脉冲式可调控Fenton氧化反应装置的制作方法

文档序号:14130446阅读:220来源:国知局

本发明涉及污水处理技术领域,尤其涉及脉冲式可调控fenton氧化反应装置。



背景技术:

传统fenton化学氧化技术存在污泥产量大、运行费用高的技术缺陷,从而在实际生产应用存在技术推广困难的问题,目前大多采用固定床灯方式将铁氧化催化剂填料保留在反应器内,次那个人解决污泥产量大、运行费用高的问题,但是固体床存在催化填料板结固化,及堵塞布水孔的问题,从而造成布水不均匀、反应器处理效率下降的问题;在不同浓度的污水处理过程中,因处理设备固定工作,当污水浓度过高处理不充分,污水浓度过低时浪费药剂。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题,是针对上述存在的技术不足,提供了脉冲式可调控fenton氧化反应装置,采用虹吸原理设置的虹吸脉冲式布水器,可以不需要外加水泵为布水器供水,实现间歇脉冲式供水防止污水堵塞,解决了固体床存在催化填料板结固化,及堵塞布水孔的问题,从而造成布水不均匀、反应器处理效率下降的问题和运行费用高的问题;流量控制阀的位置设计可以控制布水器的脉冲,检测仪的设置可以时刻检测污水浓度从而控制流量控制阀和药剂的投入量,可以实现在不同浓度的污水下自动调节控制;流化床装置的设置可以加快反应和输出量,提高了置换效率;添加药剂通过二氧化硅包裹,减少了药剂的添加量;挡板的设计既可以防止气体进入布水主管影响脉冲虹吸效应,还可以消除水流波动使脉冲输出更加稳定。

为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:包括罐体、废水泵、虹吸脉冲式布水器和流体化床装置;罐体右侧底部设置有排污口;排污口一端法兰连接有进水管;废水泵的出水口和排污口通过进水管法兰连接;进水管中部上方安装有检测仪;罐体前侧底部设置有污水进口;污水进口的上方设置有双氧水进口;双氧水进口的上方左侧设置有二价铁离子进口;二价铁离子进口和双氧水进口处均法兰连接有供给泵;供给泵顶部设置有加料仓;罐体后侧上方设置有排水口;排水口处法兰连接有排水管;罐体的顶部安装有排气口;罐体顶部设置为锥型;虹吸脉冲式布水器设置在罐体内部低端;流体化床装置设置在罐体中部上方。

进一步优化本技术方案,所述的流体化床装置的上方在罐体内部焊接有多个挡板。

进一步优化本技术方案,所述的虹吸脉冲式布水器包括布水箱和可调控虹吸装置;布水箱外周均匀设置有多个补水管;补水管顶部在长度方向上均匀设置有多个圆孔;圆孔的直径依次变大。

进一步优化本技术方案,所述的可调控虹吸装置包括布水主管和虹吸破坏管;布水主管的出口端和布水箱底部焊接;布水主管的进口端设置在挡板的中部上方;布水主管的进口端上方一侧焊接有虹吸管;虹吸管的出口端和排水管焊接。

进一步优化本技术方案,所述的虹吸破坏管的一端和布水主管的顶部右端焊接,另一端竖直向下;在布水主管和虹吸破坏管的连接处焊接有虹吸辅助管;虹吸辅助管的另一端与虹吸管焊接;虹吸管的中部设置有流量调节阀。

进一步优化本技术方案,所述的布水主管的直径为100毫米;虹吸管的直径和虹吸破坏管的直径均为40毫米;虹吸辅助管的直径为20毫米;布水主管的进口端比挡板高20毫米;虹吸管的顶部比布水主管的进口端高80毫米;虹吸破坏管的底部比布水主管的进口端高10毫米;排水口底部比虹吸管的顶部高35毫米;虹吸破坏管右侧的布水主管管路倾斜向下;倾斜角度为75度。

进一步优化本技术方案,所述的流体化床装置包括外套、第一组流化床、第二组流化床和第三组流化床;外套和罐体卡接;每组流化床横截面设置成v字型,夹角为120度长度为2000毫米宽度为750毫米;每组流化床的外延与外套内壁固定连接;第一组流化床和第三组流化床在同一高度,且水平间距为1250毫米;第二组流化床设置在第一组流化床和第三组流化床的中部上方,高度差为125毫米。

进一步优化本技术方案,所述的二价铁离子进口处供给泵的加料仓处放置有二价铁离子药剂;二价铁离子药剂外侧包裹有一层二氧化硅薄膜。

与现有技术相比,本发明具有以下优点:1、虹吸脉冲式布水器,可以不需要外加水泵为布水器供水,实现间歇脉冲式供水防止污水堵塞,解决了固体床存在催化填料板结固化,及堵塞布水孔的问题,从而造成布水不均匀、反应器处理效率下降的问题和运行费用高的问题;2、流量控制阀的位置设计可以控制布水器的脉冲,检测仪的设置可以时刻检测污水浓度从而控制流量控制阀和药剂的投入量,可以实现在不同浓度的污水下自动调节控制3、流化床装置的设置可以加快反应和输出量,提高了置换效率;添加药剂通过二氧化硅包裹,减少了药剂的添加量。

附图说明

图1为脉冲式可调控fenton氧化反应装置的总装配图。

图2为脉冲式可调控fenton氧化反应装置的内部结构图。

图3为脉冲式可调控fenton氧化反应装置的虹吸脉冲式布水器结构图。

图4为脉冲式可调控fenton氧化反应装置的防震装置的流体化床装置的结构图。

图中:1、罐体;2、废水泵;3、虹吸脉冲式布水器;4、流体化床装置;5、污水进口;6、进水管;7、检测仪;8、双氧水进口;9、二价铁离子进口;10、供给泵;11、加料仓;12、排水口;13、排水管;14、排气口;15、挡板;16、布水箱;17、可调控虹吸装置;18、补水管;19、圆孔;20、布水主管;21、虹吸破坏管;22、虹吸管;23、虹吸辅助管;24、流量调节阀;25、外套;26、第一组流化床;27、第二组流化床;28、第三组流化床;29、排污口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面结合具体实施方式并参照附图,对本发明进一步详细说明。应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明的概念。

具体实施方式一:结合图1-4所示,包括罐体1、废水泵2、虹吸脉冲式布水器3和流体化床装置4;罐体1前侧底部设置有污水进口5;罐体1右侧底部设置有排污口29;污水进口5处法兰连接有进水管6;废水泵2的出水口和污水进口5通过进水管6法兰连接;进水管6中部上方安装有检测仪7;污水进口5的上方设置有双氧水进口8;双氧水进口8的上方左侧设置有二价铁离子进口9;二价铁离子进口9和双氧水进口8处均法兰连接有供给泵10;供给泵10顶部设置有加料仓11;罐体1后侧上方设置有排水口12;排水口12处法兰连接有排水管13;罐体1的顶部安装有排气口14;罐体1顶部设置为锥型;虹吸脉冲式布水器3设置在罐体1内部低端;流体化床装置4设置在罐体1中部上方;流体化床装置4的上方在罐体1内部焊接有多个挡板15;虹吸脉冲式布水器3包括布水箱16和可调控虹吸装置17;布水箱16外周均匀设置有多个补水管18;补水管18顶部在长度方向上均匀设置有多个圆孔19;圆孔19的直径依次变大;可调控虹吸装置17包括布水主管20和虹吸破坏管21;布水主管20的出口端和布水箱16底部焊接;布水主管20的进口端设置在挡板15的中部上方;布水主管20的进口端上方一侧焊接有虹吸管22;虹吸管22的出口端和排水管13焊接;虹吸破坏管21的一端和布水主管20的顶部右端焊接,另一端竖直向下;在布水主管20和虹吸破坏管21的连接处焊接有虹吸辅助管23;虹吸辅助管23的另一端与虹吸管22焊接;虹吸管22的中部设置有流量调节阀24;布水主管20的直径为100毫米;虹吸管22的直径和虹吸破坏管21的直径均为40毫米;虹吸辅助管23的直径为20毫米;布水主管20的进口端比挡板15高20毫米;虹吸管22的顶部比布水主管20的进口端高80毫米;虹吸破坏管21的底部比布水主管20的进口端高10毫米;排水口12底部比虹吸管22的顶部高35毫米;虹吸破坏管21右侧的布水主管20管路倾斜向下;倾斜角度为75度;流体化床装置4包括外套25、第一组流化床26、第二组流化床27和第三组流化床28;外套25和罐体1卡接;每组流化床横截面设置成v字型,夹角为120度长度为2000毫米宽度为750毫米;每组流化床的外延与外套25内壁固定连接;第一组流化床26和第三组流化床28在同一水平高度,且水平间距为1250毫米;第二组流化床27设置在第一组流化床26和第三组流化床28的中部上方,高度差为125毫米;二价铁离子进口9处供给泵10的加料仓11处放置有二价铁离子药剂;二价铁离子药剂外侧包裹有一层二氧化硅薄膜。

使用时,步骤一,结合图1-4所示,启动废水泵2,废水泵2将外界污水通过污水进口5处的进水管6泵入罐体1内部,污水进口5的高度比布水箱16的顶部高50毫米,污水漫过布水箱16后继续泵水上升;两个供给泵10开始工作;两个供给泵10将加料仓11内的h2o2和sio2包裹的fe2+分别通过双氧水进口8和二价铁离子进口9供入罐体1内部,反应原理为:h2o2+fe2+→.oh+fe(oh)2+→....→feooh,h2o2+feooh→;fe2+为催化剂并利用h2o2能够产生强氧化剂-oh,将有机物氧化成co2和水,反应产生的三价铁(fe3+)大部分得以结晶长在填料上生成ty—feooh异相结晶体,该异相结晶体同时又是极好的催化剂,可以继续为h2o2做催化剂;反应后污水经流体化床装置4;现在使用的流体化床一般为薄膜状整个覆盖安装在罐体1内部,当水流过大时对流体化床产生一定的冲击,对其造成破坏,水流过小时影响置换效率;因此流体化床装置4分为三组,首先反应后的污水分别经过第一组流化床26和第三组流化床28的下部流化床进行初步分离;处理水和气体透过流化床向上运动;反应产生少量的颗粒状污泥掉落到罐体1底部;中部的污水经过第二组流化床27下部的流化床进行分离;当水流过大时,未分离的水分别经过第一组流化床26、第二组流化床27和第三组流化床28上部的流化床进行二次分离;流体化床装置4的内部结构成多个小型床体间隔设计,可以改变水流方向减少冲击;实现多重分离的效果,不会发生因水流过大对流化床体造成高压冲击损坏的现象,当分离后的水和气体穿过流体化床装置4之后继续向上运动,气体经过挡板15时,因多个挡板15中部设置有圆挡,圆挡的设置可以防止气体直接进入布水主管20,对虹吸脉冲式布水器3的工作造成影响;最终气体经过排气口14排出;因反应过程为有机物的反应,在反应时会产生甲烷气体,产生的气体可以收集利用。

步骤二,结合图1-4所示,可调控虹吸脉冲式布水器3工作原理,布水主管20的进口端比挡板15高20毫米,虹吸管22的顶部比布水主管20的进口端高80毫米;虹吸破坏管21的底部比布水主管20的进口端高10毫米;当处理后的污水进入布水主管20漫过虹吸管22时,一部分水沿虹吸管22自然流下,一部分水继续沿布水主管20继续上升;因排水口12底部比虹吸管22的顶部高35毫米;排水口12低于布水主管20的顶部,处理后的水经排水口12从排水管13排出,水流停止上升,污水达标排放;此时虹吸脉冲式布水器3的所有管路处于水密封状态,因虹吸管22内的水向下流动通过虹吸辅助管23吸取布水主管20内的空气;布水主管20内产生真空状态,在大气压强的作用下推动水沿着布水主管20流动,虹吸破坏管21右侧的布水主管20管路倾斜向下;倾斜角度为75度,当水流过斜管路时水流迅速向下流动,此过程为虹吸效应,当水进入布水箱16后分别经过八个补水管18,最终通过圆孔19排出,圆孔19的直径沿补水管18的长度方向设置并且依次变大,可以实现均匀出水的效果,圆孔19处也可以设置小型单向喷头,只允许水出不允许水流入;可以实现工作时为打开状态,不工作时为关闭状态,防止污水进入堵塞管路;布水主管20的直径为100毫米,虹吸管22的直径和虹吸破坏管21的直径均为40毫米,虹吸辅助管23的直径为20毫米;水流可以均匀迅速的喷射到罐体1的内部实现水流搅匀的目的,使反应更加均匀迅速;罐体1顶部的水流迅速下降,当水流低于虹吸破坏管21的底端时,气体通过虹吸破坏管21进入布水主管20破坏虹吸效应;布水主管20内的水停止流动,一个脉冲动作完毕,然后水流继续上升,从而实现间歇脉冲式布水,无需外接水泵;在产生脉冲的同时罐体1顶部的液面会时高时低,产生震荡水波,从而影响破坏虹吸管22的工作,整个脉冲工作状态不稳定,多个挡板15的设计,在水流波动时对其产生一定的冲击力,消除波动使水面更加平稳,最终达到脉冲稳定规律性工作;当污水经废水泵2进入进水管6时,检测仪7时刻检测污水浓度,通过plc控制,从而控制两个供给泵10对h2o2和fe2+的供给量,实现无需人操控自动调节药剂的投入量,做到既可以不浪费药剂也可以使污水充分反映均匀,应用效率增高,添加药剂通过二氧化硅包裹,减少了药剂的添加量;plc还可以通过检测仪7控制流量调节阀24的开关程度,从而间接的改变虹吸管22的管径,通过控制调节虹吸管22的流量最终控制虹吸效应的脉冲,实现污水浓度高时增大脉冲效果,浓度低时减小脉冲效果,使工作效率达到最高,真个过程无需人操作自动完成调节。

应当理解的是,本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理,而不构成对本发明的限制。因此,在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。此外,本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

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