一種流化床氧化塔及其處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種流化床氧化塔及其處理工藝。流化床氧化塔包括塔體、中心反應筒、出水槽、布水濾頭、濾板、排空閥、硫酸進藥管、雙氧水進藥管、硫酸亞鐵進藥管、原水進水管、污泥回流管，塔體及中心反應筒均為筒形，塔體的上方開有出水堰，塔體的外側固定有出水槽，濾料置放于布水濾頭及濾板上，氧化塔出水口位于塔體的上方，內循環(huán)出水口位于氧化塔出水口的下方，內循環(huán)進水口位于塔體的底部，在其連接管道上設有排空閥，濾板的上方設有濾料的卸料口及入孔，硫酸進藥管、雙氧水進藥管、硫酸亞鐵進藥管、原水進水管、污泥回流管均安裝于塔體上方的中心反應筒的入口處。本發(fā)明降低運行成本、降低污泥產量、提高有機物去除效率。本發(fā)明處理工藝操作簡單方便。
【專利說明】一種流化床氧化塔及其處理工藝
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是一種流化床氧化塔及其處理工藝，特別是一種用于高濃度工業(yè)有機廢水處理及有毒難降解工業(yè)廢水處理的Fenton流化床氧化塔及其處理工藝，屬于流化床氧化塔及其處理工藝的創(chuàng)新技術。
【背景技術】
[0002]高濃度難降解有機廢水的特點是有機污染物濃度高、可生化性差?？梢酝ㄟ^預處理，改變難降解有機物的化學結構，降低其分子量，提高廢水的可生化性，使有機污染物在后續(xù)的生物處理過程中得到有效的降解。
[0003]Fenton氧化法是高濃度難降解有機廢水多種催化氧化預處理方法中的一種，具有投資成本低，對水質變異的忍受程度大，操作維護容易，操作成本低等優(yōu)點。 [0004]1894年，英國人H.J.H.Fenton發(fā)現(xiàn)采用Fe2+、H202體系能氧化多種有機物。后人為紀念他將亞鐵鹽和過氧化氫的組合稱為Fenton試劑，它能有效氧化去除傳統(tǒng)廢水處理技術無法去除的難降解有機物，其實質是H202在Fe2+的催化作用下生成具有高反應活性的羥基自由基(.0Η)，.0Η可與大多數有機物作用使其降解。隨著研究的深入，又把紫外光(UV)、草酸鹽等引入Fenton試劑中，使其氧化能力大大增強。從廣義上說，F(xiàn)enton法是利用催化劑、或光輻射、或電化學作用，通過Η202產生羥基自由基(.0Η)處理有機物的技術。從發(fā)展歷程來看，F(xiàn)enton法基本上是沿著光化學和電化學兩條路線向前發(fā)展的。
[0005]目前應用較為成熟的傳統(tǒng)Fenton氧化法技術，屬于均相Fenton氧化法技術，其原理是在酸性條件下，Η202在Fe2+的催化作用下分解產生.0Η，其氧化電位達到2.8V，它通過電子轉移等途徑將有機物氧化分解成小分子。同時，F(xiàn)e2+被氧化成Fe3+產生混凝沉淀，去除大量有機物。可見，F(xiàn)enton試劑在水處理中具有氧化和混凝兩種作用。由于Fe2+催化劑在后續(xù)混凝沉淀中直接排放，得不到重復利用，導致該工藝藥劑消耗量大、運行成本高、污泥產量大，同時均相反應體系還存在需外力攪拌、傳質效率低、反應器容積大、有機物去除效率低等缺點。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種流化床氧化塔。本發(fā)明提供一種改良型的Fenton流化床氧化塔，改良Fenton試劑的反應環(huán)境，以降低Fenton試劑的消耗量及運行成本、降低污泥產量、提高有機物去除效率。
[0007]本發(fā)明的另一目的在于提供一種操作方便的流化床氧化塔的處理工藝。
[0008]本發(fā)明的技術方案是:本發(fā)明的流化床氧化塔，包括有氧化塔的塔體、中心反應筒、濾料、出水堰、出水槽、布水濾頭、濾板、氧化塔出水口、內循環(huán)出水口、內循環(huán)進水口、排空閥、卸料口、入孔、硫酸進藥管、雙氧水進藥管、硫酸亞鐵進藥管、原水進水管、污泥回流管，塔體及中心反應筒均為筒形，塔體的上方開有出水堰，塔體的外側固定有出水槽，濾料置放于布水濾頭及濾板上，氧化塔出水口位于塔體的上方，內循環(huán)出水口位于氧化塔出水口的下方，內循環(huán)進水口位于塔體的底部，在其連接管道上設有排空閥，濾板的上方設有濾料的卸料口及入孔，硫酸進藥管、雙氧水進藥管、硫酸亞鐵進藥管、原水進水管、污泥回流管均安裝于塔體上方的中心反應筒的入口處。
[0009]本發(fā)明流化床氧化塔的處理工藝，包括如下步驟:
1)有機廢水進入Fenton流化床,難降解有機物經Fenton反應的氧化作用降解為小分子有機物，部分有機物進一步氧化為二氧化碳和水；
2)流化床出水再進入后續(xù)混凝沉淀池進行一級沉淀，以去除大部分有機物。一沉池出水PH調至中性后進入曝氣生化池，再進入二沉池，在生化作用和混凝沉淀作用下進一步去除剩余的C0D，二沉池出水進入砂濾池，保證濁度達標后排放；
3)一沉池部分污泥回流至Fenton流化床，達到循環(huán)利用催化劑的效果。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點:
1)本發(fā)明的圓柱形氧化塔塔體及中心反應筒結構，延長了水流流程，提高了混合效率，避免H2O2因塔身高度不夠，在混合均勻前就進入大氣而分解，提高H2O2的利用率，節(jié)省用藥量，提聞反應效率；
2)本發(fā)明采用內循環(huán)系統(tǒng)+濾料，大水量內循環(huán)水力攪動濾料的方式，增大藥劑與廢水的接觸面積，提聞傳質效率；
3)本發(fā)明采用污泥回流，循環(huán)利用氧化塔產生的三價鐵(Fe3+)在擔體表面產生FeOOH的結晶，大大減少了 Fen ton藥劑中Fe2+催化劑的投加量。
[0011]4)本發(fā)明采用濾頭布水，防止砂料進入濾板下層空間，確保內循環(huán)系統(tǒng)不出現(xiàn)堵
塞現(xiàn)象。
[0012]本發(fā)明是一種設計巧妙，性能優(yōu)良，方便實用的流化床氧化塔。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的的結構示意圖；
圖2為本發(fā)明的處理流程圖。
【具體實施方式】
[0014]實施例:
本發(fā)明的結構示意圖如圖1所示，本發(fā)明的流化床氧化塔，包括有氧化塔的塔體1、中心反應筒2、濾料3、出水堰4、出水槽5、布水濾頭6、濾板7、氧化塔出水口 8、內循環(huán)出水口
9、內循環(huán)進水口 10、排空閥11、卸料口 12、入孔13、硫酸進藥管14、雙氧水進藥管15、硫酸亞鐵進藥管16、原水進水管17、污泥回流管18,塔體I及中心反應筒2均為筒形，塔體I的上方開有出水堰4，塔體I的外側固定有出水槽5，濾料3置放于布水濾頭6及濾板7上，氧化塔出水口 8位于塔體I的上方，內循環(huán)出水口 9位于氧化塔出水口 8的下方，內循環(huán)進水口 10位于塔體I的底部，在其連接管道上設有排空閥11，濾板的上方設有濾料的卸料口 12及入孔13,硫酸進藥管14、雙氧水進藥管15、硫酸亞鐵進藥管16、原水進水管17、污泥回流管18均安裝于塔體I上方的中心反應筒2的入口處。
[0015]本實施例中，上述塔體I及中心反應筒2均為圓柱狀筒形。
[0016]本實施例中，上述硫酸進藥管14、雙氧水進藥管15、硫酸亞鐵進藥管16、原水進水管17、污泥回流管18均安裝有調節(jié)流量的調節(jié)閥。
[0017]本實施例中，上述塔體I的外側焊接出水槽5。
[0018]本實施例中，上述中心反應筒2由支架19、20固定在塔體I上。
[0019]Fenton流化床原理:
Fenton流化床是利用流化床的方式使Fenton法所產生之三價鐵大部分得以結晶或沉淀附著在流化床的填料上，是一項結合了化學氧化(Fenton法)、異相化學氧化(H2O2/Fenton)、流化床結晶及Fenton的還原溶解等功能的新技術。這項技術將傳統(tǒng)的Fenton氧化法作了大幅度的改良，將鐵離子固定化，又不會使其失去活性，實現(xiàn)了催化劑的循環(huán)利用，如此可減少均相Fenton法大量的化學污泥量。而流化床的方式能夠使負載催化劑與反應液重復接觸，使催化劑有效比表面積大大增加，提高了傳質效率，促進了化學反應進行，提高COD去除率。
[0020]由于填料處于流化狀態(tài)，流化床Fenton反應器內不需要外加動力進行攪拌，可以減少傳統(tǒng)Fenton反應中雙氧水因劇烈攪而動造成的無效分解，降低雙氧水用量；不需要外加動力攪拌也可以降低空氣中氧氣對廢水的復氧，減少亞鐵的無效氧化；無動力攪拌，可以降低系統(tǒng)電耗，降低運行費用。流化床Fenton反應器采用特殊結構制作，可以增加各物質之間的傳質效率，縮短反應時間，從而降低反應器容積；相對于傳統(tǒng)Fenton反應的間歇操作，流化床實行連續(xù)進水、連續(xù)出水，操作維護簡單。
[0021]本發(fā)明的工作原理如下:原水從原水進水管[17]進入到中心反應筒[2]，同時從硫酸、雙氧水、硫酸亞鐵進藥管[14、15、16]向中心反應筒中加入相應藥劑，原水和藥劑在中心反應筒中快速混合，進入氧化塔塔體[I]內。混合液與流化態(tài)的填料[3]充分接觸，發(fā)生非均相Fenton反應，出水從出水堰[4]中溢出，進入出水槽[5]后，大部分出水進入內循環(huán)出水口 [9]，經循環(huán)泵后從內循環(huán)進水口 [10]進入到濾板[7]下，循環(huán)水經濾頭[6]布水均勻后進入氧化塔塔體內，強大的水流沖擊使濾料呈流化狀態(tài)。出水槽剩余部分出水從出水管[8]流出，進入到后續(xù)的處理單元。后續(xù)的沉淀污泥經污泥回流管[18]進入中心反應筒，達到循環(huán)利用催化劑的效果。
[0022]本發(fā)明的主要用途:
Fenton流化床可用于對高濃度難降解有機廢水的預處理，改變難降解有機物的化學結構，降低其分子量，提高廢水的可生化性，使有機污染物在后續(xù)的生物處理過程中得到有效的降解。也可用于有機廢水的深度處理，保證出水COD達標。
[0023]Fenton流化床預處理高濃度難降解有機廢水的典型工藝流程如圖2所示:
有機廢水進入Fenton流化床,難降解有機物經Fenton反應的氧化作用降解為小分子
有機物，部分有機物進一步氧化為二氧化碳和水。流化床出水再進入后續(xù)混凝沉淀池進行一級沉淀，以去除大部分有機物。一沉池出水PH調至中性后進入曝氣生化池、二沉池，進一步去除剩余的C0D，二沉池出水進入砂濾池，保證濁度達標后排放。一沉池部分污泥回流至Fenton流化床,達到循環(huán)利用催化劑的效果。
[0024]本發(fā)明的處理效果:
Fenton流化床氧化塔用于合成樹脂廢水的預處理，原水COD達20000mg/l,本項目Fenton流化床氧化塔結合后續(xù)混凝沉淀單元，出水COD可降至1000 mg/1以下，與傳統(tǒng)Fenton氧化技術相比，耗藥量及污泥產量均可減少50%以上，大大改善了出水的可生化性，保證了后續(xù)生化 工藝的高效運行。
【權利要求】
1.一種流化床氧化塔，其特征在于包括有氧化塔的塔體、中心反應筒、濾料、出水堰、出水槽、布水濾頭、濾板、氧化塔出水口、內循環(huán)出水口、內循環(huán)進水口、排空閥、卸料口、入孔、硫酸進藥管、雙氧水進藥管、硫酸亞鐵進藥管、原水進水管、污泥回流管，塔體及中心反應筒均為筒形，塔體的上方開有出水堰，塔體的外側固定有出水槽，濾料置放于布水濾頭及濾板上，氧化塔出水口位于塔體的上方，內循環(huán)出水口位于氧化塔出水口的下方，內循環(huán)進水口位于塔體的底部，在其連接管道上設有排空閥，濾板的上方設有濾料的卸料口及入孔，硫酸進藥管、雙氧水進藥管、硫酸亞鐵進藥管、原水進水管、污泥回流管均安裝于塔體上方的中心反應筒的入口處。
2.根據權利要求1所述的流化床氧化塔，其特征在于上述塔體及中心反應筒均為圓柱狀筒形。
3.根據權利要求1所述的流化床氧化塔，其特征在于上述硫酸進藥管、雙氧水進藥管、硫酸亞鐵進藥管、原水進水管、污泥回流管均安裝有調節(jié)流量的調節(jié)閥。
4.根據權利要求1所述的流化床氧化塔，其特征在于上述塔體的外側焊接出水槽。
5.根據權利要求1所述的流化床氧化塔，其特征在于上述中心反應筒由支架固定在塔體上。
6.一種流化床氧化塔的處理工藝，其特征在于包括如下步驟: 1)有機廢水進入Fenton流化床,難降解有機物經Fenton反應的氧化作用降解為小分子有機物，部分有機物進一步氧化為二氧化碳和水； 2)流化床出水再進入后續(xù)混凝沉淀池進行一級沉淀，以去除大部分有機物；一沉池出水PH調至中性后進入曝氣生化池，再進入二沉池，在生化作用和混凝沉淀作用下進一步去除剩余的COD，二沉池出水進入砂濾池，保證濁度達標后排放； 3)一沉池污泥回流至Fenton流化床，達到循環(huán)利用催化劑的效果。
【文檔編號】C02F101/30GK103755106SQ201410049500
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年2月13日 優(yōu)先權日:2014年2月13日
【發(fā)明者】田永, 盧玲玲, 郭鍵勇 申請人:廣州益方田園環(huán)保股份有限公司