CN215102479U

CN215102479U - 一种采用mbbr载体的芬顿高级氧化的装置

Info

Publication number: CN215102479U
Application number: CN202121062487.8U
Authority: CN
Inventors: 骆建明; 牛学义
Original assignee: Beijing Guohuan Rhine Environmental Co ltd
Current assignee: Beijing Guohuan Rhine Environmental Co ltd
Priority date: 2021-05-18
Filing date: 2021-05-18
Publication date: 2021-12-10
Anticipated expiration: 2031-05-18

Abstract

本实用新型涉及一种采用MBBR载体的芬顿高级氧化的装置，属于污水处理领域，其包括进水口、FeSO₄添加管、FeSO₄入口、H₂O₂入口、移动床芬顿氧化池、载体清洗罐、载体气提管、出水筛网、出水PH调节渠、鼓风机，其中，设置有H₂SO₄载体清洗控制阀的载体清洗H₂SO₄管与H₂SO₄载体清洗管入口相连通；清洗载体罐出口通过清洗后载体出水管与清洗罐载体出口相连通；气提载体入口通过载体气提管与气提载体出口相连通。本实用新型将传统的芬顿高级氧化***与MBBR移动床反应器流化技术相耦合，构建了简单、高效的废水处理芬顿移动床高级氧化***。

Description

一种采用MBBR载体的芬顿高级氧化的装置

技术领域

本实用新型涉及一种采用MBBR载体的芬顿高级氧化的装置，属于污水处理领域。

背景技术

目前我国在高难度有机废水处理的高级氧化工艺研究中较为成熟的常规芬顿（Fenton）工艺，它是一种氧化能力很强的高级氧化技术，但此技术存在需要在酸性环境中反应等一些缺点，使得应用范围受到很大限制，在均相芬顿反应装置中，催化剂的分离和能否循环使用是有待解决的难题。另外，在反应过程中因为有铁等离子的存在造成芬顿出水中色度的增加，且反应后需要重新调节pH值，不仅增加处理成本，还会产生大量的含铁污泥，所有这些问题都给污水处理工作带来了不便。

固定床芬顿非均相催化剂催化反应器虽然能使催化剂固定化而易于运行操作，但固定化催化剂往往与双氧水的接触面积过小，有时候会出现板结，废水难以与催化剂充分接触，传质过程过慢，使得其大规模工业化应用效率较低。

近年来芬顿技术的主要研究方向是非均相混合反应体系，以非均相催化氧化体系建

立不同于常规固定床催化反应器，即非均相芬顿流化床体系。芬顿流化床反应器能更好的解决催化剂与反应混合液的传质效率的问题，其原理是利用0.2-0.5mm石英砂载体在流化床中作为结晶核种，将要处理的废水及药剂由流化床底部进入并向上流动，在流化床外部设有回流水旁路循环用以保证流化床内水的上升流速(40-60 m/h)，使待处理的无机离子在石英砂表面形成稳态结晶体(FeOOH)，该结晶体具有催化作用.从而降低二价铁离子催化剂的加药量，进而降低污泥产生量。

流化床芬顿***主要设施有包括流化床反应器***，流化床工艺前后的配套构筑物设施有pH调节池、脱气池、沉淀池、加药***等，流化床反应器***设有进水泵、进水分配器、循环水泵、配套管路及仪表设备等。在流化床反应器中采用的载体比重大，必须在高内循环或外循环循环水量流速的情况下才可使得载体处于流化，因此，如何开发出一种经济有效的流化载体，减少循环能耗，提高芬顿反应体系与废水的充分混合处理方法已成为水处理领域的研究热点。Fenton流化床的研究集中在 (1)载体的特性对比及其最优选择的***化研究；(2)寻求芬顿流化床对废水的最佳处理条件和最佳结晶条件；(3)提高负载后载体的催化性能，进一步削减亚铁的使用量以减少铁泥的产量，并提高双氧水的利用效率；(4)将芬顿流化床技术与其他技术藕合，拓展其应用范围。

移动床生物膜反应器（MBBR）采用的生物膜载体比水轻，主要成分是高密度聚乙烯（HDPE）或其他抗腐蚀性强的塑料材料，悬浮载体具有比重低于水、比表面积大、亲水性好、使用寿命长等优点；另外，MBBR悬浮载体也易于流化，一般在气水比＜1:1的下就可使其流化；另外，用作移动床芬顿池内的载体，MBBR悬浮载体一方面其表面附着的铁氧化物对双氧水有异相催化作用，产生更多的·OH降解生物难降解的COD有机物;另一方面移动床反应体系内的剧烈流化和载体之间碰撞，可使得载体上附着的氧化物和混合液之间的传质及反应效率都将有很好的促进作用。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有传统的芬顿废水处理设施的不足，克服现有芬芬顿流化床反应***的不足，提供一种采用MBBR载体的芬顿高级氧化的装置，将传统的芬顿高级氧化***与MBBR移动床反应器流化技术相耦合，构建了简单、高效的废水处理芬顿移动床高级氧化***。

本实用新型的技术解决方案是：

一种采用MBBR载体的芬顿高级氧化的装置，其包括进水口、FeSO₄添加管、FeSO₄入口、H₂O₂入口、移动床芬顿氧化池、载体清洗罐、载体气提管、出水筛网、出水pH调节渠、鼓风机，其中，进水口、FeSO₄入口和H₂O₂入口在同一进水侧分别和移动床芬顿氧化池相连接通；设置有H₂SO₄载体清洗控制阀的载体清洗H₂SO₄管与H₂SO₄载体清洗管入口相连通；载体清洗罐内设置有清洗罐搅拌器；清洗载体罐出口通过清洗后载体出水管与清洗罐载体出口相连通；气提载体入口通过载体气提管与气提载体出口相连通；出水pH调节渠和出水筛网相连通。

进一步的，所述移动床芬顿氧化池设置有穿孔管曝气***和悬浮载体。

进一步的，所述鼓风机通过设置有曝气控制阀的曝气供气管与穿孔管曝气***相连通。

进一步的，所述鼓风机通过设置有气提供气控制阀的气提供气管与气提供气出口相连通。

进一步的，所述出水pH调节渠内设置有pH调节渠搅拌机和碱液投加口。

本实用新型具有以下技术有益效果：

1) 本实用新型选择亲水性强的悬浮载体作为移动床芬顿氧化池内负载芬顿催化铁氧化物的载体，添加前悬浮载体的密度比水轻（0.96-0.98g/cm³），悬浮载体在移动床芬顿氧化池内负载铁氧化物后其密度接近水；所以，悬浮载体在移动床芬顿氧化池内需要来自安装在其内底部的穿孔管曝气***的少量曝气量（一般气水比＜1:1）就可实现完全流化，和采用比重大的常规芬顿流化床相比，节省了载体流化所需动能。

3) 穿孔管曝气***可采用较廉价和抗酸碱腐蚀强的ABS等塑料管材料，上面可均匀地布置4-8mm中孔曝气孔，不易堵塞；以及曝气量对移动床芬顿氧化池内悬浮载体的向上推动力大，不需要任何内/外循环***，即可使得移动床芬顿氧化池内的氧化混合液和悬浮载体混合充分。

4) 移动床芬顿氧化池内添加的悬浮载体的最大填充率可到达70&，一般在30-60%范围内，悬浮载体的比表面积大，混合液和悬浮载体传质接触面积大，载体投加量机动灵活；因剧烈流化不会发生载体板结和出现池内反应死区短流情况，大大提高了催化高级氧化反应的效率。

5) 一般情况下，随着催化反应的进行，当悬浮载体表面上负载铁氧化催化物负载量过大时，来自穿孔管曝气***的流化、混合气量可足够将悬浮载体上负载的较大沉积物吹扫脱离其表面，悬浮载体在移动床芬顿氧化池内可达到自我更新的目的。

6)当悬浮载体表面上负载的沉积物过多导致靠穿孔管曝气***不能使其自清洗更新时，可通过启动气提清洗***，即通过打开气提供气管上设置的气提供气控制阀来开启气提清洗***，载体清洗罐设置在移动床芬顿氧化池内的顶部，给载体气提管内供气，载体气提管也可以将悬浮载体从移动床芬顿池内移至载体清洗罐，其悬浮载体和泥水从气提载体入口吸入，气提载体入口延长至移动床芬顿池水位下，允许载体和混合液吸出或泵出至载体清洗罐；并同时开启设置在H₂SO₄载体清洗管上的H₂SO₄载体清洗控制阀，为酸洗悬浮载体提供H₂SO₄溶液，并且开启清洗罐搅拌器。经过清洗后的悬浮载体和泥水混合液通过载体清洗罐下部的清洗后载体出水管与清洗罐载体出口重新回流到移动床芬顿氧化池内，同时较高污泥含量和pH相对更低的酸性混合液也回流到移动床芬顿氧化池内补充高级氧化所需的酸性，不会产生任何酸洗液的浪费；本实用新型既达到了清洗悬浮载体的目的，节省了池外人工清洗的麻烦，也不需要额外的酸洗成本，达到了内循环方式清洗载体的目的。

7)为了将悬浮载体拦截在移动床芬顿氧化池内，出水筛网可用抗酸性腐蚀的不锈钢或玻璃钢或塑料材料，其内出水端设置了拦截悬浮载体于池内的出水筛网，但反应后的泥水混合物可通过出水筛网进入出水pH调节渠。

附图说明

图1是本实用新型的立面结构示意图。

图2是本实用新型的平面结构示意图

其中：1、进水口，2、FeSO₄添加管，3、FeSO₄入口，4、清洗载体罐出口，5、H₂O₂入口，6、H₂SO₄载体清洗控制阀，7、载体清洗H₂SO₄管，8、H₂SO₄载体清洗管入口，9、载体清洗罐，10、清洗罐搅拌器，11、气提载体出口，12、清洗罐载体出口，13、气提载体入口，14、鼓风机，15、曝气供气管，16、气提供气管，17、曝气控制阀，18、气提供气控制阀，19、载体气提管，20、气提供气出口，21、出水筛网，22、出水pH调节渠，23、pH调节渠搅拌机，24、悬浮载体，25、穿孔管曝气***，26、移动床芬顿氧化池，27、清洗后载体出水管，28、碱液投加口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1、图2所示。

一种采用MBBR载体的芬顿高级氧化的装置，其包括进水口1、FeSO₄添加管2、FeSO₄入口3、H₂O₂入口5、移动床芬顿氧化池26、载体清洗罐9、载体气提管19、出水筛网21、出水pH调节渠22、鼓风机14，其中，进水口1、FeSO₄入口3和H₂O₂入口5在同一进水侧分别和移动床芬顿氧化池26相连接通；设置有H₂SO₄载体清洗控制阀6的载体清洗H₂SO₄管7与H₂SO₄载体清洗管入口8相连通；载体清洗罐9内设置有清洗罐搅拌器10；清洗载体罐出口4通过清洗后载体出水管27与清洗罐载体出口12相连通；气提载体入口13通过载体气提管19与气提载体出口11相连通；出水pH调节渠22和出水筛网21相连通。

进一步的，所述移动床芬顿氧化池26设置有穿孔管曝气***25和悬浮载体24。

进一步的，所述鼓风机14通过设置有曝气控制阀17的曝气供气管15与穿孔管曝气***25相连通。

进一步的，所述鼓风机14通过设置有气提供气控制阀18的气提供气管16与气提供气出口20相连通。

进一步的，所述出水pH调节渠22内设置有pH调节渠搅拌机23和碱液投加口28。

本实用新型的工作流程为：

1）待处理的废水通过进水口、FeSO₄溶液通过FeSO₄入口和H₂O₂溶液H₂O₂入口在同一进水侧分别流入移动床芬顿氧化池内。

2）在移动床芬顿氧化池内，在穿孔管曝气***曝气搅动下，混合液和悬浮载体充分混合反应。

3）当悬浮载体表面上负载的沉积物过多导致靠穿孔管曝气***不能使其自清洗更新时，可通过启动气提清洗***，即通过打开气提供气管上设置的气提供气控制阀来开启气提清洗***，给载体气提管内供气，将移动床芬顿氧化池内的悬浮载体气提到设置在移动床芬顿氧化池顶部的载体清洗罐内；并同时开启设置在H₂SO₄载体清洗管上的H₂SO₄载体清洗控制阀，为酸洗悬浮载体提供H₂SO₄溶液，并且开启清洗罐搅拌器；经过清洗后的悬浮载体和泥水混合液通过载体清洗罐下部的清洗后载体出水管与清洗罐载体出口重新回流到移动床芬顿氧化池内，同时较高污泥含量pH相对更低的酸性混合液也回流到移动床芬顿氧化池内补充高级氧化所需的酸性。

4）氧化反应后的泥水混合物流经移动床芬顿氧化池内出水端的出水筛网流入出水pH调节渠；通过开动pH调节渠搅拌机和通过碱液投加口投加碱液，将出水混合液在出水pH调节渠内调回pH值呈中性。

实例一。

某省某工业废水处理，处理规模为1200m³/日,经过前端的二级生化处理后进入MBBR载体的芬顿高级氧化***的进水COD浓度为210mg/L、BOD浓度为20mg/L、氨氮浓度为5mg/L、TN为20mg/L、TP为0.3mg/L。采用本实用新型工艺，添加的圆柱型悬浮载体的填充率为40%，移动床芬顿池HRT=4min,悬浮载体特点为：材质为HDPE，比重为0.96g/cm³,直径为25mm,高10mm,孔隙率≥90%，堆积密度≥98kg/m³，有效比表面积≥500㎡/m³；采用滚筒出水筛网；设施启动后，出水的BOD≤5mg/L，出水COD≤50mg/L，氨氮≤4mg/L，TN≤15mg/L，出水水质达到国家标准。

需要说明的是，在本说明书的指导下本领域技术人员所作出的任何等同方式，或明显变型方式均应在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种采用MBBR载体的芬顿高级氧化的装置，其特征在于，其包括进水口、FeSO₄添加管、FeSO₄入口、H₂O₂入口、移动床芬顿氧化池、载体清洗罐、载体气提管、出水筛网、出水pH调节渠、鼓风机，其中，进水口、FeSO₄入口和H₂O₂入口在同一进水侧分别和移动床芬顿氧化池相连接通；设置有H₂SO₄载体清洗控制阀的载体清洗H₂SO₄管与H₂SO₄载体清洗管入口相连通；载体清洗罐内设置有清洗罐搅拌器；清洗载体罐出口通过清洗后载体出水管与清洗罐载体出口相连通；气提载体入口通过载体气提管与气提载体出口相连通；出水pH调节渠和出水筛网相连通。

2.根据权利要求1所述采用MBBR载体的芬顿高级氧化的装置，其特征在于，所述移动床芬顿氧化池设置有穿孔管曝气***和悬浮载体。

3.根据权利要求1所述采用MBBR载体的芬顿高级氧化的装置，其特征在于，所述鼓风机通过设置有曝气控制阀的曝气供气管与穿孔管曝气***相连通。

4.根据权利要求1所述采用MBBR载体的芬顿高级氧化的装置，其特征在于，所述鼓风机通过设置有气提供气控制阀的气提供气管与气提供气出口相连通。

5.根据权利要求1所述采用MBBR载体的芬顿高级氧化的装置，其特征在于，所述出水pH调节渠内设置有pH调节渠搅拌机和碱液投加口。