CN203530001U - 过硫酸盐活化高级氧化反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种过硫酸盐活化高级氧化反应器，包括一个密闭的罐体，罐体与支座连接，在罐体内设有内筒，在内筒中设有超声波管和石英管，石英管内设紫外线，超声波管内设声波反射器，内筒与罐体之间设有一个层流反应出水区，该区内设有一个填料层，罐体上设有进水管、出水口、排空管和排气口，在出水口和填料层之间设有曝气管，在内筒底部设有进药口，进药口的上端连接药剂反应筒，在药剂反应筒的上端设有加药管，在加药管的上端连接有深入内筒的内部的布药管。该反应器内设紫外线发射装置和超声装置，且在罐体中实现络合亚铁催化活化过硫酸盐高级氧化处理高浓度难降解的有机废水，提高了废水的处理效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种污水处理的氧化反应器，特别是过硫酸盐活化高级氧化反应器。
背景技术
传统的高级氧化技术是以OH·为主要活性物质降解污染物，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：芬顿法反应中需要pH值 在3左右的条件下芬顿（Fenton）试剂才有较好的活性，而在pH值大于6时，芬顿试剂的效果由于铁聚集和沉降而大大降低。并且在有氧气的情况下，二价铁很容易被氧化成三价铁从而沉降下来失去催化作用；又由于大量废水的pH值都是大于6的，故而需要预先添加酸性试剂调节废水为酸性，这就增加的运行的成本，且操作复杂，工作环境恶劣；芬顿试剂并不能完全矿化有机物。通常情况下因为铁聚集和沉降现象的出现，降解的中间产物即可与三价铁形成稳定的络合物，又可与OH·的生产发生竞争关系，使用芬顿试剂降解有机污染物矿化程度大大降低；高级氧化反应中剩余的氧化剂和催化剂未能充分被利用，造成药剂的浪费和形成二次污染。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种提高废水处理效率、节约药剂消耗、降低成本的过硫酸盐活化高级氧化反应器。
为了实现上述目的，本实用新型所设计的过硫酸盐活化高级氧化反应器，包括一个密闭的罐体，所述罐体与支座连接，在罐体内设有内筒，在所述内筒中设有超声波管和石英管，内筒与罐体之间设有一个层流反应出水区，该区内设有一个填料层，且上下部均用丝网进行封闭，罐体上设有进水管、出水口、排空管和排气口，所述排气口设在罐体顶端，进水管设在罐体底部，进水管与排气口均设在对应罐体的中部，所述排空管和出水口设置于罐体底部的前后对应侧，在出水口和填料层之间设有曝气管。在内筒底部设有进药口，所述进药口为四个，分别为两个催化剂进药口和两个氧化剂进药口，所述进药口的上端连接药剂反应筒，所述药剂反应筒为椭圆形，在所述药剂反应筒的上端设有加药管，所述加药管为伞状锥型，在所述加药管的上端连接有深入内筒的内部的布药管。
作为优选，所述药剂反应筒为椭圆形，可以增大催化管道中酸络合亚铁、氧化剂管道中双氧水分解过硫酸盐混合时间充分反应，提高其处理废水的活性；又在催化剂和氧化剂连接的主管道中开有多个孔，使药剂与废水反应更为充分。
作为优选，所述内筒为废水和处理药剂的混合反应区，增大了废水、药剂的接触面积，增强了反应效果；内筒的设置也起到隔板的作用，增大罐体内的水力停留时间，提高废水处理效率。
作为优选，所述内筒中设有两根超声波管和两根石英管，石英管内设紫外线、超声波管内设声波反射器，通过光、声、热、气等综合元素的反应条件控制，诱发催化氧化和协同作用与有机化合物间发生加成取代、电子转移、开环断键等作用，高效快速的去除污染物并可以使得废水中难降解的大分子氧化降解成小分子物质，甚至转化为二氧化碳和水，且矿化部分物质，减少产泥量，达到无害化的目的的深度处理。在填料层的下方安有多孔的曝气管，其作用主要是提供氧源、曝气还有搅拌。通过各项外加手段联合光、热、过度金属活化过硫酸盐，增强活性，提高废水的可生化性，通过氧化作用，充分地将反应中的二价铁转化为三价铁，避免了二价铁与SO4 . 和OH·发生反应，从而减少了强氧化自由基的浓度，以致降低了对难降解有机物的分解氧化效率。并利用了三价铁的絮凝、吸附作用，也可以去除部分的有机物,在降低有机物(COD)的同时还有去除色度、起到杀菌消毒的作用。
基于硫酸根自由基SO4 .的过硫酸盐高级氧化法是一种高浓度难降解有机污染物去除新技术。即过硫酸盐在光、热、过渡金属的活化作用下产生极强氧化能力的SO4 .其氧化还原电位2.6V，相比OH·氧化还原电位2.3V要高。SO4 .与有机化合物间的加成取代、电子转移、断键、开环，达到降解各种难降解有机物且其活性更好，中间体更稳定，以及活化过硫酸盐可在中性的条件下进行反应，从而减少了芬顿法中调节pH酸的投加费用。添加适量的络合剂络合亚铁离子可以控制溶液中游离的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，提高了过硫酸盐药剂的使用效率，节约药剂消耗，降低成本。
本实用新型得到的过硫酸盐活化高级氧化反应器, 相比其他反应器，其结构设计合理，提升了容积利用率低的问题，且操作简单，便于安装与维修；采用光、声、络合剂等结合作用提高了各药剂的活性，增大了强氧化自由基的浓度和存在时间，避免了过量亚铁作用减少自由基的浓度，从而大大提升了反应处理废水的效率，在增强处理效果的同时，降低了投资和运行成本，适用于高、中、低各种不同浓度的废水处理，以及有毒废水的处理。对于生活、工业污水的深度处理可通过添加络合剂络合硫酸亚铁对过硫酸盐的催化起到高级氧化作用，既降低了出水COD、SS和色度指标，同时也起到了杀菌消毒的作用。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的左视图；
图3是本实用新型的俯视图；
图4是本实用新型的石英管在罐体内的分布示意图；
图5是本实用新型的超声波管在罐体内的分布示意图；
图6是本实用新型的曝气管在罐体内的分布示意图。
图中：排气口1、丝网2、石英管3、罐体4、布药管5、内筒6、加药管7、排空管8、进药口9、进水管10、填料层11、超声波管12、曝气管13、药剂反应筒14、出水口15、支座16、人工检修孔17。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
实施例1：
如图1、图2所示，本实施例提供的过硫酸盐活化高级氧化反应器，包括一个密闭的罐体4，所述罐体4与支座16连接，在罐体4内设有内筒6，如图4、图5所示，在所述内筒6中设有两根超声波管12和两根石英管3，石英管3内设紫外线、超声波管12内设声波反射器；内筒6与罐体4之间设有一个层流反应出水区，该区内设有一个填料层11，且上下部均用丝网2进行封闭，可起到一个防止填料和未能完全溶解的药剂的流失。罐体4上设有进水管10、出水口15、排空管8和排气口1，所述排气口1设在罐体4顶端，进水管10设在罐体4底部，进水管10与排气口1均设在对应罐体4的中部，所述排空管8和出水口15设置于罐体4底部的前后对应侧。如图6所示，在出水口15和填料层11之间设置四根环绕层流反应区的曝气管13，并在曝气管13中开有数个曝气孔。在内筒6底部设有进药口9，所述进药口9为四个，分别为两个催化剂进药口9和两个氧化剂进药口9，所述进药口9的上端左右各连接一个椭圆形的药剂反应筒14，在所述药剂反应筒14的上端设有伞状锥型加药管7，在所述加药管7的上端连接有深入内筒6的内部的布药管5。如图3所示，罐体4外顶部开有两个人工检修孔17，便于检修人员进行对设备的检修。
Claims (7)
1.一种过硫酸盐活化高级氧化反应器，包括一个密闭的罐体（4），其特征是：在罐体（4）内设有内筒（6），在所述内筒（6）中设有超声波管（12）和石英管（3），内筒（6）与罐体（4）之间设有一个层流反应出水区，该区内设有一个填料层（11），且上下部均用丝网（2）进行封闭，罐体（4）上设有进水管（10）、出水口（15）、排空管（8）和排气口（1），在出水口（15）和填料层（11）之间设有曝气管（13），在内筒（6）底部设有进药口（9），所述进药口（9）的上端连接药剂反应筒（14），在所述药剂反应筒（14）的上端设有加药管（7），在所述加药管（7）的上端连接有深入内筒（6）的内部的布药管（5）。
2.根据权利要求1所述的过硫酸盐活化高级氧化反应器，其特征是：所述排气口（1）设在罐体（4）顶端，进水管（10）设在罐体（4）底部，进水管（10）与排气口（1）均设在对应罐体（4）的中部。
3.根据权利要求1所述的过硫酸盐活化高级氧化反应器，其特征是：所述进药口（9）为四个，分别为两个催化剂进药口（9）和两个氧化剂进药口（9）。
4.根据权利要求1所述的过硫酸盐活化高级氧化反应器，其特征是：所述排空管（8）和出水口（15）设置于罐体（4）底部的前后对应侧。
5.根据权利要求1所述的过硫酸盐活化高级氧化反应器，其特征是：所述药剂反应筒（14）为椭圆形。
6.根据权利要求1所述的过硫酸盐活化高级氧化反应器，其特征是：所述加药管（7）为伞状锥型。
7.根据权利要求1所述的过硫酸盐活化高级氧化反应器，其特征是：所述罐体（4）与支座（16）连接。
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