申请日2018.05.24
公开(公告)日2019.03.15
IPC分类号C02F1/72
摘要
本实用新型公开了一种用于污水处理的芬顿流化床，包括竖直设置的流化床筒体，在所述流化床筒体内从下而上依次设置有：反应区、Fe和Mn流化床区、缓存区、晶体截留分离器、澄清区和溢出区，在Fe和Mn流化床区和晶体截留分离器底部分别设有支撑架，芬顿流化床还包括进水管、出水管、排气管、排空管阀、双氧水管、硫酸亚铁管和循环装置。芬顿流化床将经过厌氧和好氧处理后的沉淀池出水，通过芬顿流化床的多相内循环和流化床芬顿氧化作用，使得废水中最后难以被生物降解的有机物被强氧化除去。
权利要求书
1.一种用于污水处理的芬顿流化床，其特征在于：包括圆筒装置的流化床筒体，在所述流化床筒体内从下而上依次设置有：反应区、Fe和Mn流化床及支撑架、缓存区、晶体截留分离器及支撑架、澄清区和溢出区组成，在Fe和Mn流化床和晶体截留分离器底部均设有支撑架，支撑架采用316L材质的槽钢构成，外圈为环形，内为十字构架;
还包括进水管、出水管、排气管、排空管阀、双氧水管、硫酸亚铁管和循环装置，所述进水管、双氧水管、硫酸亚铁管通入所述反应区;所述出水管设于所述溢出区的底部，排气管设于流化床筒体的顶部，排空管阀设于流化床筒体的底部，
所述循环装置设在反应区和澄清区之间，包括连接反应区底部的循环泵后管，连接澄清区底部的循环泵前管，和连接所述循环泵后管和循环泵前管的循环泵。
2.根据权利要求1所述的芬顿流化床，其特征在于：所述流化床筒体的底部为锥形底结构。
3.根据权利要求1所述的芬顿流化床，其特征在于：在所述Fe和Mn流化床区包含零价铁Fe和Mn的固体颗粒，粒径为3-5mm颗粒球形。
4.根据权利要求1所述的芬顿流化床，其特征在于：流化床筒体为316L钢板焊接制作而成。
5.根据权利要求1所述的芬顿流化床，其特征在于：支撑架采用316L材质的槽钢构成，支撑架主体为网格结构，外圈为环形。
说明书
一种用于污水处理的芬顿流化床
技术领域
本实用新型涉及污水处理，特别涉及一种用于污水处理的芬顿流化床装置。
背景技术
Fenton化学氧化法是应用双氧水与亚铁离子反应产生氢氧自由基的原理，进行氧化有机污染物的反应，是一种高级氧化处理技术。芬顿流化床是利用流体化床的模式使Fenton法所产生的三价铁大部分得以结晶或沉淀披覆在流体化床的担体表面上，是一项结合了同相化学氧化，异相化学氧化，流体化床结晶及Fe(OH)3的还原溶解等功能的新技术。这项技术将传统的Fenton氧化法作了大幅度的改良，如此可减少采用传统Fenton法而产生大量的化学污泥，同时在担体表面形成的铁氧化物具有异相催化的效果，而流体化床的模式亦促进了化学氧化反应及传质效率，使COD去除率提升。其反应后的出水，经pH值调整后会产生含铁污泥。选用此系统另一优势为可利用双氧水加药量调整，调整COD的去除量。如此将可有效控制废水的COD 排放浓度。
以印染生产中产生印染废水为例，水质指标为COD为800～1200mg/L，色度为128～256倍，pH在7-10，温度在30～40℃。经过传统的厌氧和好氧处理后的二沉池出水，水质指标为COD为100～120mg/L，pH在7-8，色度为64～128倍，对该类废水传统的方法一般是在末端再投加PAC和PAM进行混凝或絮凝反应沉淀处理后，出水COD在60～70mg/L，很难做到COD 的超低排放(COD<50mg/L)，处理效率不高。
实用新型内容
为了解决上述现有技术的问题，根据二价铁离子(Fe2+)和双氧水发生链式催化反应生成羟基自由基，具有较强的氧化能力，氧化电位高达2.80V，仅次于氟。二价铁离子(Fe2+)和双氧水称为Fenton试剂，它可无选择性的氧化废水中难生物降解或一般化学氧化剂难以氧化的大多数有机物。本实用新型采用芬顿流化床，对经过厌氧和好氧处理后的二沉池出水进行了深度高级氧化处理，实现了印染废水超低排放。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种用于污水处理的芬顿流化床，包括竖直设置的流化床筒体，在所述流化床筒体内从下而上依次设置有：反应区、Fe和Mn流化床区、缓存区、晶体截留分离器、澄清区和溢出区，在Fe和Mn流化床区和晶体截留分离器底部分别设有支撑架，
芬顿流化床还包括进水管、出水管、排气管、排空管阀、双氧水管、硫酸亚铁管和循环装置，以上管道材质均为316L材质;
所述进水管、双氧水管、硫酸亚铁管，通入所述反应区，且安装电磁流量计，分别计量以一定的比例将反应液倒入反应区;所述出水管设于所述溢出区的底部，排气管设于流化床筒体的顶部，排空管阀设于流化床筒体的底部，
所述循环装置设在反应区和澄清区之间，包括连接反应区的循环泵后管，连接澄清区的循环泵前管，和连接所述循环泵后管和循环泵前管的循环泵。
优选地，所述流化床筒体的底部为锥形底结构。
优选地，在所述Fe和Mn流化床区包含零价铁Fe和Mn的固体颗粒，粒径为3-5mm颗粒球形。
优选地，流化床筒体为316L钢板焊接制作而成。
优选地，支撑架采用316L材质的槽钢构成，支撑架主体为网格结构，外圈为环形，支撑架用于放置反应原料。
芬顿流化床处理废水的方法，其包括如下步骤：
(1)将污水通过提升泵泵入经过进水管进入芬顿流化床，
(2)双氧水和硫酸亚铁分别经过双氧水管和硫酸亚铁管进入芬顿流化床，与污水混合反应，
(3)位于高处的循环泵前管经过循环泵通过循环泵后管打入芬顿流化床，以上污水和药剂经过反应区、Fe和Mn流化床区、缓存区、晶体截留分离器、澄清区，从出水管排出，
(4)位于顶部的排气管将芬顿流化床产生的VOC(挥发性有机废气)排出，位于底部的排空管阀可以清除芬顿流化床底部沉淀的SS(悬浮物)。
晶体截留分离器的清水通过循环泵回流到布水器，回流量是进水量 1.2～1.5倍，实现芬顿流化床内反应区的上升流速在15～20m/h。
污水经过Fe(铁)和Mn(锰)流化床后进入缓冲区，调整和缓冲污水的流态，然后进入晶体截留分离器，未反应的Fe(铁)和Mn(锰)晶体截留分离器中利用6级折流反应，然后回落到Fe(铁)和Mn(锰)流化床的底部,晶体截留分离器出水进入澄清区，澄清区为自然沉淀方式，然后进入出水堰收集，通过出水管排至后续装置。
优选地,芬顿流化床名义停留时间为20～25min。
芬顿流化床底部设有锥形底，通过循环泵的作用，废水与加入的双氧水和硫酸亚铁药剂能够充分接触，利用二价铁和双氧水反应，催化生成羟基自由基，利用羟基自由基的强氧化能力，去除废水中的难降解有机物。
加入双氧水和硫酸亚铁后经过芬顿流化床的反应区，再流经Fe(铁) 和Mn(锰)流化床区，利用污水的酸性与单质Fe发生，生产二价铁，同时利用单质Mn的催化作用加速二价铁的生成。新生产的二价铁与游离的双氧水进一步发生催化反应生成羟基自由基，降解污水中的有机物COD。污水经过Fe(铁)和Mn(锰)流化床区后进入缓冲区，调整和缓冲污水的流态，然后进入晶体截留分离器，未反应的Fe(铁)和Mn(锰)晶体截留分离器中利用6级折流反应，然后回落到Fe(铁)和Mn(锰)流化床区的底部。晶体截留分离器出水进入自然沉淀区，然后进入出水堰收集，通过出水管排至脱气池。
本实用新型的优点是：本实用新型的一种用于污水处理芬顿流化床 (FFB)，将经过厌氧和好氧处理后的沉淀池出水，通过芬顿流化床的多相内循环和流化床芬顿氧化作用，使得废水中最后难以被生物降解的有机物被氧化除去。芬顿流化床具有设备占地面积小，传质效果好，反应速度快，能耗低，有效降低了废水处理的运行费用，处理生化后废水可确保COD、苯胺、色度等达到排放标准。沉淀池出水经过芬顿流化床工艺处理后，COD在 100～120mg/L左右降低到40～50mg/L，苯胺从2.0～2.5mg/L降低到未检出，从而实现了印染废水的超低排放(COD<50mg/L、苯胺不得检出)。
