处理方法，其特征在于按以下步骤进行：一、在加药箱中分别配置污水处理液：PS溶液与污水中的CODCr的质量比为6～12:1；当络合剂为柠檬酸时，所用柠檬酸与硫酸亚铁溶液质量比为3.5～7:1；当络合剂为草酸时，所用草酸与硫酸亚铁溶液质量比为1.6～3.2:1；PS溶液与硫酸亚铁溶液的质量比为4.25～8.5:1；二、开启污水进水管、氧化剂加药管和催化剂加药管上的阀门，启动污水进水泵、氧化剂加药泵和催化剂加药泵，污水、污水处理液分别被泵入反应器13内，调节泵的流量，使反应器水力停留时间在120min；三、反应70min后，开启内循环管5阀门；反应120min、出水、即完成处理污水。
【技术特征摘要】
1.一种污水处理方法，其特征在于按以下步骤进行: 一、在加药箱中分别配置污水处理液: PS溶液与污水中的COD&的质量比为6 12:1 ; 当络合剂为柠檬酸时，所用柠檬酸与硫酸亚铁溶液质量比为3.5 7:1 ; 当络合剂为草酸时，所用草酸与硫酸亚铁溶液质量比为1.6 3.2:1 ; PS溶液与硫酸亚铁溶液的质量比为4.25 8.5:1 ; 二、开启污水进水管、氧化剂加药管和催化剂加药管上的阀门，启动污水进水泵、氧化剂加药泵和催化剂加药泵，污水、污水处理液分别被泵入反应器13内，调节泵的流量，使反应器水力停留时间在120min ； 三、反应70min后，开启内循环管5阀门；反应120min、出水、即完成处理污水。2.一种双向流内循环式PS高级氧化反应器，其特征在于:包括反应器，该反应器为空心罐体结构，其内设两个位置上下交错且同心的内筒和外筒；内筒的上端开口，内筒的下端与反应器罐体底连接；外筒上端与反应器罐体顶连接，外筒的下端开口 ；反应器罐体底部设有无动力自吸回流系统和伞状锥形布水器；一条由反应器罐体顶部伸向底部的催化剂加药管，位于内筒的中心，催化剂加药管的下端对应连通伞状锥形布药器，伞状锥形布药器位于反应器布水混合区域之内，催化剂加药管的另一端伸出反应器罐体之外连接加药泵；在内筒的筒壁距离反应器底部1/4高度处装有圆环形布水挡板；在反应器罐体底部进水区域设有进水混合装置；内筒顶部设有二次加药装置；在反应器罐体顶端对应于外筒内的位置设有排气管，反应器罐体的出水区设有出水管。3.根据权利要求2所述的双向流内循环式PS高级氧化反应器，其特征在于:所述进水混合装置包括污水进 水管、氧化剂加药管和静态螺旋片式混合器；污水进水管与氧化剂加药管在水平面上90度垂直相连通；静态螺旋片式混合器设置在污水进水管与氧化剂加药管连通处的后方。4.根据权利要求3...
【专利技术属性】
技术研发人员：万金泉，濮梦婕，王晨曦，马邕文，王艳，黄明智，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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