本發(fā)明涉及環(huán)保設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種流化床芬頓反應(yīng)器及方法。

背景技術(shù)：

污水處理中，特別是一些工業(yè)污水處理中，常常遇到一些難生化難降解的水質(zhì)，目前處理這些水質(zhì)的常用方法為：

1.高級(jí)氧化法，包括臭氧氧化、芬頓試劑氧化、雙氧水氧化等，將廢水中難降解有機(jī)物直接氧化降解；

2.微電解法，如鐵碳微電解等，利用微電解產(chǎn)生的電子，將有機(jī)物的一些基團(tuán)打開，分解成小分子物質(zhì)，有利于后續(xù)的生化處理；

3.蒸餾法，將高濃度的含鹽類母液等進(jìn)行蒸餾，減少?gòu)U水中的對(duì)生化細(xì)菌有抑制作用的無機(jī)鹽類等，便于后續(xù)的生化處理。

綜合運(yùn)行費(fèi)用及投資成本各方面的因素，目前大多采用高級(jí)氧化法，而尤以其中的芬頓試劑氧化法采用最多。

目前芬頓試劑氧化法，主要有兩種類型，一種是傳統(tǒng)芬頓氧化法，另一種是以臺(tái)灣水星為代表的流化床芬頓氧化法，芬頓流化床能使fenton法所產(chǎn)生的三價(jià)鐵大部份以結(jié)晶或沉淀披覆在流體化床的填料(擔(dān)體)表面上，同時(shí)在擔(dān)體表面形成的feooh具有異相催化的效果，而流化床的方式亦促進(jìn)了化學(xué)氧化反應(yīng)及質(zhì)傳效率，使cod去除率提升。

流化床芬頓氧化法相比傳統(tǒng)氧化法的最大優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省藥劑，污泥產(chǎn)量少，因此也得到越來越多的應(yīng)用。

但流化床芬頓氧化法目前還存在如下不足之處：

一是為了使污水中結(jié)晶體處于流化狀態(tài)，廢水需要保持比較高的流速，而為了兼顧保證一定的反應(yīng)時(shí)間，目前普遍采用增加廢水的回流量辦法來提高流速，這樣就增加了能源的消耗；

二是由于水中晶體的大小、密度不一致，有些結(jié)晶體會(huì)隨出水流失，影響出水水質(zhì)并增加了后續(xù)處理的難度和成本；

三是目前布水最均勻的方式為多點(diǎn)布水方式，但由于到各點(diǎn)的管路長(zhǎng)度不一樣，所用的彎頭、變徑數(shù)量、大小也不同，因此很難保證各布水點(diǎn)布水量一致，因此罐內(nèi)流速不均勻，流化效果不好；

四是目前芬頓反應(yīng)器中氧化劑和催化劑的混合都在主反應(yīng)區(qū)前，過早產(chǎn)生成的羥基自由基對(duì)管路、管件和設(shè)備產(chǎn)生氧化腐蝕，也降低了去除水中難降解有機(jī)物的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種流化床芬頓反應(yīng)器，該反應(yīng)器結(jié)晶體流失少、布水均勻、避免對(duì)管路、管件和設(shè)備產(chǎn)生氧化腐蝕。

一種流化床芬頓反應(yīng)器的具體方案如下：

一種流化床芬頓反應(yīng)器，包括：

反應(yīng)罐體，反應(yīng)罐體底部設(shè)有用于原水與催化劑進(jìn)入的催化劑入口和用于原水與氧化劑進(jìn)入的氧化劑入口，催化劑入口與第一布水頭連接，氧化劑入口與第二布水頭連接，在反應(yīng)罐體內(nèi)第一布水頭側(cè)部設(shè)有微孔曝氣頭，反應(yīng)罐體內(nèi)在微孔曝氣頭上方設(shè)有主反應(yīng)區(qū)，主反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)有填料，在主反應(yīng)區(qū)上方設(shè)有三相分離器，三項(xiàng)分離器的設(shè)置能阻止結(jié)晶體流失，并把罐內(nèi)氣體通過排氣管排出。

該反應(yīng)器中氣體的設(shè)置用于提升反應(yīng)罐體內(nèi)水流的速度，并對(duì)催化劑、氧化劑與原水(污水)的混合液進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌?，使催化劑、氧化劑混合均勻，有利于產(chǎn)生羥基自由基，另外，所充氣體為空氣，空氣中的氧氣還能氧化污水中的部分cod。用氣提升罐體內(nèi)的流速，比增大污水回流比，能較大的節(jié)約能源。

所述主反應(yīng)區(qū)的底部設(shè)有支撐板，所述第一布水頭、第二布水頭均設(shè)置在支撐板上。

所述第一布水頭與第二布水頭分別設(shè)有多個(gè)，且第一布水頭與第二布水頭均勻交錯(cuò)布置，交錯(cuò)布置有利于污水進(jìn)一步分布均勻，第一布水頭與第二布水頭保持一定的壓力，大約0.15—0.2mpa，這樣能保證每個(gè)布水頭進(jìn)水口端壓力一樣，每個(gè)布水頭的出水量一致，布水就很均勻，第一布水頭為長(zhǎng)柄布水頭，第二布水頭為短柄布水頭。

所述微孔曝氣頭設(shè)于支撐板上，這樣在反應(yīng)罐體支撐板的下方設(shè)有兩個(gè)腔體，最下部的腔體側(cè)部設(shè)置催化劑入口，上部的腔體內(nèi)設(shè)置所述的氧化劑入口。

所述微孔曝氣頭與進(jìn)氣管連接，進(jìn)氣管的進(jìn)氣口設(shè)于主反應(yīng)區(qū)中支撐板的上部，進(jìn)氣口用于通入氣體，氣體由外部設(shè)備如空氣壓縮機(jī)提供。

所述反應(yīng)罐體內(nèi)三相分離器上部設(shè)有溢流堰，溢流堰的設(shè)置方便了排水。

所述溢流堰設(shè)有出水口。

所述三相分離器與穿過反應(yīng)罐體的排氣管連通，用于氣體的排出，而且三相分離器帶有集氣罩，集氣罩用于對(duì)氣體的匯集。

所述微孔曝氣頭設(shè)有多個(gè)，多個(gè)微孔曝氣頭均勻布置，微孔曝氣頭也可以是微孔曝氣管、穿孔管等。

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明還提供了一種污水處理方法，采用一種流化床芬頓反應(yīng)器，包括以下步驟：

1)調(diào)好ph值的原水，部分污水與催化劑混合均勻，另一部分污水與氧化劑混合均勻，分別通過催化劑入口、氧化劑入口進(jìn)入反應(yīng)罐體，再分別通過第一布水頭、第二布水頭進(jìn)入罐體主反應(yīng)區(qū)；

2)氣體通過微孔曝氣頭進(jìn)入反應(yīng)罐體內(nèi)，兩種液體在氣體的攪拌下充分混合，發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生羥基自由基，羥基自由基分解或氧化污水中難降解物質(zhì)；同時(shí)，罐體中的填料，在水、氣向上流動(dòng)的中，也流化起來，污水與填料充分接觸，催化劑離子在填料表面形成結(jié)晶；

3)污水、填料及氣體，流動(dòng)到反應(yīng)罐體上部的三項(xiàng)分離器時(shí)，填料被阻擋，然后回落回主反應(yīng)區(qū)；氣體通過三相分離器匯集，然后通過排氣管排走；水經(jīng)過三項(xiàng)分離器后通過溢流堰進(jìn)入出水口排出，完成污水了芬頓氧化的過程。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1)本發(fā)明解決了現(xiàn)有流化床芬頓氧化法處理污水存在的能耗高、結(jié)晶體流失、布水不均勻、過早產(chǎn)生成的羥基自由基對(duì)管路、管件和設(shè)備產(chǎn)生氧化腐蝕等問題，降低了運(yùn)行費(fèi)用，提高了污水中難降解有機(jī)物的去除率。

2)本發(fā)明中通過原水與氧化劑、原水與催化劑的分別混合，且在主反應(yīng)區(qū)之前，避免過早產(chǎn)生羥基自由基對(duì)管件和設(shè)備產(chǎn)生氧化腐蝕。

3)本發(fā)明中通過多個(gè)布水頭的設(shè)置，保證布水的均勻，通過三相分離器的設(shè)置避免結(jié)晶體的流失。

附圖說明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說明書附圖用來提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。

圖1是發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的剖視圖。

其中：1、反應(yīng)罐體，2、三相分離器，3、主反應(yīng)區(qū)，4、微孔曝氣頭，5、長(zhǎng)柄布水頭，6、短柄布水頭，7、進(jìn)氣口，8、催化劑入口，9、氧化劑入口，10、填料，11、出水口，12、溢流堰，13、排氣管。

具體實(shí)施方式

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┻M(jìn)一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

正如背景技術(shù)所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，為了解決如上的技術(shù)問題，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N流化床芬頓反應(yīng)器及方法。

本申請(qǐng)的一種典型的實(shí)施方式中，如圖1所示，一種流化床芬頓反應(yīng)器，包括反應(yīng)罐體1，反應(yīng)罐體1底部設(shè)有用于原水與催化劑進(jìn)入的催化劑入口8和用于原水與氧化劑進(jìn)入的氧化劑入口9，催化劑入口8與第一布水頭連接，氧化劑入口9與第二布水頭連接，在反應(yīng)罐體1內(nèi)第一布水頭側(cè)部設(shè)有微孔曝氣頭4，反應(yīng)罐體內(nèi)1在微孔曝氣頭4上方設(shè)有主反應(yīng)區(qū)3，主反應(yīng)區(qū)3內(nèi)設(shè)有填料10，在主反應(yīng)區(qū)3上方設(shè)有三相分離器2，三項(xiàng)分離器2的設(shè)置能阻止結(jié)晶體流失，并把反應(yīng)罐體1內(nèi)氣體通過排氣管13排出。

布?xì)庀到y(tǒng)布?xì)恻c(diǎn)在反應(yīng)罐體1內(nèi)均勻布置，布?xì)恻c(diǎn)可以是微孔曝氣頭4，也可以是微孔曝氣管、穿孔管等，優(yōu)選微孔曝氣頭。布?xì)庀到y(tǒng)用來提升罐體內(nèi)的水流的速度，并對(duì)催化劑、氧化劑與原水的混合液進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌?，使催化劑、氧化劑在主反?yīng)區(qū)3內(nèi)混合均勻，有利于產(chǎn)生羥基自由基，另外，所充氣體為空氣，空氣中的氧氣還能氧化污水中的部分cod，用氣提升反應(yīng)罐體1內(nèi)的流速，比增大污水回流比，能較大的節(jié)約能源(一般指用電)。

第一布水頭為長(zhǎng)柄布水頭，第二布水頭為短柄布水頭，其中長(zhǎng)、短柄布水頭交錯(cuò)分布。該結(jié)構(gòu)的兩個(gè)腔體，分別容納原水與催化劑、氧化劑混合后的進(jìn)水，并保持一定的壓力，大約0.15—0.2mpa，這樣能保證每個(gè)布水頭進(jìn)水口端壓力一樣，每個(gè)布水頭的出水量一致，布水就很均勻。

反應(yīng)罐體1上部有一套氣、液、固三項(xiàng)分離器，能阻止結(jié)晶體流失，并把罐內(nèi)氣體通過排氣管排出。

反應(yīng)罐體1內(nèi)部的填料為粒徑0.5—1.0mm的石英砂。

本發(fā)明反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)，調(diào)好ph值的原水，在芬頓反應(yīng)器外分別與催化劑和氧化劑混合后，分別進(jìn)反應(yīng)罐體1下部的兩個(gè)腔體，催化劑進(jìn)下腔，氧化劑進(jìn)上腔，然后再分別通過均勻且交錯(cuò)分布的長(zhǎng)、短柄布水頭進(jìn)入反應(yīng)罐體1主反應(yīng)區(qū)3，兩種液體在氣體的攪拌下充分混合，發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生羥基自由基，羥基自由基分解或氧化污水中難降解物質(zhì)；同時(shí)，反應(yīng)罐體1中的填料，在水、氣向上流動(dòng)的中，也流化起來，污水與填料充分接觸，催化劑離子在填料表面形成結(jié)晶，防止隨水流流失，節(jié)約催化劑的投入，減少了運(yùn)行費(fèi)用及減少污泥的產(chǎn)生。

污水、填料及氣體(包括空氣就反應(yīng)產(chǎn)生的氣體)，流動(dòng)到反應(yīng)罐體1上部的三項(xiàng)分離器2時(shí)，填料被阻擋，然后回落回主反應(yīng)區(qū)3；氣體通過三相分離器2的集氣罩匯集在一起，然后通過排氣管13排走；水經(jīng)過三項(xiàng)分離器2后通過溢流堰12進(jìn)入出水口11排出，完成芬頓氧化過程。

本發(fā)明解決了現(xiàn)有流化床芬頓氧化法處理污水存在的能耗高、結(jié)晶體流失、布水不均勻、過早產(chǎn)生成的羥基自由基對(duì)管路、管件和設(shè)備產(chǎn)生氧化腐蝕等問題，降低了運(yùn)行費(fèi)用，提高了污水中難降解有機(jī)物的去除率。

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明還提供了一種污水處理方法，采用一種流化床芬頓反應(yīng)器，包括以下步驟：

1)調(diào)好ph值的原水，部分污水與催化劑混合均勻，另一部分污水與氧化劑混合均勻，分別通過催化劑入口、氧化劑入口進(jìn)入反應(yīng)罐體，再分別通過第一布水頭、第二布水頭進(jìn)入罐體主反應(yīng)區(qū)；

2)氣體通過微孔曝氣頭進(jìn)入反應(yīng)罐體內(nèi)，兩種液體在氣體的攪拌下充分混合，發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生羥基自由基，羥基自由基分解或氧化污水中難降解物質(zhì)；同時(shí)，罐體中的填料，在水、氣向上流動(dòng)的中，也流化起來，污水與填料充分接觸，催化劑離子在填料表面形成結(jié)晶；

3)污水、填料及氣體，流動(dòng)到反應(yīng)罐體上部的三項(xiàng)分離器時(shí)，填料被阻擋，然后回落回主反應(yīng)區(qū)；氣體通過三相分離器匯集，然后通過排氣管排走；水經(jīng)過三項(xiàng)分離器后通過溢流堰進(jìn)入出水口排出，完成污水了芬頓氧化的過程。

以上所述僅為本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請(qǐng)，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請(qǐng)可以有各種更改和變化。凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。