专利名称：一种改进型芬顿流化床处理废水装置的制作方法
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. OOV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!^2+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H》2被！^2+催化分解生成羟基自由基·0Η并引发产生更多其他自由基，反应机理如下Fe2++H202 — Fe3++0H —+ · H Fe3++H202 — Fe2++H02 · +H+Fe2++H0 · — Fe3++0!TFe3++ HO2 · — Fe2++02+H+· 0H+H202 — H2CHHO2 ·[0015]Fe2++ HO2 · — Fe3++H02"RH+· OH — R ·+H2OR · +Fe3+ — R++Fe2+R · +H2O2 — OH + · OH整个体系的反应十分复杂，其关键是通过狗2+在反应中起引发和传递作用，使链反应能持续进行直至H2A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狗2+与直接投加的H2A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[0022]Fe (H2O) 63++H20 — Fe(H2O)5OH 2++H30+Fe(H2O)5OH 2++H20 — Fe (H2O) 4 (OH) 2++H30+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++2H20[Fe (H2O)8 (OH) 2]4++H20 — [Fe2 (H2O) 7 (OH) 3] 3++H30+[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H2A —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。
图1是改进型芬顿流化床处理废水装置结构示意图；图中铁床进水稳流区1、铁床进水管2、扰动进气管3、铁床布水承托层4、铁床微电解反应区5、铁床内循环筒6、铁床集水出水口 7、进水稳流装置8、铁床排泥放空口 9、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、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、流化床排泥放空口 23。
具体实施方式
如图1所示，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。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。所述的进水稳流装置8由消能导流管和环状V型槽组成。本实用新型的工作过程为有机废水首先进入酸度调节装置，通过投加酸液将污水pH值调整至1. 5 3. 0范围，然后通过提升泵将废水输送至铁床微电解反应器中，同时鼓风机鼓入空气在铁床内部进行扰动，一方面通过扰动提高废水在反应器中与载体的接触频率，提高电解反应速率，对有机物进行电解氧化分解，另一方面利用气泡扰动冲击防治载体表面产生极化，促使载体腐蚀，铁床反应器出水自流进入中间储水槽中，通过调节进水酸度和铁床反应时间使中间水槽内废水的PH值维持在3. 5 5范围内；中间水槽中的废水在射流循环加药系统产生的负压作用下被吸入芬顿流化床内，与同时从氧化剂储槽中被吸入的氧化剂混合，部分空气也通过射流器产生的负压吸入到芬顿流化床内，三者一同进入并在硫化载体辅助作用下充分接触，废水中的狗2+和H2A反形成芬顿试剂对废水中有机物进行氧化分解，吸入的空气对氧化反应起到促进作用，同时硫化载体表面结晶形成的羟基氧化铁膜可以发生异相催化氧化，在三重作用下废水中有机物达到降解，芬顿流化床出水进入脱气中和泥水分离系中，通过脱气、中和混凝、泥水分离后形成最终出水。进过反应器放空口排出的污泥以及经过沉淀分离后产生的污泥进入污泥处理系统脱水处理处置。应用实例运用本新型处理装置处理某医药企业污水站生化系统出水，水量为900m3/d，进水水质如下C0D 860mg/L、BOD5116mg/L、含盐量4. 5%、pH7. 2，该废水首先进入酸度调节装置，调节pH至2. 0后进入铁床微电解反应器，停留时间(HRT)8h，出水自流进入中间水池， PH值为4. 10左右，中间池废水射流泵吸入芬顿流化床内，H2A的加入量为1. 1%0 (30%)，氧化HRT为45min，空气的吸入量与进水量体积比为1. 5 2:1，芬顿流化床出水用碱液调节 PH值为8左右中和沉淀，污泥送污泥车间处理，清液排放。该医药有机废水经本改进型芬顿流化床处理废水装置处理后，出水C0DeJ6ang/L、B0D532mg/L,达到(CJ343-2010)《污水排入城镇下水道水质标准》(其中COD不超过500mg/L)，解决了该企业现有污水站长期不能实现污水达标排放的问题。
权利要求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0 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(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0 ；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(1 的出口与芬顿流化床进水口相连，多功能射流器(1 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相连， 氧化剂储槽(16)与多功能射流器(1 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。
专利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。
文档编号C02F1/72GK202139138SQ201120257320
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月20日 优先权日2011年7月20日
发明者仝武钢, 张刚, 徐敏达, 李欲如, 梅荣武, 沈浙萍, 王付超, 韦彦斐 申请人:浙江环科环境研究院有限公司