申请日2015.07.31
公开(公告)日2016.02.03
IPC分类号C02F1/72
摘要
本实用新型公开了一种污水处理用芬顿流化床，包括塔体、布水器、进水管道、循环管道、循环水泵、加药管道和排水管道，布水器置于塔体内部的底端，进水管道通过循环水泵与塔体底部连通，循环管道的一端连接塔体上部，循环管道另一端及进水管道均与循环水泵的进水口连接，加药管道位于塔体上端靠近循环管道入口处，加药管道分为硫酸亚铁加药管道与双氧水加药管道，塔体内腔设置有担体材料硅砂。本实用新型的芬顿流化床结构设置合理，通过选择合适的塔体长径比、担体硅砂粒度及布水方式，使硅砂充分悬浮并分散于塔体待处理的污水内，通过合理调控管道阀门的开启及药剂的自动添加，实现药剂的高效利用，降低成本。
权利要求书
1.一种污水处理用芬顿流化床，其特征在于：包括塔体(30)、布水器(60)、进水管道(10)、循环管道(40)、循环水泵(20)和加药管道(80)和排水管道(50)，所述布水器(60)置于塔体(30)内部的底端，布水器(60)内腔与所述循环水泵(20)的出水口通过管道连通;所述进水管道(10)通过所述循环水泵(20)与塔体(30)的底部连通，所述循环管道(40)与排水管道(50)分别位于塔体(30)两侧，并且所述循环管道(40)和排水管道(50)与塔体(30)内腔连通;所述循环管道(40)的一端连接塔体(30)的上部，所述循环管道(40)的另一端及进水管道(10)均与所述循环水泵(20)的进水口连接，所述加药管道(80)位于塔体(30)上端靠近循环管道(40)的入口处，加药管道(80)分为硫酸亚铁加药管道(81)与双氧水加药管道(82);所述排水管道(50)包括分别与塔体相连的排水管道一(51)和排水管道二(52)，并在塔体(30)下端汇集于一条管道(55)，所述塔体(30)内腔设置有担体材料硅砂(70)，所述担体材料硅砂(70)位于所述布水器(60)的表层。
2.如权利要求1所述的污水处理用芬顿流化床，其特征在于：该污水处理用芬顿流化床的塔体(30)总高度H与塔体(30)主体部分的内径d的比值为3~10:1，塔体(30)的下端为圆弧形结构，塔体(30)的上端为倒锥形管结构，倒锥形管结构的圆锥角为30~75°，倒锥形管结构上端内径D为塔体(30)主体部分内径d的1.5-3倍，倒锥形管结构的上端连接一段柱形管状结构。
3.如权利要求1所述的污水处理用芬顿流化床，其特征在于：塔体(30)的内腔与循环管道(40)之间通过循环管道(40)的进水口连通，所述塔体(30)的内腔与排水管道(50)之间通过排水管道(50)的进水口连通，所述循环管道(40)的进水口低于排水管道(50)最上端的进水口。
4.如权利要求3所述的污水处理用芬顿流化床，其特征在于：所述进水管道(10)、循环管道(40)及排水管道(50)上分别设有阀门，所述阀门采用电磁阀控制系统对阀门开启时间、开合大小进行控制。
5.如权利要求3所述的污水处理用芬顿流化床，其特征在于：所述担体材料硅砂(70)的装填体积约为塔体(30)体积的10%~30%，下端的排水管道二(52)的进水口高于担体材料硅砂(70)的装填高度;所述担体材料硅砂(70)粒径范围为0.1mm~1.0mm。
6.如权利要求1所述的污水处理用芬顿流化床，其特征在于：所述布水器(60)由柱形空心管组装而成，包括主管(61)与支管(62)，布水器支管(62)一端密封，另一端并通过螺纹连接至主管(61)，支管(62)内部与主管(61)内部连通，主管(61)的外径为支管(62)外径的1.5~4.0倍;所述布水器(60)的进水口通过主管(61)与循环水泵(20)的出水口连通。
7.如权利要求6所述的污水处理用芬顿流化床，其特征在于：所述布水器支管(62)侧壁均匀钻有出水孔(63)，出水孔(63)的孔径为20mm~70mm中的一种规格或多种不同规格的组合形式，出水孔(63)的间距为20mm~60mm中的一种，任意相邻两排的出水孔(63)为交错排列方式。
8.如权利要求1所述的污水处理用芬顿流化床，其特征在于：所述塔体(30)的底端设置有用于硅砂或废渣排出的排渣管道。
说明书
一种污水处理用芬顿流化床
技术领域
本实用新型涉及废水处理的技术领域，尤其涉及一种污水处理用芬顿流化床。
背景技术
流化床是处理污水的一种设备，原有的生物处理污水的原理是让空气中的氧气充分与污水接触，使空气中的氧充分溶解于污水，在一些情况下，空气中的氧与污水充分溶解后，仍然不能对污水进行有效的处理，需要加入适量的药剂，使药剂与污水进行混合。工业生产污水通常具有浓度高、毒性大、难以生物降解等特性，造成生物处理后污水难以达到排放标准，芬顿试剂由亚铁离子与过氧化氢组成的体系，能生产强氧化性的羟基自由基，在水溶液中与难降解有机物生成有机自由基使之结构破坏，最终氧化分解，芬顿试剂的使用广泛，芬顿流化床氧化法是基于传统芬顿氧化法改良的低污泥式废水高级氧化处理技术，该项技术利用了芬顿试剂产生的羟基自由基的强氧化功能，同时利用流化床的方式使芬顿法所产生的三价铁大部分得以结晶或者沉淀披覆在担体表面，结合同相化学氧化(芬顿法)、异相化学氧化(H2O2/FeOOH)、流体化床结晶及FeOOH的还原溶解功能，促进化学氧化及传质效率，以实现COD去除，该项技术是一种简单、经济且有效的污水COD去除方法。
芬顿流化床是该项技术中的核心设备，关系到污水处理过程能否高效进行。在实际工程设计与运行过程中，经常出现流化床结构设计(塔体体积与高度设计、布水器设计、进水回流设计、分离与排渣设计等)不合理而导致的一系列运行问题，例如，污水处理效率低，药剂利用率低，药剂消耗较高，电能消耗高，操作成本高等，这些运行问题关系到芬顿流化床氧化法的推广及运用。
因此，特别需要一种结构设计合理的流化床，以改善现有技术中存在的问题，并需要一种流化床处理污水的方法，以使芬顿氧化法更好的充分发挥其作用。
实用新型内容
基于以上现有技术的不足，本实用新型所解决的技术问题在于提供一种污水处理用芬顿流化床及其处理污水的方法，降低电能及药剂消耗，提高药剂利用率及污水处理效率，能够高效去除污水中的有机污染物，降低污水COD值。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的污水处理用芬顿流化床的技术方案是：一种污水处理用芬顿流化床，包括塔体、布水器、进水管道、循环管道、循环水泵和加药管道和排水管道，所述布水器置于塔体内部的底端，布水器内腔与所述循环水泵的出水口通过管道连通;所述进水管道通过所述循环水泵与塔体底部连通，所述循环管道与排水管道分别位于塔体两侧，并且所述循环管道和排水管道与塔体内腔连通;所述循环管道的一端连接塔体的上部，所述循环管道的另一端及进水管道均与所述循环水泵的进水口连接，所述加药管道位于塔体上端靠近循环管道入口处，加药管道分为硫酸亚铁加药管道与双氧水加药管道;所述排水管道包括分别与塔体相连的排水管道一和排水管道二，并在塔体下端汇集于一条管道，所述塔体内腔设置有担体材料硅砂，所述担体材料硅砂位于所述布水器的表层。本实用新型的芬顿流化床结构设置合理，通过选择合适的塔体长径比、担体硅砂粒度及布水方式，使硅砂充分悬浮并分散于塔体待处理的污水内，同时降低电能消耗;通过合理调控管道阀门的开启及药剂的自动添加，以简化操作过程，并实现药剂的高效利用，降低成本。
作为上述技术方案的改进，该污水处理用芬顿流化床的塔体总高度H与塔体主体部分的内径d的比值为3~10:1，塔体的下端为圆弧形结构，塔体的上端为倒锥形管结构，倒锥形管结构的圆锥角为30~75°，倒锥形管结构上端内径D为塔体主体部分内径d的1.5-3倍，倒锥形管结构的上端连接一段柱形管状结构。本实用新型的污水处理用芬顿流化床的塔体倒锥形结构设计简单实用，塔体尺寸比例设置合理，在保证硅砂悬浮高度的同时，可避免悬浮的硅砂经由塔体上部进入循环管道损坏水泵叶片，也可防止硅砂经排水管道流失。
作为上述方案的改进，塔体的内腔与循环管道之间通过循环管道的进水口连通，所述塔体的内腔与排水管道之间通过排水管道的进水口连通，所述循环管道的进水口低于排水管道最上端的进水口。
进一步地，所述进水管道、循环管道及排水管道上分别设有阀门，所述阀门采用电磁阀控制系统对阀门开启时间、开合大小进行控制。
作为上述方案的改进，所述担体材料硅砂的装填体积约为塔体体积的10%~30%，下端的排水管道的进水口高于担体材料硅砂的装填高度;所述担体材料硅砂粒径范围为0.1mm~1.0mm。
较佳地，所述布水器由柱形空心管组装而成，包括主管与支管，布水器支管一端密封，另一端并通过螺纹连接至主管，支管内部与主管内部连通，主管的外径为支管外径的1.5~4.0倍;所述布水器的进水口通过主管与循环水泵的出水口连通。
进一步的，所述布水器支管侧壁均匀钻有出水孔，出水孔的孔径为20mm~70mm中的一种规格或多种不同规格的组合形式，出水孔的间距为20mm~60mm中的一种，任意相邻两排的出水孔为交错排列方式。
为实现上述目的，本实用新型采用污水处理用芬顿流化床处理污水的具体方法一如下：
一、在塔体内装填适量的担体材料硅砂后，开启循环水泵与进水管道上的电磁控制阀，生产的污水由车间或者储存池经进水管道及布水器流入塔体内部;
二、污水充满塔体后，电磁控制阀自动关闭，循环管道上的电磁控制阀自动开启，塔体内的污水经由循环管道、循环水泵与布水器开始循环;
三、通过第一加药管道添加硫酸亚铁溶液，通过第二加药管道添加双氧水，添加药剂后的污水开始反应;
四、塔体内污水循环反应0.5-2.0h后，打开位于塔体上端的排水管道上的阀门，处理后的污水由塔体顶部经由排水管道与管道排出，塔体内部液面开始下降;
五、当塔体内液面低于排水管道与塔体连接口的位置时，电磁控制阀自动开启，生产污水开始由外界进入塔体内部;
六、当塔体内液面高于排水管道与塔体连接口位置时，电磁控制阀自动关闭，通过电磁控制阀的自动开启与关闭保证塔体内部液面高度，通过调节阀门的开启大小可以控制塔体内的污水排出速度以及污水在塔体内反应停留时间，保障污水处理效果。
为实现上述目的，本实用新型采用污水处理用芬顿流化床处理污水的具体方法二如下：
一、在塔体内装填适量的担体材料硅砂后，开启循环水泵与进水管道上的电磁控制阀，生产的污水由车间或者储存池经进水管道及布水器流入塔体内部;
二、污水充满塔体后，电磁控制阀自动关闭，循环管道上的电磁控制阀自动开启，塔体内的污水经由循环管道、循环水泵与布水器开始循环;
三、通过第一加药管道添加硫酸亚铁溶液，通过第二加药管道添加双氧水，添加药剂后的污水开始反应;
四、塔体内污水循环反应0.5-2.0h后，关闭循环水泵以及电磁控制阀，待塔体内的担体材料硅砂沉淀后打开位于塔体下端的排水管道上的阀门，塔体内处理后的污水经由排水管道与管道排出;
五、塔体内的污水液面低于排水管道与塔体连接口位置时，重新开启循环水泵及电磁控制阀，开始下一次的污水处理;
六、通过开启阀门，可使塔体内处理完毕的大部分污水排出，以实现间歇式反应。
实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：本实用新型的芬顿流化床结构设置合理，通过选择合适的塔体长径比、担体硅砂粒度及布水方式，使硅砂充分悬浮并分散于塔体待处理的污水内，同时降低电能消耗;通过合理调控管道阀门的开启及药剂的自动添加，以简化操作过程，并实现药剂的高效利用，降低成本。本实用新型采用的污水处理用芬顿流化床的药剂利用率提高，通过第一加药管道和第二加药管道直接向塔体中添加药剂，避免了药剂的流失，并且只需定期予以少量的补充即可，比较传统工艺而言大大减少了药剂的用量，药剂与污水中的污染物在塔体内发生催化反应，流化床的循环系统将塔体内部污水多次与药剂反应，大大提高了药剂与污水中污染物的反应效率，提高了药剂的利用率和污染物的去除率。本实用新型在芬顿流化床底部设有装填体积约为塔体体积的10%~30%的担体材料硅砂，硅砂投加量适中，保证结晶效果的同时节约成本，降低流化负荷，控制PH至3-4，为最佳的结晶效果，有利于污水的处理。此外，本实用新型的污水处理用芬顿流化床的塔体倒锥形结构设计简单实用，塔体尺寸比例设置合理，在保证硅砂悬浮高度的同时，可避免悬浮的硅砂经由塔体上部进入循环管道损坏水泵叶片，也可防止硅砂经排水管道流失;塔体内部布水器孔径及分布既可避免硅砂堵塞布水孔，又可减弱水流通过布水器时的阻力损失，降低能耗。本实用新型采用污水处理用芬顿流化床处理污水的具体方法使污水反应系统操作灵活，通过电磁控制阀的自动开启与关闭实现污水的自动添加以及循环反应，通过设置不同的污水排出口位置以利于选择连续式或间歇式反应操作，连续式反应模式开启后可持续运行，节约人力资源成本，适用于连续式生产及排出污水的企业，也适用于污水排出量较大的场合;间歇式反应模式可适用于污水产出量较小的企业，可每周或每天处理一次。
