申請日2013.09.25
公開(公告)日2014.01.29
IPC分類號C02F9/06
摘要
本發明涉及一種用于高濃度有機廢水預處理的高效鐵碳-芬頓組合式反應器，其特征在于包括管道混合器(1)，以及分段組合的一段活動式鐵碳反應床(2)和二段芬頓催化氧化反應器(3)，所述管道混合器(1)將廢水輸送到與其管路連通的活動式鐵碳反應床(2)，廢水經由活動式鐵碳反應床(2)的鐵碳微電解反應，而后通過上流式旋流布水器排送至位于其上部的芬頓催化氧化反應器(3)。本發明可有效處理印染廢水、化工廢水、制藥廢水、制革廢水等高有機物、高色度、高氨氮等高濃度有機廢水。降低運行成本;效果明顯。
權利要求書
1.一種用于高濃度有機廢水預處理的高效鐵碳-芬頓組合式反應器，其特征在于包括管道混合器(1)，以及分段組合的一段活動式鐵碳反應床(2)和二段芬頓催化氧化反應器(3)，所述管道混合器(1)將廢水輸送到與其管路連通的活動式鐵碳反應床(2)，廢水經由活動式鐵碳反應床(2)的鐵碳微電解反應，而后通過上流式旋流布水器排送至位于其上部的芬頓催化氧化反應器(3)。
2.如權利要求1所述一種用于高濃度有機廢水預處理的高效鐵碳-芬頓組合式反應器，其特征在于所述管道混合器(1)上開設有與加藥泵相連通的加藥口(1-1)，所述管道混合器(1)內部設有用于混合廢水并將其推進一段活動鐵碳反應床的固定螺旋葉片。
3.如權利要求1所述一種用于高濃度有機廢水預處理的高效鐵碳-芬頓組合式反應器，其特征在于所述活動式鐵碳反應床(2)的前段安裝有與管道混合器的加藥泵聯動、能夠實時監測pH值的一段數顯pH檢測計(2-1)。
4.如權利要求1所述一種用于高濃度有機廢水預處理的高效鐵碳-芬頓組合式反應器，其特征在于所述活動式鐵碳反應床(2)由多個活動式鐵碳組件(2-2)組成，所述活動式鐵碳組件(2-2)采用的是上進水方式，其頂端設有把手、底板設有通孔，內部填裝有成品鐵碳微電解填料。
5.如權利要求4所述一種用于高濃度有機廢水預處理的高效鐵碳-芬頓組合式反應器，其特征在于所述單個活動式鐵碳組件(2-2)的規格為700×1000×2000mm,組件外殼采用PP高聚防腐板制作，組件底板通孔直徑Φ20mm，孔間距15mm，空塔流速取0.2-1m/min。
6.如權利要求1所述一種用于高濃度有機廢水預處理的高效鐵碳-芬頓組合式反應器，其特征在于所述上流式旋流布水器包括安裝于一段活動式鐵碳反應床(2)和二段芬頓催化氧化反應器(3)之間的進水管(4)處的布水器中心筒(5)，所述布水器中心筒(5)的上部設有加藥點(6)，所述布水器中心筒(5)下部與進水管(4)出口切向安裝。
7.如權利要求1所述一種用于高濃度有機廢水預處理的高效鐵碳-芬頓組合式反應器，其特征在于所述芬頓催化氧化反應器(3)前端安裝有能夠實時監測pH值的二段數顯pH檢測計(3-1)、中間橫向設有穿孔板(7)、縱向安裝有將整個反應器分為三個區的兩個折流板(8)、底部接有穿孔曝氣管(9)。
說明書
一種用于高濃度有機廢水預處理的高效鐵碳-芬頓組合式反應器
技術領域
本發明涉及高效鐵碳-芬頓組合式反應器，屬于鐵碳-芬頓組合式反應器結構技術領域。
背景技術
高效鐵碳-芬頓組合式反應器是一種結合了最新鐵碳微電解反應技術及高級氧化領域里面的芬頓催化氧化技術，利用兩種技術的反應原理，通過組合運用實現對高濃度、難降解、可生化性差有機廢水進行有效預處理的裝置。
鐵碳-芬頓組合式反應器，其主體由管道混合器、活動式鐵碳反應床、芬頓催化氧化器、曝氣攪拌系統、攪拌系統、進出水管道系統和自控系統組成。
鐵碳微電解工作原理如下：
當鐵和碳在酸性廢水中時，由于鐵和碳之間的電極電位差，廢水中會形成無數個微原電池。其中電位低的鐵成為陽極，電位高的碳成為陰極，在酸性充氧條件下發生電化學反應，其反應過程如下：
陽極(Fe): Fe- 2e→ Fe2+,
陰極(C) : 2H++2e→ 2[H]→H2,
陽極產生的初生態的Fe2+進入第二段芬頓催化氧化反應器補充Fe2+，陰極產生原子 [H]它們具有高化學活性, 能改變廢水中許多有機物的結構和特性, 能與廢水中許多污染物組份發生氧化還原反應，使有機物發生斷鏈、開環等作用，使某些難生化降解的物質轉變成容易處理的物質，提髙廢水的可生化性。充氧發生下面的反應：
O2+4H++4e→2H2O; O2+2H2O+4e→4OH-;2Fe2+ +O2+4H+→2H2O+ Fe3+ 芬頓催化氧化工作原理如下：
芬頓催化氧化是由亞鐵離子(Fe2+)與過氧化氫(H2O2)組成的體系，也稱芬頓試劑，它能生成強氧化性的羥基自由基，在水溶液中與難降解有機物生成有機自由基使之結構破壞，最終氧化分解。
芬頓氧化法可有效地處理含硝基苯、ABS等高濃度、毒性大、難降解的高濃度有機物的廢水以及用于廢水的脫色、除惡臭。
芬頓反應是以亞鐵離子為催化劑的一系列自由基反應。主要反應大致如下：
Fe2++H2O2==Fe3++OH-+HO·
Fe3++H2O2+OH-==Fe2++H2O+HO·
Fe3+ +H2O2==Fe2++H++HO2·
HO2+H2O2==H2O+O2↑+HO·
芬頓試劑通過以上反應，不斷產生HO·(羥基自由基，電極電勢2.80EV，僅次于F2)，使得整個體系具有強氧化性，可以氧化氯苯、氯化芐、油脂等等難以被一般氧化劑(氯氣，次氯酸鈉，二氧化氯，臭氧，臭氧的電極電勢只有2.23EV)氧化的物質。
傳統鐵碳芬頓組合反應器存在的技術缺陷
現有的組合反應器結構多采用敞口式罐體形式，罐體外部安裝管道混合器，罐體內部由下至上為穿孔布水管、穿孔曝氣管、濾頭、濾板、鐵碳微電解填料，廢水經管道混合器，加入酸、雙氧水、硫酸亞鐵，藥劑與廢水充分混合后，進入罐體，通過穿孔布水管布水均勻，通過穿孔曝氣管攪拌混合，后經濾頭排至上部鐵碳微電解填料，在罐體內鐵和碳之間形成電極電位差，組合無數微原電池，改變廢水中許多有機物的結構和特性,使有機物發生斷鏈、開環，同時雙氧水與亞鐵鹽在酸性環境下產生羥基自由基，對難降解有機物強行氧化分解。
以上結構的現有組合反應器具有如下技術缺陷：
1、鐵碳微電解及芬頓反應雖然都是在酸性環境下加藥反應，但是要達到最大的去除效率，這兩個過程需要分段，傳統組合反應器的往往將鐵碳微電解填料設于芬頓反應器中，混為一體，只能在前段加酸調節PH，由于鐵碳微電解反應及芬頓反應所需PH值不同，因此很容易造成去除效率低下，控制難度高的問題。
2、傳統的鐵碳微電解反應器，采用設立承托支架及濾板，放置鐵碳填料，由于鐵碳填料比重大，一般填料設置厚度在2-3m,鐵碳微電解反應器運行久了以后如果遇到鐵碳填料堵塞，水頭損失過大的情況，即便設有檢修口，但是由于擠壓密實及板結情況，很難進行清理。
3、傳統的組合反應器，鐵碳填料采用鐵粉與碳粉，使用壽命短，消耗快，而且容易板結，出水懸浮物量大。
以上現有組合反應器存在的不足及缺陷，即是本發明技術要解決的技術問題。
發明內容
本發明的目的在于解決上述已有技術存在的不足之處，提供一種去除效率高、操作方便、性能穩定可靠持久的用于高濃度有機廢水預處理的高效鐵碳-芬頓組合式反應器。
本發明是通過以下技術方案實現的：
一種用于高濃度有機廢水預處理的高效鐵碳-芬頓組合式反應器，其特殊之處在于包括管道混合器1，以及分段組合的一段活動式鐵碳反應床2和二段芬頓催化氧化反應器3，所述管道混合器1作為高濃度有機廢水的混合入口，將廢水進一步輸送到與其管路連通的活動式鐵碳反應床2，廢水經由活動式鐵碳反應床2的鐵碳微電解反應，而后通過上流式旋流布水器排送至位于其上部的芬頓催化氧化反應器3;
高濃度有機廢水首先進入管道混合器1，所述管道混合器1上開設有與加藥泵相連通的加藥口1-1，所述管道混合器1內部設有用于混合廢水并將其推進一段活動鐵碳反應床的固定螺旋葉片。
所述活動式鐵碳反應床2的前段安裝有與管道混合器的加藥泵聯動、能夠實時監測pH值的一段數顯pH檢測計2-1;
所述活動式鐵碳反應床2由多個活動式鐵碳組件2-2組成，所述活動式鐵碳組件2-2采用的是上進水方式，其頂端設有把手、底板設有通孔，內部填裝有成品鐵碳微電解填料;
所述單個活動式鐵碳組件2-2的規格為700×1000×2000mm,組件外殼采用PP高聚防腐板制作，組件底板通孔直徑Φ20mm，孔間距15mm，空塔流速取0.2-1m/min;
經鐵碳微電解反應的廢水經過上流式旋流布水器自流入二段的芬頓催化氧化反應器3，所述上流式旋流布水器包括安裝于一段活動式鐵碳反應床2和二段芬頓催化氧化反應器3之間的進水管4處的布水器中心筒5，所述布水器中心筒5的上部設有加藥點6，所述布水器中心筒5下部與進水管4出口切向安裝，使廢水在經過進水管4進入布水器中心筒的過程中即可切向流入后形成旋流，向下布水至二段的芬頓催化氧化反應器3;
所述芬頓催化氧化反應器3前端安裝有能夠實時監測pH值的二段數顯pH檢測計3-1、中間橫向設有穿孔板7、縱向安裝有將整個反應器分為三個區的兩個折流板8、底部接有穿孔曝氣管9。
本發明兼有鐵碳微電解反應器及芬頓催化氧化反應器的特點，組合運用提高去除效率，可有效處理印染廢水、化工廢水、制藥廢水、制革廢水等高有機物、高色度、高氨氮等高濃度有機廢水。鐵碳微電解反應可以為芬頓催化氧化補充亞鐵離子(Fe2+)，可以節省芬頓反應所需投加的亞鐵鹽藥劑量，降低運行成本;以顯著提高廢水的可生化性，可有效減少廢水中有毒物質對微生物的毒害作用，為進一步生化處理創造了有利條件。通過強氧化作用對于難降解、環鏈、大分子等復雜的有機物，開環斷鏈，去除效果明顯。
