申请日20200618
公开(公告)日20200828
IPC分类号C02F1/72
摘要
本发明提出了一种用于高难度废水处理的流体化床式氧化塔。污水进水管道分两路分别进入氧化塔顶部的左回水槽与右回水槽。在氧化塔体外部的左侧布置有双氧水循环管道，右侧布置有硫酸亚铁循环管道，后侧布置有出水管、排气管与排空管，前侧布置有取样管。在氧化塔体内部的下方左侧与右侧分别安装了一块对流板，左侧对流板单独与双氧水循环管道连接，右侧对流板单独与硫酸亚铁循环管道连接。在氧化塔体内部的对流板上方安装有分配器，在左回水槽与右回水槽的下方安装有ABS斜板。该发明处理高难度废水采用的是Fenton氧化法原理，使氧化塔内物质处于流化状态，并利用载体作为反应的床体使废水中的有机物等附着在其表面上，结合对流板、分配器、ABS斜板等结构的作用，使反应更加均匀彻底，从而实现减少化学污泥产量，降低耗药量，提升出水COD稳定性等目的。
权利要求书
1.一种用于高难度废水处理的流体化床式氧化塔，包括氧化塔体(12)、左回水槽(6)、右回水槽(9)、ABS斜板(11)、分配器(14)、对流板(15)、出水槽(20)、污水进水管道(1)、浓硫酸加药管道(2)、双氧水加药管道(3)、双氧水循环管道(4)、双氧水循环泵(5)、硫酸亚铁加药管道(10)、载体(13)、硫酸亚铁循环管道(16)、硫酸亚铁循环泵(17)、出水管道(18)、排气管道(21)、排空管(22)、取样管道(23)，其特征在于：左回水槽(6)与右回水槽(9)分别设置在氧化塔体(12)顶部的左侧和右侧，ABS斜板(11)设置在氧化塔体(12)顶部的左回水槽(6)与右回水槽(9)下方，分配器(14)设置在氧化塔体(12)的两个人孔之间，对流板(15)分左右两个分别独立设置在氧化塔体(12)的左侧与右侧最下方，出水槽(20)设置在氧化塔体(12)顶部的后侧，污水进水管道(1)与浓硫酸加药管道(2)均在氧化塔体(12)的顶部分成两路分别进入左回水槽(6)与右回水槽(9)，双氧水加药管道(3)在氧化塔体(12)的顶部进入左回水槽(6)，双氧水循环管道(4)连通左侧回水槽(6)与左侧的对流板(15)，双氧水循环泵(5)并联设置在双氧水循环管道(5)中间，硫酸亚铁加药管道(10)在氧化塔体(12)的顶部进入右回水槽(9)，硫酸亚铁循环管道(16)连通右回水槽(9)与右侧的对流板(15)，硫酸亚铁循环泵(17)并联设置在硫酸亚铁循环管道(16)中间，出水管道(18)与后侧顶部的出水槽(20)连通，排气管道(21)布置在氧化塔体(12)的后侧并与分配器(15)中间连通，排空管(22)分三个入口布置在氧化塔体(12)后侧的下方，取样管道(23)在ABS斜板(11)与分配器(14)之间的位置分四个入口布置在氧化塔体(12)前侧。
2.根据权利要求1所述的一种用于高难度废水处理的流体化床式氧化塔，其特征在于：双氧水循环泵(5)和硫酸亚铁循环泵(17)使废水溶液与载体(13)一直处于运动状态。
3.根据权利要求1所述的一种用于高难度废水处理的流体化床式氧化塔，其特征在于：ABS斜板(11)是一种耐酸碱、耐氧化、水流通道倾斜曲折材料，安装在氧化塔体(12)内的上部位置，位于回水槽与进水槽下方30-40cm处，左回水槽(6)的右侧开设有左闸口(7)，右回水槽(9)的左侧开设有右闸口(8)，在左闸口(7)与右闸口(8)处设置有孔径0.6mm的滤网。
4.根据权利要求1所述的一种用于高难度废水处理的流体化床式氧化塔，其特征在于：氧化塔体(12)为圆柱型，底部焊接有加强座，顶部焊接有加强圈，塔体内部焊接有多处十字架拉杆，在塔体下方开设有人孔，与外部管道均用法兰连接，左回水槽(6)、右回水槽(9)、出水槽(20)水平位置均相同。
5.根据权利要求1所述的一种用于高难度废水处理的流体化床式氧化塔，其特征在于：载体(13)为直径φ0.5-φ1mm的二氧化硅颗粒状物质，只存在于分配器(14)与ABS斜板(11)之间的塔体内。
6.根据权利要求1所述的一种用于高难度废水处理的流体化床式氧化塔，其特征在于：对流板(15)设置在氧化塔体(12)内的底部，左右两侧对称布置，布水面倾斜45°相向朝上，在布水面上分布有许多孔径φ5-φ10mm的喷管。
7.根据权利要求1所述的一种用于高难度废水处理的流体化床式氧化塔，其特征在于：分配器(14)安装在塔体内部，距离对流板上方15-20cm的位置，分配器(14)含多个分配头，每个分配头只有在下方有一个直径φ30-φ40mm的进水口，分配头出水口为4-8个直径φ5-φ8mm的出水口，出水口倾斜角度为30°，分配头只允许水流从下往上单向流通。
8.根据权利要求1所述的一种用于高难度废水处理的流体化床式氧化塔，其特征在于：出水管道(18)上布置有通气的排气装置(19)。
说明书
一种用于高难度废水处理的流体化床式氧化塔
技术领域
本发明属于高难度废水水处理领域，具体涉及的是一种用于高难度废水处理的流体化床式氧化塔，采用的原理是Fenton法原理。
技术背景
Fenton法是利用亚铁离子与双氧水反应，使其产生高氧化能力的羟基自由基(·OH)，然后羟基自由基(·OH)将废水中的难降解有机物氧化成二氧化碳和水，羟基自由基(·OH)只有在PH=3左右的酸性条件下才能发挥其最强氧化性。
针对高难度废水的处理，采用传统的Fenton法方式效果并不明显。由于各类高难度废水的COD浓度并不相同，很难确定最佳加药量，且传统的Fenton法将药剂加入高难度废水后让其自由扩散，短时间内难以扩散至废水中的各个区域，造成局部的酸碱环境会有所不同，所以一般通过加大加药设备规格增加加药量来解决上述问题，这样不仅增加了设备的投资，还造成了药剂不必要的浪费，增大了产泥量。另外，由于传统的Fenton法的药剂与废水混合不均匀、接触时间短、接触面小，易出现反应不彻底，出水COD不稳定等现象。再次，由于设备结构缺陷，常出现晶体溢出堵塞管道、泵等现象，影响反应效率。因此，特别需要一种新的方案来解决处理高难度废水过程中存在的上述问题。
为此，本发明提供一种用于高难度废水处理的流体化床式氧化塔，它能够使废水溶液的流动性增强、废水中难降解有机物与药剂接触面增大、药剂扩散的均匀性提高，并能有效防止晶体溢出造成堵塞，通过结合传统的Fenton法废水处理原理，在提高出水COD的稳定性，节约药剂等方面效果明显，推广应用前景广泛。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有Fenton技术中存在的药剂与废水混合不均匀、局部反应不彻底、出水COD不稳定、产泥量大、易堵塞等不足，提供一种用于高难度废水处理的流体化床式氧化塔来解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种用于高难度废水处理的流体化床式氧化塔，包括氧化塔体(12)、左回水槽(6)、右回水槽(9)、ABS斜板(11)、分配器(14)、对流板(15)、出水槽(20)，左回水槽(6)与右回水槽(9)分别设置在氧化塔体(12)顶部的左侧和右侧，ABS斜板(11)设置在氧化塔体(12)顶部的左回水槽(6)与右回水槽(9)下方，分配器(14)设置在氧化塔体(12)的两个人孔之间，对流板(15)分左右两个分别独立设置在氧化塔体(12)的左侧与右侧最下方，出水槽(20)设置在氧化塔体(12)顶部的后侧，一种用于高难度废水处理的流体化床式氧化塔还包括，污水进水管道(1)、浓硫酸加药管道(2)、双氧水加药管道(3)、双氧水循环管道(4)、双氧水循环泵(5)、硫酸亚铁加药管道(10)、载体(13)、硫酸亚铁循环管道(16)、硫酸亚铁循环泵(17)、出水管道(18)、排气管道(21)、排空管(22)、取样管道(23)，所述污水进水管道(1)与浓硫酸加药管道(2)均在氧化塔体(12)的顶部分成两路分别进入左回水槽(6)与右回水槽(9)，所述双氧水加药管道(3)在氧化塔体(12)的顶部进入左回水槽(6)，所述双氧水循环管道(4)连通左回水槽(6)与左侧的对流板(15)，所述双氧水循环泵(5)并联设置在双氧水循环管道(5)中间，所述硫酸亚铁加药管道(10)在氧化塔体(12)的顶部进入右回水槽(9)，所述硫酸亚铁循环管道(16)连通右回水槽(9)与右侧的对流板(15)，所述硫酸亚铁循环泵(17)并联设置在硫酸亚铁循环管道(16)中间，所述出水管道(18)与后侧顶部的出水槽(20)连通，所述排气管道(21)布置在氧化塔体(12)的后侧并与分配器(15)中间连通，所述排空管(22)分三个入口布置在氧化塔体(12)后侧的下方，所述的取样管道(23)在ABS斜板(11)与分配器(14)之间的位置分四个入口布置在氧化塔体(12)前侧。
在本发明中，所述的双氧水循环泵(5)和硫酸亚铁循环泵(17)使废水溶液与载体(13)一直处于运动状态，即流体化状态。这样做的理由是：通过增大流动性，提高药剂扩散的均匀性，同时增大反应物之间的接触机会，避免局部反应较慢，从而促进晶体的形成，提高出水COD的稳定性、减少药剂损耗、降低产泥量。
所述的ABS斜板(11)是一种耐酸碱、耐氧化、水流通道倾斜曲折材料，安装在氧化塔体(12)内的上部位置，位于左回水槽(6)和右回水槽(9)下方的30-40cm处，所述的左回水槽(6)的右侧开设有左闸口(7)，所述的右回水槽(9)的左侧开设有右闸口(8)，在左闸口(7)与右闸口(8)处设置有孔径0.6mm的滤网，这样做的理由是：ABS斜板(11)的通道倾斜曲折，晶体和载体碰撞后会被弹回，能挡住大部分的晶粒溢出，渗出的小部分晶粒将被滤网进一步阻挡，从而防止晶粒和载体的溢出对管道、泵等造成堵塞。
在本发明中，所述的氧化塔体(12)为圆柱型，底部焊接有加强座，顶部焊接有加强圈，塔体内部焊接有多处十字架拉杆，在塔体下方开设有人孔，与外部管道均用法兰连接。这样做的理由是：相对多边形的塔体，本发明采用圆柱形的塔体结构只需要焊接一条焊缝，焊缝少有利于保证其强度，且加工制作工作量少，塔内的十字架拉杆进一步加强其承受能力，防止所装废水压强大而出现变形，另外，法兰接口使得现场管道施工安装便捷，方便检修。
在本发明中，所述的载体(13)为直径φ0.5-φ1mm的二氧化硅颗粒状物质，且只存在于分配器(14)与ABS斜板(11)之间的塔体内，这样做的理由是：载体(13)在水流作用下能够悬浮在废水溶液中，为废水溶液中的难降解有机物等提供一个可附着的床体，能有效增大反应物的聚集程度和接触面积，因此是一种床式氧化塔。
在本发明中，所述的对流板(15)设置在氧化塔体(12)内的底部，左右两侧对称布置，布水面倾斜45°相向朝上，在布水面上分布有许多孔径φ5-φ10mm的喷管。这样做的理由是：进入左回水槽(6)的污水单独与双氧水混合，进水右回水槽(9)的污水单独与硫酸亚铁混合，然后在循环泵的压力下从对流板(15)中高速喷出，两股水流在此交汇混合，以提高各类药剂混合均匀的程度，在酸性条件下反应生成大量的羟基自由基(·OH)。
在本发明中，所述的分配器(14)安装在塔体内部，距离对流板上方15-20cm的位置，分配器(14)含多个分配头，每个分配头只有在下方有一个直径φ30-φ40mm的进水口，分配头出水口为4-8个直径φ5-φ8mm的出水口，出水口倾斜角度为30°，分配头只允许水流从下往上单向流通。这样做的理由是，分配器(14)将经过对流板(15)混合的废水溶液与药剂从各个角度喷射至分配器(14)的上方空间，药剂被充分扩散至废水中，具有强氧化作用的羟基自由基(·OH)将与有机物进行反应，反应后的产物将被载体(13)吸附形成直径φ0.8-φ1.5mm的晶粒，由于分配器只能单向流通，产生的晶粒与污泥不会进入氧化塔体(12)的下方造成管口阻塞。
在本发明中，所述的出水管道(18)上布置有通气的排气装置(19)。这样做的理由是：由于氧化塔出水是在重力的作用下自然往下流出的，水中气泡会不断往上冒，将会使管道发生气堵，影响水流流通，而排气装置(19)能及时排出管道内部的气泡，保障水流的通畅性。（发明人刘志湘;喻海龙）
