申请日2020.04.09
公开（公告）日2021.02.12
IPC分类号C02F1/72; C02F9/04
摘要
本实用新型公开了一种芬顿反应水处理设备，属于污水处理技术领域。一种芬顿反应水处理设备，包括套装在一起的三个筒体、挡板、连通管、加药管、污泥回流管、排泥管、排水凹槽及排水管。本实用新型由筒体和挡板分成了五个反应区。通过本实用新型可将原水分成两部分进行处理，与芬顿氧化废水处理工艺结合，实现了利用部分原水回调反应酸碱度的工艺，提高了污水处理效率，降低了药剂添加量和碱液添加量，降低了运行成本。
权利要求书
1.一种芬顿反应水处理设备，其特征在于，包括：
筒体，其用于构成芬顿氧化反应的反应区，所述筒体为三个且套装在一起，由内向外依次为第一筒体，第二筒体，第三筒体，所述三个筒体的底端密封且位于同一个水平面上，所述三个筒体的顶端敞口；
挡板，用于将所述第二筒体与所述第三筒体之间的空间分为四个反应区，所述挡板为四个，按照逆时针方向依次为第一挡板、第二挡板、第三挡板、第四挡板，所述第三挡板的高度小于所述第一挡板的高度，所述第一挡板的高度小于所述第二挡板的高度和所述第四挡板的高度，
其中，所述第一挡板与所述第四挡板之间构成第一反应区，所述第一挡板和所述第二挡板之间构成第二反应区，所述第二挡板和所述第三挡板之间构成第三反应区，所述第三挡板和所述第四挡板之间构成第四反应区；以及，
所述第二筒体内构成第五反应区。
2.如权利要求1所述的芬顿反应水处理设备，其特征在于，还包括；
进水管，用于将外部原水引入所述第一反应区，其设置在所述第一反应区底部，所述进水管一端开口于所述第一反应区内，另一端连通外部需要处理的原水；
第一连通管，用于连通所述第一反应区和所述第一筒体内部，其设置在所述第一反应区底部，所述第一连通管一端开口于所述第一反应区内，另一端开口于所述第一筒体内；
第一阀门，用于控制所述第一连通管的开度，其设置在所述第一连通管上；
第一推流搅拌器，用于控制所述第一反应区进入所述第一筒体内的原水流量，其正对所述第一连通管位于所述第一反应区的开口而相应设置。
3.如权利要求1所述的芬顿反应水处理设备，其特征在于，还包括；
第一加药管，用于向所述第二反应区内投加硫酸，其一端开口于所述第二反应区上部，另一端连通所述第三筒体外部硫酸投加装置；
第一曝气盘，用于将所述第二反应区内的原水与硫酸混合，其设置在所述第二反应区的底部，并通过进气管连通外部风机；
过流孔，用于连通所述第二反应区和所述第三反应区，其为所述第二挡板底部的开孔或缺口。
4.如权利要求1所述的芬顿反应水处理设备，其特征在于，还包括；
第二加药管，用于向所述第三反应区内投加Fe2+药剂，其一端开口于所述第三反应区底部，另一端与所述第三筒体外部Fe2+药剂投加装置连通；
第三加药管，用于向所述第三反应区内投加H2O2药剂，其一端开口于所述第三反应区底部，另一端与所述第三筒体外部H2O2药剂投加装置连通；
第二曝气盘，用于将所述Fe2+药剂、所述H2O2药剂及处理的原水混合均匀，其设置在所述第三反应区的底部，并通过进气管连通外部风机；
污泥回流管，用于将所述第二筒体内的污泥引入所述第三反应区，其一端开口于所述第二筒体底部，另一端开口于所述第三反应区内；
第二阀门，用于控制所述污泥回流管的开度，其设置在所述污泥回流管上；
第二推流搅拌器，用于控制所述第五反应区进入所述第三反应区的污泥回流量，其正对所述污泥回流管位于所述第五反应区的开口而相应设置。
5.如权利要求1所述的芬顿反应水处理设备，其特征在于，还包括；
第二连通管，用于将所述第四反应区内的反应溶液引入所述第一筒体，其一端开口于所述第四反应区底部，另一端开口于所述第一筒体底部，
第三曝气盘，用于搅拌所述第四反应区内的反应溶液，其设置在所述第四反应区的底部，并通过进气管连通外部风机。
6.如权利要求1所述的芬顿反应水处理设备，其特征在于，还包括；
第四加药管，用于向所述第一筒体内添加碱液，其一端开口于所述第一筒体底部，另一端连通所述第三筒体外边的碱液投加装置；
排泥管，用于将所述第二筒体内的污泥排出反应体系，其一端开口于所述第二筒体底部，另一端连通所述第三筒体外部；
第三阀门，用于控制所述排泥管的开度，其设置在所述排泥管上。
7.如权利要求1所述的芬顿反应水处理设备，其特征在于，还包括；
出水凹槽，用于排出所述第五反应区上部的清水，所述出水凹槽在所述第一反应区顶部设置出水口，所述出水凹槽的内壁围绕所述第二筒体内壁闭合形成溢流堰，所述溢流堰的顶端低于所述第三挡板的顶端，以及，
所述出水凹槽外壁紧贴所述第二筒体内壁，所述出水凹槽外壁在所述出水口处延伸至所述第一筒体内侧壁，
其中，所述出水凹槽底面与所述出水凹槽内壁、所述出水凹槽外壁及所述第三筒体内侧壁之间封闭；
出水管，其将所述出水凹槽内的清水引出所述芬顿氧化废水处理设备，所述出水管一端开口于所述出水凹槽底部，另一端与所述第三筒体外部连通。
8.如权利要求1所述的芬顿反应水处理设备，其特征在于，所述第一挡板和所述第三挡板的顶端均设置至少一个缺口。
说明书
一种芬顿反应水处理设备
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域，特别是一种芬顿反应水处理设备。
背景技术
近20多年来，高级氧化技术被广泛用于难降解污染的水处理过程。其中芬顿技术由于操作简单，而且所用试剂无二次污染，被认为是最有前景的处理技术。典型的芬顿试剂是Fe2+与H2O2的组合，该试剂的应用已经有一百多年的历史。其基本原理是在Fe2+的催化作用下，H2O2的分解活化反应过程中产生大量的中间态活性物羟基自由基(·OH)，进而氧化分解有机物质。
常规的芬顿高级氧化技术一般分为四个阶段：加酸调节溶液pH值阶段、加芬顿试剂氧化阶段，加碱回调溶液pH值阶段和混凝沉淀阶段。芬顿设备一般也是根据这四个阶段进行设计，但目前市面上的芬顿反应设备基本都存在以下共性问题：
(1)反应效率较低、能耗较高
当芬顿反应的Fe2+和H2O2投加量较低时，羟基自由基的生成量相对较少，进而处理效率较低。而H2O2同时是羟基自由基的捕获剂，H2O2投量过高会捕获体系产生的羟基自由基。当铁的投加量过高时，H2O2被迅速地催化分解产生大量的活性羟基自由基，然而羟基自由基同基质的反应相对而言速度较慢，所以未消耗的游离羟基自由基彼此发生淬灭反应生成水，致使部分羟基自由基被消耗掉，从而降低羟基自由基的处理效率。另外铁投加量过高会使被处理的水的色度增加。
常规设备一般从加强搅拌等方面提高反应效率，反应效率强化的程度较低，相反加强了机械搅拌等过程而提高了设备的能耗。
(2)药剂投加量高
芬顿反应大多数情况下需要在酸性条件(pH＝3～4)下产生羟基自由基，原水pH较高时，调节pH时会耗费大量酸液，反应结束后又要投加碱液回调pH值，造成药剂成本大。常规设备无法从设备本身上对芬顿反应的药剂消耗量进行优化。
(3)污泥产量高
芬顿反应中大量投加铁盐和碱液反应后生成系统，后续继续投加混凝剂或絮凝剂在混凝沉淀段产生大量污泥，常规设备无法对污泥产量进行优化。
因此，常规的芬顿反应设备反应效率低、能耗高、药剂消耗大、污泥产量高造芬顿技术的成本高，企业负担重的结果，也限制了芬顿高级氧化技术在难处理工业废水处理方面的应用。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种芬顿反应水处理设备，保持提高芬顿反应效率，降低能耗和药剂投加量，优化污泥的产量。
为了实现上述目的，本实用新型采用的一个技术方案是：一种芬顿反应水处理设备，其特征在于，包括：
筒体，其用于构成芬顿氧化反应的反应区，所述筒体为三个且套装在一起，由内向外依次为第一筒体，第二筒体，第三筒体，所述三个筒体的底端密封且位于同一个水平面上，所述三个筒体的顶端敞口；
挡板，用于将所述第二筒体与所述第三筒体之间的空间分为四个反应区，所述挡板为四个，按照逆时针方向依次为第一挡板、第二挡板、第三挡板、第四挡板，所述第三挡板的高度小于所述第一挡板的高度，所述第一挡板的高度小于所述第二挡板的高度和所述第四挡板的高度，
其中，所述第一挡板与所述第四挡板之间构成第一反应区，所述第一挡板和所述第二挡板之间构成第二反应区，所述第二挡板和所述第三挡板之间构成第三反应区，所述第三挡板和所述第四挡板之间构成第四反应区；以及，
所述第二筒体内构成第五反应区。
优选的，还包括；
进水管，用于将外部原水引入所述第一反应区，其设置在所述第一反应区底部，所述进水管一端开口于所述第一反应区内，另一端连通外部需要处理的原水；
第一连通管，用于连通所述第一反应区和所述第一筒体内部，其设置在所述第一反应区底部，所述第一连通管一端开口于所述第一反应区内，另一端开口于所述第一筒体内；
第一阀门，用于控制所述第一连通管的开度，其设置在所述第一连通管上；
第一推流搅拌器，用于控制所述第一反应区进入所述第一筒体内的原水流量，其正对所述第一连通管位于所述第一反应区的开口而相应设置。
优选的，还包括；
第一加药管，用于向所述第二反应区内投加硫酸，其一端开口于所述第二反应区上部，另一端连通所述第三筒体外部硫酸投加装置；
第一曝气盘，用于将所述原水与硫酸混合，其设置在所述第二反应区的底部，并通过进气管连通外部风机；
过流孔，用于连通所述第二反应区和所述第三反应区，其为所述第二挡板底部的开孔或缺口。
优选的，还包括；
第二加药管，用于向所述第三反应区内投加Fe2+药剂，其一端开口于所述第三反应区底部，另一端与所述第三筒体外部Fe2+药剂投加装置连通；
第三加药管，用于向所述第三反应区内投加H2O2药剂，其一端开口于所述第三反应区底部，另一端与所述第三筒体外部H2O2药剂投加装置连通；
第二曝气盘，用于将所述Fe2+药剂、所述H2O2药剂及处理的原水混合均匀，其设置在所述第三反应区的底部，并通过进气管连通外部风机；
污泥回流管，用于将所述第二筒体内的污泥引入所述第三反应区，其一端开口于所述第二筒体底部，另一端开口于所述第三反应区内；
第二阀门，用于控制所述污泥回流管的开度，其设置在所述污泥回流管上；第二推流搅拌器，用于控制所述第五反应区进入所述第三反应区的污泥回流量，其正对所述污泥回流管位于所述第五反应区的开口而相应设置。
优选的，还包括；
第二连通管，用于将所述第四反应区内的反应溶液引入所述第一筒体，其一端开口于所述第四反应区底部，另一端开口于所述第一筒体底部，
第三曝气盘，用于搅拌所述第四反应区内的反应溶液，其设置在所述第四反应区的底部，并通过进气管连通外部风机。
优选的，还包括；
第四加药管，用于向所述第一筒体内添加碱液，其一端开口于所述第一筒体底部，另一端连通所述第三筒体外边的碱液投加装置；
排泥管，用于将所述第二筒体内的污泥排出反应体系，其一端开口于所述第二筒体底部，另一端连通所述第三筒体外部；
第三阀门，用于控制所述排泥管的开度，其设置在所述排泥管上。
优选的，还包括；
出水凹槽，用于排出所述第五反应区上部的清水，所述出水凹槽在所述第一反应区顶部设置出水口，所述出水凹槽的内壁围绕所述第二筒体内壁闭合形成溢流堰，所述溢流堰的顶端低于所述第三挡板的顶端，以及，
所述出水凹槽外壁紧贴所述第二筒体内壁，所述出水凹槽外壁在所述出水口处延伸至所述第一筒体内侧壁，
其中，所述出水凹槽底面与所述出水凹槽内壁、所述出水凹槽外壁及所述第三筒体内侧壁之间封闭；
出水管，其将所述出水凹槽内的清水引出所述废水处理设备，所述出水管一端开口于所述出水凹槽底部，另一端与所述第三筒体外部连通。
优选的，所述第一挡板和所述第三挡板的顶端均设置至少一个缺口。
本实用新型的有益效果是：通过一种芬顿反应水处理设备，提高芬顿反应效率，降低能耗和药剂投加量，优化污泥的产量，降低了企业运行成本，扩大芬顿高级氧化技术在难处理工业废水处理方面的应用。
（发明人：张强;张鑫;张薛龙;骆平;马效贤）