CN207659165U - 一种芬顿氧化反应塔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种芬顿氧化反应塔装置，包括反应罐体，反应罐体包括下部的进水段和上部的反应段，进水段与反应段的交界处设置有曝气器，曝气器由若干个同心圆环管构成，同心圆环管上形成有曝气孔；进水段的侧壁上连接进水圆环管，进水圆环管上形成有进水孔述反应段由上至下依次设置有双氧水均布器、硫酸亚铁均布器和硫酸均布器，双氧水均布器上方设置有出水挡板，出水挡板上形成有第一出水口，出水挡板上方设置一锯齿堰，锯齿堰末端设置有第二出水口。该装置设计科学，布水布药均匀，巧妙利用空气上浮原理，不需要外加动力进行搅拌，节约运行电费，降低了设备成本，减少双氧水因剧烈搅动造成的无效分解，降低双氧水用量，提高了双氧水利用率。

Description

一种芬顿氧化反应塔装置

技术领域

本实用新型涉及一种芬顿氧化反应塔装置，属于污水处理技术领域。

背景技术

随着工业化进程的不断推进，含有高浓度难生化降解有机污染物的废水排放量也以更迅猛的速度增长，高浓度有机废水污染物的种类不断增多，其处理难度也不断增加，工业废水中大量金属离子和表面活性剂的存在，限制了生物法的使用。相对而言，化学高级氧化法处理工业废水在一定程度上解决了其他工艺的不足，在当前技术水平下，Fenton（芬顿）法作为一种高级氧化技术，逐渐成为处理难降解有机物的首选方法，在污水处理领域被广泛应用，此技术能有效处理污水中难降解污染物，提高出水指标。

Fenton氧化，其基本原理是通过化学反应产生具有强氧化性的羟基自由基(·OH)氧化分解有机污染物。羟基自由基(·OH)可以同时氧化多种有机物，具有降解能力强、选择性低、反应速率快、基础设施及操作简单、试剂无毒性，容易控制，投资较小等特点。但是现有传统的芬顿反应装置存在成本高、双氧水利用率不高、含铁污泥产率大、易造成二次污染等问题，为了提高芬顿氧化反应的利用率，亟待对芬顿氧化反应塔装置进行改进。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种芬顿氧化反应塔装置，实现双氧水的高效利用，减少铁泥的产生，节约成本的同时优化了水处理效果。

为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：

一种芬顿氧化反应塔装置，包括底部设有支腿的反应罐体，所述反应罐体包括下部的进水段和上部的反应段，所述进水段与反应段的交界处设置有曝气器，所述曝气器由若干个同心圆环管构成，所述同心圆环管上形成有曝气孔；所述进水段的侧壁上连接进水圆环管、底壁上设置有排空口，所述排空口处设置有塞体，所述进水圆环管上形成有进水孔；所述反应段由上至下依次设置有双氧水均布器、硫酸亚铁均布器和硫酸均布器，所述双氧水均布器上方设置有出水挡板，所述出水挡板上形成有第一出水口，所述出水挡板上方设置一锯齿堰，所述锯齿堰末端设置有第二出水口。

优选地，前述支腿数量为三个，利用三角支撑原理的稳定性，确保反应塔的稳固性。

再优选地，前述反应段为圆柱体结构，所述进水段为倒圆锥体结构，所述反应段与进水段为一体式结构。

更优选地，前述曝气器由3个同心圆环管构成，所述同心圆环管底部均匀地分布有若干对曝气孔，每对曝气孔均交错地分布于底部中心线两侧且沿径向向斜下方设置，与竖直方向构成45°夹角，所述曝气孔直径为4~6mm，这样的结构设置能够保证均匀地进气，与污水混合进行后续反应。

再优选地，前述进水圆环管为单环，所述进水圆环管底部等距离地分布有若干对进水孔，每对进水孔均交错地分布于底部中心线两侧且沿径向向斜下方设置，与竖直方向构成45°夹角，所述进水孔直径为4~6mm，待处理的污水从进水孔进入反应塔内部，确保均匀、平缓地进水。

进一步优选地，前述双氧水均布器、硫酸亚铁均布器和硫酸均布器的结构相同，均由4根布料管构成“米”字型结构，每根布料管上均设置有5对布料孔，能够使药剂均匀地分布在反应罐体中，在不搅拌的状态下即可使药剂与污水混合均匀、充分反应，降低了设备成本，且提高了药剂利用率。

更优选地，前述硫酸均布器与同心圆曝气管之间设置有pH计和温度计，对反应条件进行实时监测，可结合反应需求调节反应条件。

再进一步优选地，前述出水挡板呈圆锥体结构，所述第一出水口靠近圆锥体结构一侧的底部，在出水挡板上方设置锯齿堰，有利于反应后的污水均匀稳定地出水。

更进一步优选地，前述反应罐体由碳钢内衬四氟材质制成，所述进水圆环管、双氧水均布器、硫酸亚铁均布器、硫酸均布器及曝气器均由PP材质制成，对材质的优化能够赋予装置更好的耐强酸强碱耐腐蚀的性能。

本实用新型对传统芬顿氧化法做了大幅度的改良 ，解决了传统工艺中成本高、药剂利用率不高、含铁污泥产率大、易造成二次污染等问题。本实用新型的装置设计科学，布水布药均匀，巧妙利用空气上浮原理，不需要外加动力进行搅拌，节约运行电费，降低了设备成本，减少双氧水因剧烈搅动造成的无效分解，降低双氧水用量，且由于利用空气曝气，空气中的氧气充斥在污水中，对双氧水分解成氧气具有一定的抑制作用，进一步减少了双氧水的分解，大大提高了双氧水产生羟基自由基（·OH)的转化，提高了双氧水利用率。

本实用新型的有益之处在于：

（1）本实用新型的反应塔装置采用“米”字型的均布器，每根出料管均设有对称分布的5对出料孔，具有布料均匀、药剂利用率高、无需搅拌的优点；

（2）采用同心圆曝气器，曝气搅动强度小，在保证药剂混合均匀的情况下，降低了双氧水的分解速率，且空气中的氧气抑制了双氧水的分解反应，有利于羟基自由基(·OH)的生成，提高了双氧水的利用率，从而减少了硫酸亚铁的使用量，减少了铁泥的产生；

（3）装置结构设计巧妙合理，无需外加动力进行搅拌，节约了运行费用，且减少双氧水因剧烈搅动造成的无效分解，降低双氧水用量，具有优越的处理效果；

（4）在进水段底部设置有排空口，当运行出现故障时可将反应罐体内部排空，便于维修保养。

附图说明

图1是本实用新型的一种芬顿氧化反应塔装置的结构示意图；

图2是图1的局部放大结构示意图；

图3是图1中的均布器的结构示意图；

图4是图1中的曝气器的结构示意图；

图5是图4中的曝气器的A1-A1截面示意图；

图6是图4中的曝气器的A2-A2截面示意图；

图7是图1中的进水圆环管的结构示意图；

图8是图7中的进水圆环管的B1-B1截面示意图；

图9是图7中的进水圆环管的B2-B2截面示意图。

图中附图标记的含义：1、反应罐体，2、支腿，3、进水圆环管，31、进水孔，4、双氧水均布器，5、硫酸亚铁均布器，6、硫酸均布器，7、曝气器，71、同心圆环管，72、曝气孔，8、第二出水口，9、出水挡板，91、第一出水口，10、锯齿堰，11、排空口，12、布料孔。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参见图1，本实用新型的芬顿氧化反应塔装置，包括底部设有支腿2的反应罐体1，支腿2数量最好为三个，巧妙利用三角支撑原理的稳定性，确保反应塔的稳固性。反应罐体1包括下部的进水段和上部的反应段，其中，反应段为圆柱体结构，进水段为倒圆锥体结构，且反应段与进水段为一体式结构。

在进水段的侧壁上连接图7所示的单环式进水圆环管3，待处理的污水从进水圆环管3的进水孔31进入反应罐体1内部，若干对进水孔31等距离地分布在进水圆环管3的底部，每对进水孔31均交错地分布于底部中心线两侧且沿径向向斜下方设置，如图8和图9所示的分别是一对进水孔31的其中一个，均与竖直方向构成45°夹角，进水孔31直径为4~6mm，合理巧妙的结构设置能够确保均匀、平缓地进水，避免反应罐体1内部出现过大的水流扰动。

在进水段与反应段的交界处设置有曝气器7，如图4所示，该曝气器7由3个同心圆环管71构成，当然，根据设备型号和尺寸，可以灵活增加或者减少同心圆环管71的数量。在同心圆环管71上形成有曝气孔72，曝气孔72的设置方式与进水孔31相似，若干对曝气孔72均匀地分布在同心圆环管71底部，每对曝气孔72均交错地分布于底部中心线两侧且沿径向向斜下方设置，如图5和图6所示的分别是一对进水孔31的其中一个，均与竖直方向构成45°夹角，曝气孔72直径为4~6mm，这样的结构设置能够保证均匀地进气，利用空气上浮的作用，与污水充分混合后再进行后续反应，大大优化了污水处理效果。

如图1所示，反应段由上至下依次设置有双氧水均布器4、硫酸亚铁均布器5和硫酸均布器6，顾名思义，分别用于均布双氧水、硫酸亚铁和硫酸三种药剂。三个均布器的结构相同，都是由4根布料管构成“米”字型结构，具体如图3所示，每根布料管上均设置有5对布料孔12，利用药剂的扩散作用与曝气器7内的气体上浮作用，使药剂更加均匀地分布在反应罐体1中，在不搅拌的状态下即可使药剂与污水混合均匀、充分反应，降低了设备成本，且提高了药剂利用率。反应过程中，控制好反应液的温度和pH值能够使反应条件达到最佳，鉴于此，在硫酸均布器6与同心圆曝气管之间的反应罐体1内壁上安装pH计和温度计，对反应条件进行实时监测，可结合反应需求调节反应条件。

经处理的污水从反应塔顶部流出，在双氧水均布器4上方设置有出水挡板9，出水挡板9上形成有第一出水口91，出水挡板9呈圆锥体结构，如图2所示，第一出水口91靠近圆锥体结构一侧的底部。在出水挡板9上方还设置一锯齿堰10，锯齿堰10末端设置有第二出水口8，这样有利于反应后的污水均匀稳定地出水，合理控制出水速度。

为了延长***的使用寿命，反应罐体1由碳钢内衬四氟材质制成，进水圆环管3、双氧水均布器4、硫酸亚铁均布器5、硫酸均布器6及曝气器7均由PP材质制成，赋予装置更好的耐强酸强碱耐腐蚀的性能，抗老化且物理性能优良。

作为本实施例的进一步改进，为了方便检修反应塔，在进水段的底壁上还设置有排空口11，排空口11处设置有塞体，当运行出现故障时可拔掉塞体，将反应罐体1内部排空，便于维修保养。

综上，本实用新型的反应塔装置设计科学，布水布药均匀，巧妙利用空气上浮原理，不需要外加动力进行搅拌，节约运行电费，降低了设备成本，减少双氧水因剧烈搅动造成的无效分解，降低双氧水用量，且由于利用空气曝气，空气中的氧气充斥在污水中，对双氧水分解成氧气具有一定的抑制作用，进一步减少了双氧水的分解，大大提高了双氧水产生羟基自由基（·OH)的转化，提高了双氧水利用率，从而减少了硫酸亚铁的使用量，减少了铁泥的产生，优化了芬顿氧化水处理效果。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种芬顿氧化反应塔装置，其特征在于，包括底部设有支腿的反应罐体，所述反应罐体包括下部的进水段和上部的反应段，所述进水段与反应段的交界处设置有曝气器，所述曝气器由若干个同心圆环管构成，所述同心圆环管上形成有曝气孔；所述进水段的侧壁上连接进水圆环管、底壁上设置有排空口，所述排空口处设置有塞体，所述进水圆环管上形成有进水孔；所述反应段由上至下依次设置有双氧水均布器、硫酸亚铁均布器和硫酸均布器，所述双氧水均布器上方设置有出水挡板，所述出水挡板上形成有第一出水口，所述出水挡板上方设置一锯齿堰，所述锯齿堰末端设置有第二出水口。

2.根据权利要求1所述的一种芬顿氧化反应塔装置，其特征在于，所述支腿数量为三个。

3.根据权利要求1所述的一种芬顿氧化反应塔装置，其特征在于，所述反应段为圆柱体结构，所述进水段为倒圆锥体结构，所述反应段与进水段为一体式结构。

4.根据权利要求1所述的一种芬顿氧化反应塔装置，其特征在于，所述曝气器由3个同心圆环管构成，所述同心圆环管底部均匀地分布有若干对曝气孔，每对曝气孔均交错地分布于底部中心线两侧且沿径向向斜下方设置，与竖直方向构成45°夹角，所述曝气孔直径为4~6mm。

5.根据权利要求1所述的一种芬顿氧化反应塔装置，其特征在于，所述进水圆环管为单环，所述进水圆环管底部等距离地分布有若干对进水孔，每对进水孔均交错地分布于底部中心线两侧且沿径向向斜下方设置，与竖直方向构成45°夹角，所述进水孔直径为4~6mm。

6.根据权利要求1所述的一种芬顿氧化反应塔装置，其特征在于，所述双氧水均布器、硫酸亚铁均布器和硫酸均布器的结构相同，均由4根布料管构成“米”字型结构，每根布料管上均设置有5对布料孔。

7.根据权利要求1所述的一种芬顿氧化反应塔装置，其特征在于，所述硫酸均布器与同心圆曝气管之间设置有pH计和温度计。

8.根据权利要求1所述的一种芬顿氧化反应塔装置，其特征在于，所述出水挡板呈圆锥体结构，所述第一出水口靠近圆锥体结构一侧的底部。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种芬顿氧化反应塔装置，其特征在于，所述反应罐体由碳钢内衬四氟材质制成，所述进水圆环管、双氧水均布器、硫酸亚铁均布器、硫酸均布器及曝气器均由PP材质制成。