一种原位活化固定床非均相催化剂反应器的制作方法

1.本发明属于废水处理技术领域，更具体地说，涉及一种原位活化固定床非均相催化剂反应器。


背景技术：

2.在废水处理过程中，为了提高废水中污染物的去除效果和效率，常常采用催化剂，降低反应的活化能，进而提高降解效果。在废水处理中应用的催化剂多种多样，其中非均相催化占有很大的比例。市场上的废水处理的非均相催化剂有臭氧催化剂、类芬顿催化剂、铁碳催化剂等，根据废水处理工艺的不同，催化剂的组分也有很大的差距。一般情况，催化剂主要由载体和负载金属组成，载体主要有活性炭、陶粒、陶瓷、纤维等成分，负载的金属主要有铁、铝、铜、铂、钒、铈等一种或者多种金属组成，根据废水中污染物的水质特点，可配制出专用的高效催化剂，催化剂在废水处理中起着重要作用。
3.采用固体催化剂的反应器也分为固定床反应器和流化床反应器。固定床反应器指在反应器内装填颗粒状固体催化剂或固体反应物，形成一定高度的堆积床层，气体或液体物料通过颗粒间隙流过静止固定床层的同时，实现非均相反应过程。即，在反应过程中装填的颗粒固体不随着废水的流动而发生位移。流化床反应器与固体床反应器相反，流化床反应器中，装填的固体颗粒随着废水的流动呈流动状态。在常规的废水处理中，根据处理工艺、不同的应用场景，选择相应形态的反应器。
4.固定床反应器是研究的比较充分的一种多相反应器，由于其具有返混小、催化剂机械损耗小、结构简单等优势，应用较为广泛。但是现有的固定床非均相催化剂反应器仍然存在如下几个问题：
5.1、容易出现催化剂的不可逆中毒，导致催化剂损坏失效。在废水中污染组份复杂，尤其是废水中含有硫化物的情况下，废水的硫化物极易与催化剂上负载的金属元素上的孤对电子结合，导致有效的催化剂成分失去催化活性，进而造成催化剂的中毒、失效，废水处理效果变差。
6.2、催化剂表面易被气泡、胶体附着，导致反应效率降低。常规的固定床非均相催化反应器中，为了节约动力消耗，常采用曝气的方式进行搅拌，但是在搅拌过程中的微小气泡会附着在催化剂表面，导致废水与催化剂的接触面积显著下降，催化效果变差。同时，在以高价铁为催化剂负载的金属时，游离的铁离子会与废水中的oh
‑
形成胶体物质，并附着在催化剂表面，导致催化效果变差，反应效率降低。
7.3、催化剂填料不易更换。固定床式的反应器中，装填的固体催化剂固定的反应器的某一位置不能移动，这就导致了催化效率降低后很难再生，中毒、失效的催化剂很难更换，而催化剂再生时则需要停止进水，且会产生大量的催化剂再生废液，导致废水处理成本增加。
8.公开号为cn1781606a的中国专利文献公开了一种废水的处理方法以及催化剂洗涤再生的方法，其催化剂再生的方法是采用酸性溶液或者碱性溶液或者/酸溶溶液一次洗
涤，在洗涤过程中通入10nm3/hr以上比例的空气，在常温以上的温度下使催化剂和洗涤液接触。该专利文献在进行催化剂再生时，反应器需要停止进水，并添加大量的化学药剂(酸、碱)清洗，产生的催化剂清洗液需要进一步处理后才能排放，导致废水处理成本大幅度升高。
9.公开号为cn109081474a的中国专利文献公开了一种类芬顿反应器及处理垃圾渗滤液mbr出水的方法，其将催化剂负载板通过负载板锁定机构固定在两组桨叶之间，用于负载表面具有活性氧化物的非均相催化剂，搅拌装置的搅拌器具有一旋转轴和两组桨叶，旋转轴伸入圆柱形筒体内并位于中心，两组桨叶分别位于圆柱形筒体的上部和下部。在该专利中的搅拌装置主要作用是实现废水搅拌，增加与催化剂的接触效率，但是其搅拌装置长时间运行催化效果会变差，甚至需要更换催化剂填料。
10.因此，亟需一种原位活化固定床非均相催化剂反应器，以解决上述问题。


技术实现要素：

11.1.发明要解决的技术问题
12.本发明克服现有的固定床非均相催化剂反应存在的易发生催化剂中毒、废水处理效果不佳的不足，提供一种原位活化固定床非均相催化剂反应器，可有效的去除破坏催化剂表面的气泡及胶体物质，喷头与曝气装置交替运行，不仅可实现较好的催化剂再生、抗污染效果，还可以大幅降低循环水泵的动力消耗，进而降低成本。
13.2.技术方案
14.为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
15.本发明的一种原位活化固定床非均相催化剂反应器，用于对废水进行处理，反应器包括催化反应区，催化反应区内沿反应器高度方向非等距布置至少一列固定床催化剂，在固定床催化剂底部设置曝气装置，在固定床催化剂周向设置若干个角度可调节且尺寸互补的喷头，喷头与曝气装置交替运行，喷头喷射水流在固定床催化剂表面形成剪切夹角，并通过喷头向固定床催化剂的上下表面分别喷射水流，使反应器内形成与反应器水平面呈一定夹角的旋流面。
16.作为本发明更进一步的改进，固定床催化剂呈层状布置，且不同层固定床催化剂之间的层间距在反应器高度方向由下至上逐渐减小。
17.作为本发明更进一步的改进，喷头喷嘴直径在反应器高度方向由下至上逐渐增大。
18.作为本发明更进一步的改进，反应器底部两层固定床催化剂层间距为1/4～1/8反应器高度；反应器顶部的两层固定床催化剂层间距为1/10～1/20反应器高度。
19.作为本发明更进一步的改进，反应器底部喷射固定床催化剂上下表面的喷头喷嘴直径为2～4mm；反应器顶部喷射固定床催化剂上下表面的喷头喷嘴直径为6～8mm。
20.曝气装置产生的气泡在上升过程中体积逐渐变大，而小气泡的剪切破坏难度较大，而大气泡则更容易破坏。因此，通过优化催化剂层间距及喷头喷嘴的直径大小，可在相同工作压力下对催化剂表面附着的气泡具有更好的剪切破坏效果，同时也在保证催化剂的传质效果的前提下，降低了功率消耗，进而降低了运行成本。
21.作为本发明更进一步的改进，喷头喷嘴喷射水流角度可调节，所喷射水流与固定
床催化剂表面形成30
°
～60
°
的剪切夹角。
22.作为本发明更进一步的改进，曝气装置与喷头交替运行时间为：1。
23.作为本发明更进一步的改进，反应器被分隔为预氧化区和催化反应区，预氧化区设置在催化反应区之前，废水在预氧化区中氧化处理后通过自流的方式进入催化反应区。
24.作为本发明更进一步的改进，预氧化区中氧化方式为投加氧化剂、曝气、出水回流方式中的一种或者组合；氧化剂为双氧水、臭氧、次氯酸钠、三价铁中的一种或者组合。
25.作为本发明更进一步的改进，喷头与循环泵连接，循环泵连通外接循环水箱，外接循环水箱中的水源为反应器出水。
26.3.有益效果
27.采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：
28.(1)本发明的一种原位活化固定床非均相催化剂反应器，反应器被分隔为预氧化区和催化反应区，催化反应区内沿反应器高度方向非等距布置至少两列固定床催化剂，在固定床催化剂底部设置曝气装置，在相邻两列固定床催化剂之间设置若干个角度可调节且尺寸互补的喷头，使喷头喷射水流在固定床催化剂表面呈现旋流状态，在固定床催化剂表面形成剪切夹角，喷头直径区别设置，可有效的去除破坏催化剂表面的气泡及胶体物质，喷头与曝气装置交替运行，不仅可实现较好的催化剂再生、抗污染效果，还可以大幅降低循环水泵的动力消耗，进而降低成本。
29.(2)本发明的一种原位活化固定床非均相催化剂反应器，控制固定床催化剂层间距，是为了使相邻两层固定床催化剂之间形成分级间隙，并通过间隙分级对水流破坏协同喷头直径缩小喷射水流的冲压强度变化，在保证剪切胶体气泡的同时，降低系统动力消耗；喷头喷射出高速水流，它将流体冲压到到固定床催化剂的上下表面，在间隙中产生的剪切力也对气泡、小颗粒分散体或胶体进行加工破坏，同时在剪切过程中固定床催化剂表面局部区域温度略有升高，固定床催化剂表面的局部状态得到有效调整，促进固定床催化剂对废水进行净化处理，提升反应器的抗污染效果。
30.(3)本发明的一种原位活化固定床非均相催化剂反应器，通过喷头与反应器侧壁的夹角设置，可使冲刷上表面与下表面的喷射水流形成旋流状态，且该旋流形成的旋流切面与反应器侧壁呈一定夹角，由此喷射水流形成的旋流切面会强化对催化剂表面的冲刷力，减少喷射死角，使催化剂表面更为有效的与废水接触反应。
31.(4)本发明的一种原位活化固定床非均相催化剂反应器，可大幅度延长催化剂的使用寿命，降低催化更换的频率，解决固定床非均相反应器催化剂更换困难的问题。在定床非均相反应器反应使用过程中，催化剂催化效率下降大概率是由于气泡和胶体物质的附着，造成催化剂与废水的传质效率，这种催化剂中毒是一种物理现象，而并非化学现象，其是一种可逆的中毒反应，但是在常规反应器中依然不能克服这种可逆的催化剂中毒，而本发明中采用了喷头装置，且在喷头设置上做出改造，在不投加任何化学药剂的情况下，解决了催化剂可逆性中毒的原位再生。
32.(5)本发明的一种原位活化固定床非均相催化剂反应器，废水中若存在还原性物质的情况下，尤其是硫化物，还原性物质表面的电子空轨道会与催化剂中的金属元素结合，进而使催化剂发生化学的不可逆中毒现象，在本发明中催化反应器前端设置了预氧化区，在预氧化区可有效将废水中的还原性物质破坏，预氧化区出水进入催化反应区后则不会再
造成催化剂的中毒失效，因此，不管是物理性的可逆性的催化剂中毒，还是化学性的不可逆中毒，本发明中的反应器均能有效解决，大幅度延长催化剂的使用寿命，降低催化更换的频率。
附图说明
33.图1为本发明的一种原位活化固定床非均相催化剂反应器的结构示意图；
34.图2为本发明中喷头与固定床催化剂的结构示意图；
35.图3为本发明中喷头喷射水流至相邻两层固定床催化剂表面的结构示意图；
36.图4为本发明中喷射水流在固定床催化剂表面形成旋流切面的结构示意图。
37.附图标记：
38.1、预氧化区；2、催化反应区；3、固定床催化剂；4、曝气装置；5、喷头；6、循环泵；7、循环水箱。
具体实施方式
39.为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
40.结合图1，本发明的一种原位活化固定床非均相催化剂反应器，用于对废水进行处理，反应器包括催化反应区2，催化反应区2内沿反应器高度方向非等距布置至少一列固定床催化剂3，在固定床催化剂3底部设置曝气装置4，在固定床催化剂3周向设置若干个角度可调节且尺寸互补的喷头5，喷头5与曝气装置4交替运行，喷头5喷射水流在固定床催化剂3表面形成剪切夹角，并通过喷头5向固定床催化剂3的上下表面分别喷射水流，使反应器内形成与反应器水平面呈一定夹角的旋流面。
41.本实施例中反应器为规则的长方体，对该长方体反应器进行分区设置，反应器被分隔为预氧化区1和催化反应区2，预氧化区1设置在催化反应区2之前，废水在预氧化区1中氧化处理后通过自流的方式进入催化反应区2。
42.作为一种实施方式，本实施例中预氧化区1中氧化方式为投加氧化剂、曝气、出水回流方式中的一种或者组合。进一步地，本实施例中预氧化区1中投加氧化剂为双氧水、臭氧、次氯酸钠、三价铁中的一种或者组合。
43.此外，本实施例的一种原位活化固定床非均相催化剂反应器，喷头5与循环泵6连接，循环泵6连通外接循环水箱7，外接循环水箱7中的水源为反应器出水。
44.需要说明的是，废水中若存在还原性物质的情况下，尤其是硫化物，还原性物质表面的电子空轨道会与催化剂中的金属元素结合，进而使催化剂发生化学的不可逆中毒现象。本实施例中在预氧化区1通过投加氧化剂或曝气的方式，可将废水中还原性物质氧化，尤其是硫化物，将还原性物质表面的电子空轨道采用氧化的方式去除，预氧化区1出水进入催化反应区2后则不会再造成催化剂的中毒失效。
45.具体在本实施例中，固定床催化剂3呈层状布置，且不同层固定床催化剂3之间的层间距在反应器高度方向由下至上逐渐减小。进一步地，本实施例中喷头5喷嘴直径在反应器高度方向由下至上逐渐增大。
46.本实施例中喷头5直径由下到上逐渐增大，反应器底部喷头5直径较小，其在相同压力小产生的水流冲击力较大，可有效的去除破坏催化剂表面的气泡及胶体物质，反应器
上部喷头5直径较大，这是由于曝气装置4产生的气泡在上升过程中会逐渐变大，而大气泡相对于小气泡来说，更容易剪切破坏，因此适当增加反应器上部喷头5的直径，可有效降低喷头5处的水头阻力，进而显著降低循环泵6的动力消耗，降低运行成本。
47.值得一提的是，现有技术中废水的搅拌通常分为曝气搅拌和机械搅拌，曝气搅拌的动力消耗小，成本节约，而机械搅拌需要的动力大，因此一般情况在固定床的非均相催化剂反应器中常采用曝气搅拌的方式，以降低废水处理成本。
48.但是，采用曝气搅拌方式会导致微小气泡在催化剂表面附着，由于气泡微小且在催化内部，在没有外力的条件下很难破碎，影响废水与催化剂的传质效率，降低催化效果。同时，胶体的在附着也存在上述问题。
49.而本实施例的一种原位活化固定床非均相催化剂反应器，采用曝气装置4与喷头5交替运行的方式消除上述微小气泡和胶体，具体地，在曝气装置4进行废水搅拌完成后，关闭曝气装置4，打开喷头5以实现液体搅动，使喷头5喷射水流在固定床催化剂3表面呈现旋流状态，从而形成具有一定剪切角度的水流，通过该剪切水流去除破坏固定床催化剂3表面的气泡及胶体物质。
50.进一步地，本实施例中反应器底部两层固定床催化剂3层间距为1/4～1/8反应器高度，反应器顶部的两层固定床催化剂3层间距为1/10～1/20反应器高度。反应器底部喷射固定床催化剂3上下表面的喷头喷嘴直径为2～4mm，反应器顶部喷射固定床催化剂3上下表面的喷头喷嘴直径为6～8mm。
51.本实施例中使相邻两层固定床催化剂3之间形成分级间隙，并通过间隙分级对水流破坏协同喷头5直径缩小喷射水流的冲压强度变化，在保证剪切胶体气泡的同时，降低系统动力消耗。具体地，当喷头5喷射出高速水流时，它将流体冲压到到固定床催化剂3的上下表面，在间隙中产生的剪切力也对气泡、小颗粒分散体或胶体进行加工破坏，同时在剪切过程中固定床催化剂表面局部区域温度略有升高，固定床催化剂3表面的局部状态得到有效调整，促进固定床催化剂3对废水进行净化处理，提升反应器的抗污染效果。
52.优选的，为了降低废水的动力消耗，本实施例中曝气装置4与喷头5交替运行，并将其交替运行时间为控制为1～10：1。
53.在此说明的是，一般情况下，曝气搅拌方式的动力消耗较小，在常规反应器中均采用曝气搅拌的方式运行，这就导致固定床催化剂3表面易被微小气泡附着，导致固定床催化剂3活性降低。本实施例中曝气装置4与喷头5交替运行，喷头5的水力冲刷胶体运行模式，在实现了催化剂原位再生的同时，降低了喷头5水力冲刷的动力消耗，显著降低废水处理的运行费用。
54.本发明通过反应器底部与上部喷头5直径的不同大大降低了催化剂再生动力消耗。在本发明中充分利用气泡在反应器上升过程中的变化，在反应器底部的气泡为微小气泡，气泡在上升过程中逐渐变大。因此，附着在反应器底部固定床催化剂3表面的气泡相对较小，而附着在反应器上部固定床催化剂3表面的气泡相对较大。相对较小的气泡其剪切破碎的难度较大，需要较大的冲刷力才能破碎，而相对较大的气泡则较容易破碎。基于此现象，喷头5直径区别设置，反应器底部喷头5的直径小于反应器上部喷头5的直径，在相同压力的作用下，不仅可实现较好的催化剂再生、抗污染效果，还可以大幅降低循环水泵的动力消耗，进而降低成本。
55.结合图2和图3，作为一种实施方式，本实施例中喷头5的固定方向与反应器侧壁呈一定夹角，使喷射在固定床催化剂3上表面与下表面的水流形成一种旋流状态，以更好的实现废水对固定床催化剂3表面的剪切，提升反应器的抗污染效果。
56.优选的，喷头5喷嘴喷射水流角度可调节，所喷射水流与固定床催化剂3表面形成30
°
～60
°
的剪切夹角，可使冲刷上表面与下表面的喷射水流形成旋流状态，且该旋流形成的旋流切面与反应器侧壁呈一定夹角，可结合图4进行阅读，由此喷射水流形成的旋流切面会强化对固定床催化剂3表面的冲刷力，减少喷射死角，使固定床催化剂3表面更为有效的与废水接触反应。
57.本发明的一种原位活化固定床非均相催化剂反应器，可大幅度延长催化剂的使用寿命，降低催化更换的频率，解决固定床非均相反应器固定床催化剂3更换困难的问题。在固定床非均相反应器反应使用过程中，固定床催化剂3催化效率下降大概率是由于气泡和胶体物质的附着，造成催化剂与废水的传质效率下降，这种催化剂中毒是一种物理现象，而并非化学现象，其是一种可逆的中毒反应。
58.但是在常规反应器中依然不能克服这种可逆的催化剂中毒，而本发明中采用了喷头装置，且在喷头5设置上做出进一步地调整，在不投加任何化学药剂的情况下，解决了催化剂可逆性中毒的原位再生。
59.综上，不管是物理性、可逆性的催化剂中毒，还是化学性、不可逆的催化剂中毒，本发明中的反应器均能有效解决，大幅度延长催化剂的使用寿命，降低催化更换的频率。
60.下面结合具体实施方式给出更详尽的描述，具体如下。
61.实施例1
62.本实施例中的原位活化固定床非均相催化剂反应器为类芬顿催化反应器，反应器有效高度为4m，反应器装填固定床催化剂，催化剂分4层、2列布置，催化剂层间距反应器高度方向由下至上逐渐减小，反应器底部两层催化剂层间距为反应器有效高度的1/5，即0.8m，反应器顶部两层催化剂层间距为反应器有效高度的1/10，即0.4m，中间两层催化剂层间距分别为0.6m，催化剂层高0.35m，催化剂充填高度比例为35％。反应器中在催化剂周边及两列中间设置循环水管，循环水管通过循环泵连接循环水箱，循环水管上安装喷头，喷头喷射水流在催化剂表面起到催化剂活化的作用，喷头喷嘴直径在高度方向由下至上逐渐增大，反应器底部催化剂上下表面的喷头喷嘴直径为2mm，反应器顶部催化剂上下表面的喷头喷嘴直径为6mm，中间催化剂上下表面的喷头喷嘴直径分别为3mm、4mm、5mm，自反应器底部向上喷头喷嘴直径逐渐增大。喷头喷嘴喷射水流角度可调节，喷射水流与催化剂表面形成30
°
～60
°
的剪切夹角，最终在喷射稳定后反应器内部形成了与水平面具有一定夹角的旋流切面，对催化剂表面的上的气泡、胶体物质具有更好的剪切作用。
63.反应器底部设置有曝气装置，曝气与循环水泵交替运行。曝气主要是在反应过程中起到搅拌的作用，曝气装置产生的初始气泡大小为1～100μm，循环水泵运行通过喷头喷嘴喷射水流，冲刷催化剂表面，去除催化剂表面的气泡、胶体物质等，以提高催化剂的传质效果。同时，在本实施例反应器前端设置了预氧化区，将废水中的硫化物或者氨化物通过预氧化的方式破坏，降低催化剂中毒的风险，预氧化区内主要采用曝气和投加氧化剂的方式，投加的氧化剂为双氧水。
64.在本实施例中处理的为制药行业的生化尾水，其进水cod浓度为223mg/l，在反应
过程中曝气装置与喷头交替运行，曝气装置运行120min，喷头喷射水流运行12min，交替运行时间为10:1。废水在该反应器的停留时间总计为240min，出水cod浓度降低至82mg/l，有机物去除率达到了63.2％，去除效率显著高于传统类芬顿反应的降解效率。同时，在反应器运行30天后，催化剂表面无明显的胶体物质附着。
65.对比例1
66.在本对比例中，反应器设备与实施例1相同，处理的废水、运行参数均与实施例1相同，区别在于：在反应过程中仅打开曝气装置，而喷头喷嘴不运行。其出水数据如表1所示。表1为实施例1与对比例1的运行数据。
67.表1
[0068][0069]
由表1中的数据可以看出，通过本发明技术方案可有效提高催化剂的催化效率，提高有机物的处理效率。实施例1中采用曝气与喷头交替运行的方式，采用喷头喷射的水流将催化剂表面的气泡、胶体等物质去除，可有效提高催化剂的催化效率，进而提升有机物的去除效果。实施例1与对比例1中数据表明，在相同条件下有机物的去除率提高了20.6％，提升效果显著。
[0070]
实施例2
[0071]
本实施例中的原位活化固定床非均相催化剂反应器为臭氧催化氧化塔，反应器有效高度为8m，反应器装填固定床催化剂，催化剂分5层、1列布置，催化剂层间距反应器高度方向由下至上逐渐减小，反应器底部两层催化剂层间距为反应器有效高度的1/8，即1.0m，反应器顶部两层催化剂层间距为反应器有效高度的1/20，即0.4m，中间两层催化剂层间距由下到上分别为0.8m、0.6m，催化剂层高0.4m，催化剂充填高度比例为25％。反应器中在催化剂周边设置循环水管，循环水管通过循环泵连接循环水箱，循环水管上安装喷头，喷头喷射水流在催化剂表面起到催化剂活化的作用，喷头喷嘴直径在高度方向由下至上逐渐增大，反应器底部催化剂上下表面的喷头喷嘴直径为3mm，反应器顶部催化剂上下表面的喷头喷嘴直径为8mm，中间催化剂上下表面的喷头喷嘴直径由下到上分别为4mm、5mm、6mm、7mm，自反应器底部向上喷头喷嘴直径逐渐增大。喷头喷嘴喷射水流角度可调节，喷射水流与催化剂表面形成30
°
～60
°
的剪切夹角，最终在喷射稳定后反应器内部形成了与水平面具有一定夹角的旋流切面，对催化剂表面的上的气泡、胶体物质具有更好的剪切作用。
[0072]
反应器底部设置有曝气装置，曝气与循环水泵交替运行。曝气主要是在反应过程中起到搅拌的作用，曝气装置产生的初始气泡大小为1～100μm，反应器前端设置了预氧化区，将废水中的硫化物或者氨化物通过预氧化的方式破坏，降低催化剂中毒的风险，预氧化
区内主要采用出水回流的方式，充分利用出水中未反应完全的臭氧。
[0073]
在本实施例中处理的为化工园区工业污水处理厂的生化尾水，其进水cod浓度为127mg/l，在反应过程中曝气装置与喷头交替运行，曝气装置运行40min，喷头喷射水流运行10min，交替运行时间为4:1。废水在该反应器的停留时间总计为120min，出水cod浓度降低至54mg/l，有机物去除率达到了57.5％，去除效率较高，且出水满足相应的排放标准的要求。同时，在反应器运行30天后，催化剂表面无明显的胶体物质附着。
[0074]
实施例3
[0075]
本实施例中的原位活化固定床非均相催化剂反应器为微电解催化氧化反应器，反应器有效高度为8m，反应器装填固定床催化剂铁碳填料，铁碳填料分3层、2列布置，催化剂层间距反应器高度方向由下至上逐渐减小，反应器底部两层催化剂层间距为反应器有效高度的1/4，即0.75m，反应器顶部两层催化剂层间距为反应器有效高度的1/10，即0.3m，催化剂层高0.45m，催化剂充填高度比例为75％。反应器中在催化剂周边及两列中间设置循环水管，循环水管通过循环泵连接循环水箱，循环水管上安装喷头，喷头喷射水流在催化剂表面起到催化剂活化的作用，喷头喷嘴直径在高度方向由下至上逐渐增大，反应器底部催化剂上下表面的喷头喷嘴直径为4mm，反应器顶部催化剂上下表面的喷头喷嘴直径为7mm，中间催化剂上下表面的喷头喷嘴直径由下到上分别为5mm，自反应器底部向上喷头喷嘴直径逐渐增大。喷头喷嘴喷射水流角度可调节，喷射水流与催化剂表面形成30
°
～60
°
的剪切夹角，最终在喷射稳定后反应器内部形成了与水平面具有一定夹角的旋流切面，对催化剂表面的上的气泡、胶体物质具有更好的剪切作用。
[0076]
反应器底部设置有曝气装置，曝气与循环水泵交替运行。曝气主要是在反应过程中起到搅拌的作用，曝气装置产生的初始气泡大小为100～500μm，反应器前端设置了预氧化区，将废水中的硫化物或者氨化物通过预氧化的方式破坏，降低催化剂中毒的风险，预氧化区内主要采用曝气的方式。
[0077]
在本实施例中处理的为硝基苯废水，其进水中硝基苯浓度为350mg/l，在反应过程中曝气装置与喷头交替运行，曝气装置运行60min，喷头喷射水流运行60min，交替运行时间为1:1。废水在该反应器的停留时间总计为300min，出水硝基苯浓度降低至34mg/l，硝基苯去除率达到了90.3％，去除效率较高，且出水有机物浓度在一定程度上下降。同时，在反应器运行30天后，催化剂表面无明显的胶体物质附着。
[0078]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。