申请日2011.07.20
公开(公告)日2012.02.08
IPC分类号C02F9/06; C02F1/72; C02F1/66
摘要
本实用新型公开了一种改进型芬顿流化床处理废水装置。包括铁床微电解反应装置、芬顿流化床、中间水槽、芬顿流化床进循环水泵、多功能射流器、空气进口、氧化剂加入口、流化床进水口、氧化剂储槽;铁床微电解反应装置的铁床集水出水口、中间水槽、多功能射流器的流化床进水口顺次相连，多功能射流器的出口与芬顿流化床进水口相连，多功能射流器进水口与芬顿流化床进循环水泵出水口相连，芬顿流化床进循环水泵进水口与循环水汲水管相连，氧化剂储槽与多功能射流器的氧化剂加入口相连。本实用新型主要处理难降解废水，设备高径比大，占地面积小，反应时间短，仅使用H2O2一种外加氧化剂剂且加入量小，污泥产量少，运行成本低。
权利要求书
1.一种改进型芬顿流化床处理废水装置，其特征在于包括铁床微电解反应装置、芬顿流化床、中间水槽(10)、芬顿流化床进循环水泵(11)、多功能射流器(12)、空气进口(13)、氧化剂加入口(14)、流化床进水口(15)、氧化剂储槽(16);铁床微电解反应装置包括铁床进水稳流区(1)、铁床进水管(2)、扰动进气管(3)、铁床布水承托层(4)、铁微电解反应区(5)、铁床内循环中心筒(6)、铁床集水出水口(7)、进水稳流装置(8)、铁床排泥放空口(9)，铁床微电解反应装置本体中的铁床布水承托层(4)将其分为上下两部分，下部设有铁床进水稳流区(1)、铁床进水管(2)、进水稳流装置(8)和铁床排泥放空口(9)，上部设有扰动进气管(3)、铁床微电解反应区(5)、铁床集水出水口(7)，铁床内循环中心筒(6)贯穿上下两部分;芬顿流化床包括流化床进水混合区(17)、流化床布水承托层(18)、流化床载体流化区(19)、流化床集水出水口(20)、循环水汲水管(21)、三相分离器(22)和流化床排泥放空口(23);芬顿流化床本体分为下中上三部分，下部设有流化床进水混合区(17)、流化床布水承托层(18)、流化床排泥放空口(23)，中部为流化床载体流化区(19)、上部设有流化床集水出水口(20)、循环水汲水管(21)、三相分离器(22);铁床微电解反应装置的铁床集水出水口(7)、中间水槽(10)、多功能射流器(12)的流化床进水口(15)顺次相连，多功能射流器(12)的出口与芬顿流化床进水口相连，多功能射流器(12)进水口与芬顿流化床进循环水泵(11)出水口相连，芬顿流化床进循环水泵(11)进水口与循环水汲水管(21)相连，氧化剂储槽(16)与多功能射流器(12)的氧化剂加入口(14)相连。
2.根据权利要求(1)所述的一种改进型芬顿流化床处理废水装置，其特性在于，所述硫化区填充有表面预处理精致石英砂，其颗粒直径为2-5mm。
3.根据权利要求(1)所述的一种改进型芬顿流化床处理废水装置，其特性在于所述的进水稳流装置(8)由消能导流管和环状V型槽组成。
说明书
一种改进型芬顿流化床处理废水装置
技术领域
本实用新型属于环保领域，尤其涉及一种改进型芬顿流化床处理废水装置。
背景技术
1.微电解是以铁与碳构成原电池，污染物在正负极发生化学反应，原电池可发生如下电极反应：
阳极：Fe-2e→Fe2+ Eo(Fe2+/Fe) =-0.44V
阴极：2H++2e→2[H]→H2 Eo(H+/H2)=0.00V
在原电池中，有机物得失电子，得到降解，成为较易处理的小分子。
铁床微电解是在传统铁碳微电解基础上，为了解决铁碳微电解技术在工程运行过程中易结块而出现短流或沟流、易堵塞、更换铁屑难度大，污泥产量高、反应速度控制难度大等问题，而开发出的新型微电解技术。它以新配比材质制作的铸铁板块载体代替传统的铁屑和碳粒，在载体表面形成铁与碳构成的原电池，污染物在正负极发生化学反应，微电解过程中铸铁板发生电化学腐蚀，释放大量铁离子，在原电池中有机物失去电子，得到降解，形成较易处理的小分子，另外由于载体堆叠的孔隙率高，通过曝气扰动可以减少表面沉积产生的钝化以及防止结块、堵塞。
2. 芬顿氧化是利用·OH自由基的强氧化能力和Fe2+的混凝作用来处理有机污染物废水。
芬顿 试剂之所以具有很强的氧化能力是因H2O2被 Fe2+催化分解生成羟基自由基·OH并引发产生更多其他自由基，反应机理如下：
Fe2++H2O2→ Fe3++OH-+·H
Fe3++H2O2→Fe2++HO2·+H+
Fe2++HO·→ Fe3++0H-
Fe3++ HO2·→ Fe2++O2+H+
·OH+H2O2→H2O+HO2·
Fe2++ HO2·→ Fe3++HO2-
RH+·OH → R·+H2O
R·+Fe3+→ R++Fe2+
R·+H2O2→ OH +·OH
整个体系的反应十分复杂， 其关键是通过 Fe2+在反应中起引发和传递作用，使链反应能持续进行直至H2O2耗尽。
芬顿流化床是在芬顿氧化技术基础上结合载体流化技术，可增加芬顿氧化多相混合程度，有效提高芬顿氧化过程反应速率，降低污泥量，减少运行成本。
3.铁床微电解与芬顿氧化相结合，既可以利用原电池电极氧化反应降解部分有机物和将大分子有机物降解成为较易处理的小分子，又可以利用微电解产生的Fe2+与直接投加的H2O2反应降解废水中的COD值，同时会发生反应产生铁的水合物，主要反应式如下：
Fe(H2O)63++H2O → Fe(H2O)5OH 2++H3O+
Fe(H2O)5OH 2++H2O → Fe(H2O)4(OH)2++H3O+
当 pH 值为 3―5 时 上述络合物变成
2[Fe(H2O)5OH]2+ → [Fe(H2O)8(OH)2]4++2H2O
[Fe(H2O)8(OH)2]4++H2O → [Fe2(H2O)7(OH)3]3++H3O+
[Fe2(H2O)7(OH)3]3++ [Fe(H2O)5OH]2+ → [Fe3(H2O)7(OH)4]5++ H2O2
上述络合物具有很强的吸附絮凝功能，这种功能是微电解和Fento氧化技术降解 CODcr的重要组成部分。
发明内容
本实用新型的目的为了克服芬顿流化床处理废水存在运行成本高，控制条件复杂等问题，提供一种改进型芬顿流化床处理废水装置。
改进型芬顿流化床处理废水装置包括铁床微电解反应装置、芬顿流化床、中间水槽、芬顿流化床进循环水泵、多功能射流器、空气进口、氧化剂加入口、流化床进水口、氧化剂储槽;铁床微电解反应装置包括铁床进水稳流区、铁床进水管、扰动进气管、铁床布水承托层、铁床微电解反应区、铁床内循环中心筒、铁床集水出水口、进水稳流装置、铁床排泥放空口。铁床微电解反应装置本体中的铁床布水承托层将其分为上下两部分，下部设有铁床进水稳流区、铁床进水管、进水稳流装置和铁床排泥放空口，上部设有扰动进气管、铁床微电解反应区、铁床集水出水口，铁床内循环中心筒贯穿上下两部分;芬顿流化床包括流化床进水混合区、流化床布水承托层、流化床载体流化区、流化床集水出水口、循环水汲水管、三相分离器和流化床排泥放空口;芬顿流化床本体分为下中上三部分，下部设有流化床进水混合区、流化床布水承托层、流化床排泥放空口，中部为流化床载体流化区、上部设有流化床集水出水口、循环水汲水管、三相分离器;铁床微电解反应装置的铁床集水出水口、中间水槽、多功能射流器的流化床进水口顺次相连，多功能射流器的出口与芬顿流化床进水口相连，多功能射流器进水口与芬顿流化床进循环水泵出水口相连，芬顿流化床进循环水泵进水口与循环水汲水管相连，氧化剂储槽与多功能射流器的氧化剂加入口相连。
所述的硫化区填充有表面预处理精致石英砂，其颗粒直径为2-5mm。所述的进水稳流装置由消能导流管和环状V型槽组成。
本实用新型结合了微电解铁床、芬顿流化床以及射流器等优点，有机体融合了电解氧化技术、芬顿氧化技术、载体覆膜技术、异相催化氧化技术以及射流循环技术等新兴技术，将传统的铁碳微电解和芬顿氧化处理废水工艺技术做了大幅度的改良，与之相比该装置无需设置进水及加药的动力设施，设备占地面积小，反应传质效率高，反应时间短，仅使用H2O2一种外加氧化剂剂且加入量小，运行成本低，控制点少、操作简单，主要处理难降解废水，适用于医药、化工、染料等废水二级处理后的出水提标深度处理及回用方面。