CN110818061A

CN110818061A - 芬顿反应器

Info

Publication number: CN110818061A
Application number: CN201911223842.2A
Authority: CN
Inventors: 劳红标; 蔡建峰; 宋华龙; 钱建华
Original assignee: SHAOXING WATER TREATMENT DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: SHAOXING WATER TREATMENT DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2019-12-04
Filing date: 2019-12-04
Publication date: 2020-02-21

Abstract

本申请提供一种芬顿反应器，属于水、废水、污水或污泥的多级处理技术领域。包括反应管和输出管，反应管一端设置入口，另一端连通至输出管处，输出管侧壁开设输出泵，待处理介质由入口到输出泵为逆时针流向；所述反应管的入口端沿水流入方向依次设置添加口一和添加口二，分别添加硫酸亚铁和双氧水；反应管是由多段管件连接形成的井式结构，并在该井式结构上设置有至少一个混合器，反应管与输出管连接的一端处设置液碱投加口，液碱经液碱投加口，处理后的介质经输出泵排入下道工序。将本申请应用于污水处理，具有空间占据小、反应速度快等优点。

Description

芬顿反应器

技术领域

本申请涉及一种芬顿反应器，属于水、废水、污水或污泥的多级处理技术领域。

背景技术

在污水处理过程中，生化处理应用较为普遍。然而，当下的生化处理后，水体中仍然含有大量的难降解物质，常规芬顿反应器在进行生化处理后水体的反应时，由于其自身的局限性，加药的混合难度大，无法满足实际芬顿反应的混合需要，反应周期长；且其混合、芬顿药剂添加、液碱添加、水体输送等均需要对应各自独立的器件，占地空间大，不利于污水的处理。

上述问题的存在，最终都会引起水处理效果不稳定、不达标、企业生产成本增加的缺陷。

发明内容

有鉴于此，针对污水如印染废水等待处理介质的深度处理，本申请提供一种可实现占据空间小、反应速度快的芬顿反应器。

具体地，本申请是通过以下方案实现的：

芬顿反应器，包括反应管和输出管，反应管一端设置入口，另一端连通至输出管处，输出管侧壁开设输出泵，待处理介质由入口到输出泵为逆时针流向；所述反应管的入口端沿水流入方向依次设置添加口一和添加口二，分别添加硫酸亚铁和双氧水，亚硫酸铁浓度为25%，投加量为投加量为3600~4000mg/L，双氧水浓度为35%，投加量为250~300mg/L，pH调至3~4；反应管是由多段管件连接形成的井式结构，并在该井式结构上设置有至少一个混合器，反应管与输出管连接的一端处设置液碱投加口，液碱经液碱投加口，浓度为32%，投加量为300~700mg/L，pH调至6~8，处理后的介质经输出泵排入下道工序。

上述方案中，以反应管、输出管和混合器形成反应器，反应主要集中在反应管中，其上于入口附近设置添加口一和添加口二，依次添加硫酸亚铁和双氧水，二价铁离子与双氧水混合产生强氧化性的羟基离子，经过生化处理后的污水如印染废水由于其中含有大量难降解物质，这些物质遇到羟基离子被氧化并快速降解，而硫酸亚铁与双氧水这样的次序安排，也有效提高了废水中所含有害物质的反应效率，而混合器的设置则在废水输送过程中强化混合效果，确保废水与硫酸亚铁、双氧水充分接触并反应完全，当这些废水沿井式结构形成的路径输送至末端时，相较于常规直线方式设置的反应管而言，井式结构在有限空间上赋予废水更长的输送路径，进而保证了反应时长，此时，经液碱投加口加入液碱将废水pH调节至中性，以满足排放水标准，同时，促进二价铁离子转变为本身即具有絮凝效果的三价铁离子，废水经三价铁离子完成絮凝反应，再经输出管上的输出泵泵出至气浮分离或沉淀池沉淀分离。上述过程在输送过程中依次安排硫酸亚铁反应、双氧水反应和液碱调节，整个过程快速有效，药剂与待处理废水的混合只需要10-20s即可完成，反应与混合在管内输送中完成，相当于在有限空间内实现了反应时长的延长；待处理介质沿逆时针方向输送，在有限空间中，每段管件的长度得以保证，加工和连接便捷程度更好，且保证了待处理介质与药剂（硫酸亚铁、双氧水）的自然缓慢混合，也降低了额外能耗的使用量。

在上述反应基础上，基于液碱添加的均匀性考虑，优选设置两个液碱投加口，即第一投加口和第二投加口，一个作为备用，一个作为常用，满足不同程度酸碱度介质的调节。

在上述反应基础上，基于反应管线的布置，申请人对反应管的井式结构做了进一步的研究，并确定较为优选的井式结构为：

方案一：所述反应管由五段管件构成，分别为一段管、二段管、三段管、四段管、五段管，一段管、二段管、三段管、四段管、五段管顺次环绕连接形成井式结构，入口、添加口一、添加口二依次设置于一段管上，液碱投加口设置于五段管上，五段管与输出管连通。优选的，所述一段管与二段管、二段管与三段管、三段管与四段管、四段管与五段管分别以弯管连通，在每个转弯处以弯管连接，有效减少了死角的存在可能性，传输和反应更加有效，也降低了反应产物在管道中的滞留，并反映为反应管使用周期的延长。所述二段管、三段管上设置有添加口三、添加口四，添加口三、添加口四作为备用投加点设置，满足污水情况严重时使用，当一段管处投加的药剂处理效果不足时，在添加口三、添加口四处进行药剂的补充投加，处理方式灵活的同时，也确保反应充分进行。所述一段管、二段管、三段管、四段管、五段管上各设置一个混合器，即混合器一、混合器二、混合器三、混合器四、混合器五。每段管上均设置混合器，有利于提高反应的充分均匀进行；更优选的，所述五段管上设置有两个混合器，除混合器五外还有混合器六，五段管为反应管与输出管连接的管件，为确保输出均匀、避免输出造成的动荡，将该位置设置两个混合器，有利于提高输出介质的均匀。

方案二：所述反应管由七段管件构成，分别为一段管、二段管、三段管、四段管、五段管、六段管和七段管，一段管、二段管、三段管、四段管、五段管、六段管和七段管顺次环绕连接形成井式结构，入口、添加口一、添加口二依次设置于一段管上，液碱投加口设置于七段管上，七段管与输出管连通。优选的，所述一段管与二段管、二段管与三段管、三段管与四段管、四段管与五段管、五段管与六段管、六段管与七段管分别以弯管连通，在每个转弯处以弯管连接，有效减少了死角的存在可能性，传输和反应更加有效，也降低了反应产物在管道中的滞留，并反映为反应管使用周期的延长。所述三段管、四段管、五段管上分别设置有添加口四、添加口五、添加口六，添加口四、添加口五、添加口六作为药剂备用投加点设置，满足污水情况严重时使用，当一段管处投加的药剂处理效果不足时，在添加口四、添加口五、添加口六几处进行药剂的补充投加，处理方式灵活的同时，也确保反应充分进行。所述六段管上设置有混合器，即混合器一，或者，所述四段管、五段管、六段管、七段管上均设置有混合器，即混合器二、混合器三、混合器一、混合器五，有利于提高反应的充分均匀进行；更优选的，所述六段管和/或七段管上设置有两个混合器，即混合器一与混合器四和/或混合器五与混合器六，六段管为反应后期管，七段管为反应管与输出管连接的管件，为确保输出均匀、避免输出造成的动荡，将该两处设置两个混合器，有利于提高输出介质的均匀。

附图说明

图1为本申请的第一种结构示意图；

图2为本申请的第二种结构示意图；

图3为本申请的第三种结构示意图；

图4为本申请的第四种结构示意图。

图中标号：1.反应管；11.入口；12.一段管；121.添加口一；122.添加口二；13.二段管；131.添加口三；14.三段管；141.添加口四；15.四段管；151.添加口五；16.五段管；161.添加口六；17.六段管；18.七段管；2.输出管；21.输出泵输出泵； 3.混合器一；4.混合器二；5.混合器三；6.混合器四；7.混合器五；8.混合器六；9.液碱投加口；91.第一投加口；92.第二投加口。

具体实施方式

本实施例芬顿反应器，结合图1，包括反应管1和输出管2（长7600mm），反应管1一端设置入口11，另一端连通至输出管2处，输出管2侧壁开设输出泵21，输出管2经输出泵21将输出管中的水体经图1右侧输送至下道工序处；反应管1的入口11一端沿水流入方向依次设置添加口一121（优选设置于对应管段的中轴线上，DN300/40mm）和添加口二122（优选设置于对应管段的中轴线上），分别添加硫酸亚铁和双氧水，反应管1与输出管2连接的一端处设置液碱投加口9（优选设置于对应管段的中轴线上，DN300/25mm）；反应管1是由多段管件连接形成的井式结构，并在该井式结构上设置有至少一个混合器，待处理介质由入口11到输出泵21为逆时针流向。

上述方案中，以反应管1、输出管2和混合器形成反应器，反应主要集中在反应管1中，其上于入口11附近设置添加口一121和添加口二122，依次添加硫酸亚铁（投加量为3600~4000mg/L，浓度为25%）和双氧水（如：投加量为250~300mg/L，浓度为35%），经过处理后的污水如印染废水由于其中含有大量的硝基物，在该位置，添加的亚硫酸亚铁与双氧水反应生成强氧化性的羟基离子，上述药剂待处理水体混合时间可在10-20s内完成，羟基离子将硝基物等难降解物反应并降解，反应与混合在管内输送中完成，有效提高了废水中所含有害物质的反应效率，而混合器的设置则在废水输送过程中强化混合效果，确保废水与硫酸亚铁、双氧水充分接触并反应完全，混合快速、反应速度快，pH调整至3~4，当这些废水沿井式结构形成的路径输送至末端时，相较于常规直线方式设置的反应管而言，井式结构在有限空间上赋予废水更长的输送路径，进而保证了反应时长，此时，经液碱投加口9加入液碱（如：投加量为300~700mg/L，浓度为32%）将废水pH调回6~8，满足排放水标准，输出泵21（DN800mm）可如图1所示设置三个（优选设置于输出管2的横向中轴线上，输出泵之间间距自左而右依次为3050mm、3100mm，且最左端与液碱投加口9同轴线设置，该处的输出泵的中心纵向上与反应管1末端的距离为1050mm，横向上与输出管2左端距离为750mm，另一端的输出泵的中心与输出管2右端距离为700mm），调节pH完毕的介质经输出泵21送至气浮分离或沉淀池沉淀分离。上述过程在输送过程中依次安排硫酸亚铁反应、双氧水反应和液碱调节，整个过程快速有效，且井式结构的反应管1设置，在有限空间内实现反应时长的延长，待处理介质沿逆时针方向输送，每段管件的长度得以保证，加工和连接便捷程度更好，且保证了待处理介质与药剂的自然缓慢混合，也降低了额外能耗的使用量。

在上述方案中，基于液碱添加的均匀性考虑，优选设置两个液碱投加口9，即图1所示的第一投加口91和第二投加口92（两个投加口的间距为2400mm，第二投加口92的中心距离下端距离为300mm），一个作为备用，一个作为常用，满足不同程度酸碱度介质的调节。

在上述方案中，基于不同实施条件的考量，可优选采用以下方案实施：

方案一：结合图1，反应管由五段管件（DN1300mm）构成，分别为一段管12（长2500mm）、二段管13（长2500mm）、三段管14（长3000mm）、四段管15（长4000mm）、五段管16（长4800mm），一段管12、二段管13、三段管14、四段管15、五段管16顺次环绕连接形成井式结构，入口11为一段管12的开口，添加口一121、添加口二122依次设置于一段管12上，液碱投加口9设置于五段管16上，五段管16与输出管2连通；一段管12、二段管13、三段管14、四段管15、五段管16上分别设置混合器一3、混合器二4、混合器三5、混合器四6、混合器五7，其中，添加口一121不在混合器一3上，而添加口二122则位于混合器一3上，第一投加口91、第二投加口92均不在混合器五7上，每段管上均设置混合器，有利于提高反应的充分均匀进行。

作为方案一的备选，上述方案还可以按照如下方式增设：一段管12与二段管13、二段管13与三段管14、三段管14与四段管15、四段管15与五段管16分别以弯管（R1300mm）连通，在每个转弯处以弯管连接，有效减少了死角的存在可能性，传输和反应更加有效，也降低了反应产物在管道中的滞留，并反映为反应管使用周期的延长。

作为方案一的备选，上述方案还可以按照如下方式增设：二段管13、三段管14上设置有添加口三131（优选设置于对应管段的中轴线上，DN300/25mm）、添加口四141（优选设置于对应管段的中轴线上，DN300/25mm），添加口三131、添加口四141作为备用投加点设置，且均不在对应管段上的混合器上，满足污水情况严重时使用，当一段管12处投加的药剂处理效果不足时，在添加口三131、添加口四141处进行药剂补充，处理方式灵活，也确保反应充分进行。

作为方案一的备选，上述方案还可以按照如下方式增设：结合图2，五段管16上设置有两个混合器，即混合器五7、混合器六8，五段管16为反应管1与输出管2连接的管件，为确保输出均匀、避免输出造成的动荡，将该位置设置两个混合器，并将第二投加口92设置在混合器六8上，以利于提高输出介质混合均匀性。

方案二：结合图3，反应管1由七段管件（DN1300mm）构成，分别为一段管12（长1000mm）、二段管13（长1000mm）、三段管14（长1585mm）、四段管15（长2500mm）、五段管16（长3000mm）、六段管17（长4000mm）和七段管18（长4800mm），一段管12、二段管13、三段管14、四段管15、五段管16、六段管17和七段管18顺次环绕连接形成井式结构，入口11为一段管12的开口，添加口一121（优选设置于对应管段的中轴线上，DN300/40mm）、添加口二122（优选设置于对应管段的中轴线上）依次设置于一段管12上，液碱投加口9（优选设置于对应管段的中轴线上，DN300/25mm）设置于七段管18上，七段管18与输出管2连通；六段管17上设置混合器一3。

作为方案二的备选，上述方案还可以按照如下方式增设：一段管12与二段管13、二段管13与三段管14、三段管14与四段管15、四段管15与五段管16、五段管16与六段管17、六段管17与七段管18分别以弯管（R1300mm）连通，在每个转弯处以弯管连接，有效减少了死角的存在可能性，传输和反应更加有效，也降低了反应产物在管道中的滞留，并反映为反应管使用周期的延长。

作为方案二的备选，上述方案还可以按照如下方式增设：结合图3，三段管14、四段管15、五段管16上分别设置有添加口四141（优选设置于对应管段的中轴线上，DN300/25mm）、添加口五151、添加口六161，添加口四141为预留药剂添加口，添加口五151、添加口六161为曝气预留投加点，满足污水情况严重时使用，当一段管12处投加的药剂处理效果不足时，在添加口四141、添加口五151、添加口六161几处进行预留补充投加，处理方式灵活的同时，也确保反应充分进行，而两个曝气预留配合混合器一3的设置，提高曝气效率。

作为方案二的备选，上述方案还增设如下：结合图4，四段管15、五段管16、六段管17、七段管18上均设置有混合器，即混合器二4、混合器三5、混合器一3、混合器五7，有利于提高反应的充分均匀进行；更优选的，六段管17上设置两个混合器，即混合器一3与混合器四6，七段管18上设置有两个混合器，即混合器五7与混合器六8，六段管17为反应后期管，七段管18为反应管1与输出管2连接的管件，为确保输出均匀、避免输出造成的动荡，此时可将添加口五151调整为预留药剂加药口，添加口六161仍为曝气预留投加点，配合六段管17、七段管18两处设置的两个混合器，有利于提高输出介质的均匀。

Claims

1.芬顿反应器，其特征在于：包括反应管和输出管，反应管一端设置入口，另一端连通至输出管处，输出管侧壁开设输出泵，待处理介质由入口到输出泵为逆时针流向；所述反应管的入口端沿水流入方向依次设置添加口一和添加口二，分别添加硫酸亚铁和双氧水，亚硫酸铁浓度为25%，投加量为投加量为3600~4000mg/L，双氧水浓度为35%，投加量为250~300mg/L，pH调至3~4；反应管是由多段管件连接形成的井式结构，并在该井式结构上设置有至少一个混合器，反应管与输出管连接的一端处设置液碱投加口，液碱经液碱投加口，浓度为32%，投加量为300~700mg/L，pH调至6~8，处理后的介质经输出泵排入下道工序。

2.根据权利要求1所述的芬顿反应器，其特征在于：所述液碱投加口包括第一投加口和第二投加口。

3.根据权利要求1或2所述的芬顿反应器，其特征在于：所述反应管由五段管件构成，分别为一段管、二段管、三段管、四段管、五段管，一段管、二段管、三段管、四段管、五段管顺次环绕连接形成井式结构，入口、添加口一、添加口二依次设置于一段管上，液碱投加口设置于五段管上，五段管与输出管连通。

4.根据权利要求3所述的芬顿反应器，其特征在于：所述二段管、三段管上设置有添加口三、添加口四。

5.根据权利要求3所述的芬顿反应器，其特征在于：所述混合器为多个，且一段管、二段管、三段管、四段管、五段管上各设置一个。

6.根据权利要求3所述的芬顿反应器，其特征在于：所述混合器为多个，其中，一段管、二段管、三段管、四段管上各设置一个，五段管上设置有两个。

7.根据权利要求1或2所述的芬顿反应器，其特征在于：所述反应管由七段管件构成，分别为一段管、二段管、三段管、四段管、五段管、六段管和七段管，一段管、二段管、三段管、四段管、五段管、六段管和七段管顺次环绕连接形成井式结构，入口、添加口一、添加口二依次设置于一段管上，液碱投加口设置于七段管上，七段管与输出管连通。

8.根据权利要求7所述的芬顿反应器，其特征在于：所述三段管、四段管、五段管上分别设置有添加口四、添加口五、添加口六，添加口四、添加口五、添加口六作为药剂备用投加点设置。

9.根据权利要求7所述的芬顿反应器，其特征在于：所述混合器设置于六段管上；或者，所述混合器为多个，四段管、五段管、六段管、七段管上各设置一个。

10.根据权利要求7所述的芬顿反应器，其特征在于：所述混合器为多个，四段管、五段管上各设置一个，六段管和/或七段管上设置有两个混合器。