申請(qǐng)日2021.05.18

公開日期2021.12.10

IPC分類C02F1/72;C02F9/04

摘要

本實(shí)用新型涉及一種采用MBBR載體的芬頓高級(jí)氧化的裝置，屬于污水處理領(lǐng)域，其包括進(jìn)水口、FeSO4添加管、FeSO4入口、H2O2入口、移動(dòng)床芬頓氧化池、載體清洗罐、載體氣提管、出水篩網(wǎng)、出水PH調(diào)節(jié)渠、鼓風(fēng)機(jī)，其中，設(shè)置有H2SO4載體清洗控制閥的載體清洗H2SO4管與H2SO4載體清洗管入口相連通；清洗載體罐出口通過清洗后載體出水管與清洗罐載體出口相連通；氣提載體入口通過載體氣提管與氣提載體出口相連通。本實(shí)用新型將傳統(tǒng)的芬頓高級(jí)氧化系統(tǒng)與MBBR移動(dòng)床反應(yīng)器流化技術(shù)相耦合，構(gòu)建了簡(jiǎn)單、高效的廢水處理芬頓移動(dòng)床高級(jí)氧化系統(tǒng)。

權(quán)利要求

1.一種采用MBBR載體的芬頓高級(jí)氧化的裝置，其特征在于，其包括進(jìn)水口、FeSO4添加管、FeSO4入口、H2O2入口、移動(dòng)床芬頓氧化池、載體清洗罐、載體氣提管、出水篩網(wǎng)、出水pH調(diào)節(jié)渠、鼓風(fēng)機(jī)，其中，進(jìn)水口、FeSO4入口和H2O2入口在同一進(jìn)水側(cè)分別和移動(dòng)床芬頓氧化池相連接通；設(shè)置有H2SO4載體清洗控制閥的載體清洗H2SO4管與H2SO4載體清洗管入口相連通；載體清洗罐內(nèi)設(shè)置有清洗罐攪拌器；清洗載體罐出口通過清洗后載體出水管與清洗罐載體出口相連通；氣提載體入口通過載體氣提管與氣提載體出口相連通；出水pH調(diào)節(jié)渠和出水篩網(wǎng)相連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用MBBR載體的芬頓高級(jí)氧化的裝置，其特征在于，所述移動(dòng)床芬頓氧化池設(shè)置有穿孔管曝氣系統(tǒng)和懸浮載體。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用MBBR載體的芬頓高級(jí)氧化的裝置，其特征在于，所述鼓風(fēng)機(jī)通過設(shè)置有曝氣控制閥的曝氣供氣管與穿孔管曝氣系統(tǒng)相連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用MBBR載體的芬頓高級(jí)氧化的裝置，其特征在于，所述鼓風(fēng)機(jī)通過設(shè)置有氣提供氣控制閥的氣提供氣管與氣提供氣出口相連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用MBBR載體的芬頓高級(jí)氧化的裝置，其特征在于，所述出水pH調(diào)節(jié)渠內(nèi)設(shè)置有pH調(diào)節(jié)渠攪拌機(jī)和堿液投加口。

說明書

一種采用MBBR載體的芬頓高級(jí)氧化的裝置

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種采用MBBR載體的芬頓高級(jí)氧化的裝置，屬于污水處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前我國(guó)在高難度有機(jī)廢水處理的高級(jí)氧化工藝研究中較為成熟的常規(guī)芬頓（Fenton）工藝，它是一種氧化能力很強(qiáng)的高級(jí)氧化技術(shù)，但此技術(shù)存在需要在酸性環(huán)境中反應(yīng)等一些缺點(diǎn)，使得應(yīng)用范圍受到很大限制，在均相芬頓反應(yīng)裝置中，催化劑的分離和能否循環(huán)使用是有待解決的難題。另外，在反應(yīng)過程中因?yàn)橛需F等離子的存在造成芬頓出水中色度的增加，且反應(yīng)后需要重新調(diào)節(jié)pH值，不僅增加處理成本，還會(huì)產(chǎn)生大量的含鐵污泥，所有這些問題都給污水處理工作帶來了不便。

固定床芬頓非均相催化劑催化反應(yīng)器雖然能使催化劑固定化而易于運(yùn)行操作，但固定化催化劑往往與雙氧水的接觸面積過小，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)板結(jié)，廢水難以與催化劑充分接觸，傳質(zhì)過程過慢，使得其大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用效率較低。

近年來芬頓技術(shù)的主要研究方向是非均相混合反應(yīng)體系，以非均相催化氧化體系建

立不同于常規(guī)固定床催化反應(yīng)器，即非均相芬頓流化床體系。芬頓流化床反應(yīng)器能更好的解決催化劑與反應(yīng)混合液的傳質(zhì)效率的問題，其原理是利用0.2-0.5mm石英砂載體在流化床中作為結(jié)晶核種，將要處理的廢水及藥劑由流化床底部進(jìn)入并向上流動(dòng)，在流化床外部設(shè)有回流水旁路循環(huán)用以保證流化床內(nèi)水的上升流速(40-60 m/h)，使待處理的無機(jī)離子在石英砂表面形成穩(wěn)態(tài)結(jié)晶體(FeOOH)，該結(jié)晶體具有催化作用.從而降低二價(jià)鐵離子催化劑的加藥量，進(jìn)而降低污泥產(chǎn)生量。

流化床芬頓系統(tǒng)主要設(shè)施有包括流化床反應(yīng)器系統(tǒng)，流化床工藝前后的配套構(gòu)筑物設(shè)施有pH調(diào)節(jié)池、脫氣池、沉淀池、加藥系統(tǒng)等，流化床反應(yīng)器系統(tǒng)設(shè)有進(jìn)水泵、進(jìn)水分配器、循環(huán)水泵、配套管路及儀表設(shè)備等。在流化床反應(yīng)器中采用的載體比重大，必須在高內(nèi)循環(huán)或外循環(huán)循環(huán)水量流速的情況下才可使得載體處于流化，因此，如何開發(fā)出一種經(jīng)濟(jì)有效的流化載體，減少循環(huán)能耗，提高芬頓反應(yīng)體系與廢水的充分混合處理方法已成為水處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。Fenton流化床的研究集中在 (1)載體的特性對(duì)比及其最優(yōu)選擇的系統(tǒng)化研究；(2)尋求芬頓流化床對(duì)廢水的最佳處理?xiàng)l件和最佳結(jié)晶條件；(3)提高負(fù)載后載體的催化性能，進(jìn)一步削減亞鐵的使用量以減少鐵泥的產(chǎn)量，并提高雙氧水的利用效率；(4)將芬頓流化床技術(shù)與其他技術(shù)藕合，拓展其應(yīng)用范圍。

移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器（MBBR）采用的生物膜載體比水輕，主要成分是高密度聚乙烯（HDPE）或其他抗腐蝕性強(qiáng)的塑料材料，懸浮載體具有比重低于水、比表面積大、親水性好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)；另外，MBBR懸浮載體也易于流化，一般在氣水比＜1:1的下就可使其流化；另外，用作移動(dòng)床芬頓池內(nèi)的載體，MBBR懸浮載體一方面其表面附著的鐵氧化物對(duì)雙氧水有異相催化作用，產(chǎn)生更多的·OH降解生物難降解的COD有機(jī)物;另一方面移動(dòng)床反應(yīng)體系內(nèi)的劇烈流化和載體之間碰撞，可使得載體上附著的氧化物和混合液之間的傳質(zhì)及反應(yīng)效率都將有很好的促進(jìn)作用。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)的芬頓廢水處理設(shè)施的不足，克服現(xiàn)有芬芬頓流化床反應(yīng)系統(tǒng)的不足，提供一種采用MBBR載體的芬頓高級(jí)氧化的裝置，將傳統(tǒng)的芬頓高級(jí)氧化系統(tǒng)與MBBR移動(dòng)床反應(yīng)器流化技術(shù)相耦合，構(gòu)建了簡(jiǎn)單、高效的廢水處理芬頓移動(dòng)床高級(jí)氧化系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：

一種采用MBBR載體的芬頓高級(jí)氧化的裝置，其包括進(jìn)水口、FeSO4添加管、FeSO4入口、H2O2入口、移動(dòng)床芬頓氧化池、載體清洗罐、載體氣提管、出水篩網(wǎng)、出水pH調(diào)節(jié)渠、鼓風(fēng)機(jī)，其中，進(jìn)水口、FeSO4入口和H2O2入口在同一進(jìn)水側(cè)分別和移動(dòng)床芬頓氧化池相連接通；設(shè)置有H2SO4載體清洗控制閥的載體清洗H2SO4管與H2SO4載體清洗管入口相連通；載體清洗罐內(nèi)設(shè)置有清洗罐攪拌器；清洗載體罐出口通過清洗后載體出水管與清洗罐載體出口相連通；氣提載體入口通過載體氣提管與氣提載體出口相連通；出水pH調(diào)節(jié)渠和出水篩網(wǎng)相連通。

進(jìn)一步的，所述移動(dòng)床芬頓氧化池設(shè)置有穿孔管曝氣系統(tǒng)和懸浮載體。

進(jìn)一步的，所述鼓風(fēng)機(jī)通過設(shè)置有曝氣控制閥的曝氣供氣管與穿孔管曝氣系統(tǒng)相連通。

進(jìn)一步的，所述鼓風(fēng)機(jī)通過設(shè)置有氣提供氣控制閥的氣提供氣管與氣提供氣出口相連通。

進(jìn)一步的，所述出水pH調(diào)節(jié)渠內(nèi)設(shè)置有pH調(diào)節(jié)渠攪拌機(jī)和堿液投加口。

本實(shí)用新型具有以下技術(shù)有益效果：

1) 本實(shí)用新型選擇親水性強(qiáng)的懸浮載體作為移動(dòng)床芬頓氧化池內(nèi)負(fù)載芬頓催化鐵氧化物的載體，添加前懸浮載體的密度比水輕（0.96-0.98g/cm3），懸浮載體在移動(dòng)床芬頓氧化池內(nèi)負(fù)載鐵氧化物后其密度接近水；所以，懸浮載體在移動(dòng)床芬頓氧化池內(nèi)需要來自安裝在其內(nèi)底部的穿孔管曝氣系統(tǒng)的少量曝氣量（一般氣水比＜1:1）就可實(shí)現(xiàn)完全流化，和采用比重大的常規(guī)芬頓流化床相比，節(jié)省了載體流化所需動(dòng)能。

3) 穿孔管曝氣系統(tǒng)可采用較廉價(jià)和抗酸堿腐蝕強(qiáng)的ABS等塑料管材料，上面可均勻地布置4-8mm中孔曝氣孔，不易堵塞；以及曝氣量對(duì)移動(dòng)床芬頓氧化池內(nèi)懸浮載體的向上推動(dòng)力大，不需要任何內(nèi)/外循環(huán)系統(tǒng)，即可使得移動(dòng)床芬頓氧化池內(nèi)的氧化混合液和懸浮載體混合充分。

4) 移動(dòng)床芬頓氧化池內(nèi)添加的懸浮載體的最大填充率可到達(dá)70&，一般在30-60%范圍內(nèi)，懸浮載體的比表面積大，混合液和懸浮載體傳質(zhì)接觸面積大，載體投加量機(jī)動(dòng)靈活；因劇烈流化不會(huì)發(fā)生載體板結(jié)和出現(xiàn)池內(nèi)反應(yīng)死區(qū)短流情況，大大提高了催化高級(jí)氧化反應(yīng)的效率。

5) 一般情況下，隨著催化反應(yīng)的進(jìn)行，當(dāng)懸浮載體表面上負(fù)載鐵氧化催化物負(fù)載量過大時(shí)，來自穿孔管曝氣系統(tǒng)的流化、混合氣量可足夠?qū)腋≥d體上負(fù)載的較大沉積物吹掃脫離其表面，懸浮載體在移動(dòng)床芬頓氧化池內(nèi)可達(dá)到自我更新的目的。

6)當(dāng)懸浮載體表面上負(fù)載的沉積物過多導(dǎo)致靠穿孔管曝氣系統(tǒng)不能使其自清洗更新時(shí)，可通過啟動(dòng)氣提清洗系統(tǒng)，即通過打開氣提供氣管上設(shè)置的氣提供氣控制閥來開啟氣提清洗系統(tǒng)，載體清洗罐設(shè)置在移動(dòng)床芬頓氧化池內(nèi)的頂部，給載體氣提管內(nèi)供氣，載體氣提管也可以將懸浮載體從移動(dòng)床芬頓池內(nèi)移至載體清洗罐，其懸浮載體和泥水從氣提載體入口吸入，氣提載體入口延長(zhǎng)至移動(dòng)床芬頓池水位下，允許載體和混合液吸出或泵出至載體清洗罐；并同時(shí)開啟設(shè)置在H2SO4載體清洗管上的H2SO4載體清洗控制閥，為酸洗懸浮載體提供H2SO4溶液，并且開啟清洗罐攪拌器。經(jīng)過清洗后的懸浮載體和泥水混合液通過載體清洗罐下部的清洗后載體出水管與清洗罐載體出口重新回流到移動(dòng)床芬頓氧化池內(nèi)，同時(shí)較高污泥含量和pH相對(duì)更低的酸性混合液也回流到移動(dòng)床芬頓氧化池內(nèi)補(bǔ)充高級(jí)氧化所需的酸性，不會(huì)產(chǎn)生任何酸洗液的浪費(fèi)；本實(shí)用新型既達(dá)到了清洗懸浮載體的目的，節(jié)省了池外人工清洗的麻煩，也不需要額外的酸洗成本，達(dá)到了內(nèi)循環(huán)方式清洗載體的目的。

7)為了將懸浮載體攔截在移動(dòng)床芬頓氧化池內(nèi)，出水篩網(wǎng)可用抗酸性腐蝕的不銹鋼或玻璃鋼或塑料材料，其內(nèi)出水端設(shè)置了攔截懸浮載體于池內(nèi)的出水篩網(wǎng)，但反應(yīng)后的泥水混合物可通過出水篩網(wǎng)進(jìn)入出水pH調(diào)節(jié)渠。

（發(fā)明人：駱建明; 牛學(xué)義）