一种外循环复合催化氧化反应器的制作方法

本实用新型涉及污水处理设备的技术领域，特别涉及一种外循环复合催化氧化反应器。

背景技术：

随着国家污水排放的标准的提高，对污水处理的要求越来越高，因此相关污水处理工艺中采用深度处理的工艺对污水进行处理。反应器是一类常用的污水处理设备，反应器的主要功效是通过设置在反应器内的过滤材料对污水进行过滤，通常适用于处理各种工业废水，或用于生活污水经二级生化处理后的深度处理。

现有技术中的反应器如公开号为cn201809259u的中国实用新型中公开了一种复合生物反应器，其包括具有顶端接口和底端接口的罐体，该罐体内设有底部布水板，向上依次是石英砂承托层、复合生物填料层以及顶部布水板。该装置可以同时去除污水中的悬浮态、胶体态的污染物质，以及溶解态的有机物污染物。

上述现有技术方案中存在以下缺陷:该反应器只能对污水中的悬浮物等进行简单的过滤，而无法对污水中的有机物进行深度处理，不利于提高污水处理效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种外循环复合催化氧化反应器，能够对污水中的有机物进行高效的氧化水解，将污水中的生物大分子降解为生物小分子，提高污水处理效果。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种外循环复合催化氧化反应器，包括罐体，所述罐体内设有若干沿水平方向间隔设置的隔板，所述隔板上开设有供水流流动的微孔，所述隔板将罐体内腔分为从上至下依次设置的出水区、放置有滤料的填料区、匀质区，所述匀质区内连通有污水进水管、用于添加双氧水与硫酸亚铁的加药管道。

通过上述技术方案，在二价铁离子的催化作用下，双氧水生成具有强氧化能力的羟基自由基，能够将一些难以生物降解的有机物氧化降解为可生化性较好的物质，降低cod浓度；同时，羟基自由基可对染料中发色的基团进行破坏，使污水的色度降低，提高污水处理效果。

本实用新型进一步设置为：所述罐体上设有外循环系统，所述外循环系统包括依次连通的回流水出水管、回流泵与回流水进水管，所述回流水出水管与出水区连通，且所述回流水出水管位于出水管下方，所述回流水进水管与污水进水管连通。

通过上述技术方案，匀质区内的亚铁离子随水流流入出水区中，利用外循环系统使出水区下方的污水回流。回流污水具有三个作用，一是可以使作为催化剂的亚铁离子回流从而减少硫酸亚铁的用量，降低污水处理成本；二是随着硫酸亚铁用量的减少能够有效减少污泥产量；三是利用回流污水的水压度罐体内的污水进行水力搅拌，使药剂与污水分散均匀。

本实用新型进一步设置为：所述匀质区底部设置有呈放射状分布的进水布水管，所述进水布水管上开设有布水孔，所述污水进水管与进水布水管连通。

通过上述技术方案，通过呈放射状分布的进水布水管，使污水均匀的进入匀质区，并与匀质区内的亚铁离子和双氧水充分混合，从而使污水中的有机物降解更为充分，有利于提高污水的可生化性。

本实用新型进一步设置为：所述加药管道包括用于双氧水加药的第一加药管、用于硫酸亚铁溶液加药的第二加药管，所述污水进水管、第一加药管、第二加药管从下至上依次设置。

通过上述技术方案，若硫酸亚铁与双氧水同时投加，在有限空间内双氧水瞬间与大量的二价铁反应，反应过程中产生的能量会使大量双氧水被自耗。本方案中污水进入匀质区后，先与硫酸亚铁混合均匀后，再与双氧水混合，能够有效减少药剂损耗，节省药剂使用量。

本实用新型进一步设置为：所述匀质区位于第一加药管上方设有布水装置，所述布水装置包括固设于罐体内壁上并与罐体截面适配的花板、开设于花板上的若干安装孔、设置于布水孔内的布水头，所述布水头的开口朝向填料区设置。

通过上述技术方案，污水与回流污水进入匀质区并经药剂处理后，其水压压损较小，可通过与匀质区连通的布水头均匀的进入填料区内，使污水和滤料充分接触，提高填料区的悬浮物截留量；另外，花板可以防止填料区中的填料掉落下来堵塞进水布水管。

本实用新型进一步设置为：所述填料区内设置有多层滤料，所述滤料的粒径沿水流流动的方向依次减小。

通过上述技术方案，多层设置的滤料层沿过滤水流的方向粒径由粗到细、逐渐减小，使得水中的悬浮物在滤料中的穿透深度增大，提高了滤料的纳污能力，减缓了滤层水头损失的增长速度，延长了填料区的工作周期。

本实用新型进一步设置为：所述填料区沿罐体的轴向设置有多个。

通过上述技术方案，污水依次经过多个填料区，提高悬浮物截留量，进一步提高了反应器的污水处理效果。

本实用新型进一步设置为：所述罐体底部连通有放空管，所述罐体顶部开设有排气口。

通过上述技术方案，放空管的作用是在污水处理的最后一步，由于污水不再进入，因此罐体内处理后的水不能流出，此时打开底部的放空管将罐体内部的水排出，防止污水长期静置，堵塞填料区；排气口的作用是在污水流动过程中，便于将可能产生的气体排出，

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.通过加药管道向罐体内的匀质区添加硫酸亚铁与双氧水，在匀质区内生成大量的羟基自由基，将污水中难以生物降解的大分子有机物氧化水解成小分子物质，降低了污水的cod浓度，提高了污水的可生化性。

2.利用外循环系统使作为催化剂的亚铁离子随处理后的水回流，降低了硫酸亚铁的使用量，进而减少污泥产量。

3.将进水管与设置在罐体底部的放射状进水布水管连通，促使污水更为均匀的分散，并与药剂均匀混合，使得污水中的有机物充分降解。

4.通过布水头与花板的配合，一方面，可以让布水更加均匀，使污水和填料充分接触，提高处理效率；另一方面，防止滤料掉落造成进水布水管堵塞。

附图说明

图1是本实施例中外循环复合催化氧化反应器的正视图；

图2是图1中a-a向的剖视示意图；

图3是本实施例中外循环复合催化氧化反应器的进水布水管的俯视图；

图4是本实施例中布水装置的剖视示意图；

图5是本实施例中填料层滤料的填充示意图。

附图标记：1、罐体；11、污水进水管；12、进水布水管；13、出水管；2、匀质区；3、填料区；4、出水区；5、隔板；6、布水装置；61、布水头；62、安装孔；63、花板；7、外循环系统；71、回流水出水管；72、回流泵；73、回流水进水管；8、加药管道；81、第一加药管；82、第二加药管；9、排气口；10、放空管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1、图2所示，一种外循环复合催化氧化反应器，包括密封设置的罐体1，罐体1顶部开设有排气口9，罐体1底部开设有放空管10。罐体1内设有若干沿罐体1的轴向间隔设置的隔板5，隔板5上开设有供水流流动的微孔。隔板5将罐体1内腔分为从下至上依次设置的匀质区2、多个填料区3与出水区4，匀质区2从下至上依次连通有污水进水管11、加药管道8，填料区3内填充有多层用于过滤的滤料，出水区4的上端连通有出水管13。

如图1、图2所示，硫酸亚铁与双氧水通过加药管道8加入匀质区2内，在亚铁离子的催化下，双氧水生成羟基自由基。污水从污水进水管11进入匀质区2后，羟基自由基将污水中难降解的大分子有机物氧化成小分子物质。然后，污水进入填料区3内，经滤料的过滤，污水中得的悬浮物被截留在填料区3内。处理后的污水进入出水区4内，出水区4中的上清液通过出水管13进入下一处理工序。污水流动过程中产生的气体可通过排气口9排出，污水处理完成后，由于污水不再进入，因此罐体1内处理后的水无法流出，此时可打开罐体1底部的放空管10将污水排出，防止污水长期静置，堵塞填料区3。

如图1、图2所示，罐体1上设有外循环系统7，外循环系统7包括依次连通的回流水出水管71、回流泵72与回流水进水管73，回流水出水管13与出水区4连通，且回流水出水管71位于出水管13下方，回流水进水管73与污水进水管11连通。

如图1、图2所示，匀质区2内添加的亚铁离子随水流经过填料区3后流入出水区4中，污水回流时，亚铁离子随回流水进入外循环系统7中，并与混合进水管11的污水混合后再次回到匀质区2，降低了硫酸亚铁的投放量，进而减少污泥产量。

如图3所示，罐体1底部固定设置有呈放射状分布的进水布水管12，进水布水管12与进水管11连通，进水布水管12上表面开设有若干呈放射状分布的布水孔，污水从污水进水管11进入进水布水管12内，并通过布水孔均匀的向匀质区2内布水。

如图2所示，加药管道8位于进水布水管12上方，加药管道8包括用于添加双氧水的第一管道、用于添加硫酸亚铁的第二加药管82，第一加药管81位于第二加药管82上方。

如图2所示，污水依次经过污水进水管11、进水布水管12进入匀质区2后，先与第二加药管82中添加的硫酸亚铁混合均匀，再与双氧水接触，防止在有限空间内双氧水与大量的亚铁离子反应产生大量的热量，将双氧水分解，造成药剂损耗。

如图2、图4所示，匀质区2内位于第一加药管81上方设置有布水装置6，布水装置6包括花板63、安装孔62与布水头61，花板63与罐体1的截面相适配，且花板63边缘通过焊接固设在罐体1的内壁上。安装孔62密布排列在花板63上，布水头61安装在安装孔62内，布水头61下方与匀质区2连通，布水头61上方朝向填料区3设置。

如图2所示，污水与回流污水经加压后进入匀质区2，在经过药剂处理后，污水的压头损失较小，可通过布水头61均匀的向填料区3布水，提高填料区3滤料的处理效率。

如图2、图5所示，填料区3内填充的滤料包括活性炭、石英砂、陶瓷等，属于现有技术，故此不作赘述。填料区3内的滤料沿罐体1的轴向设置有多层，滤料层沿过滤水流的方向粒径由粗到细，即滤料的粒径自下而上逐渐减小，使得水中的悬浮物在滤料中的穿透深度增大，提高了滤料的纳污能力，减缓了滤层水头损失的增长速度，延长了填料区3的工作周期。

本实施例的实施原理：污水经加压后从污水进水管11进入进水布水管12，向匀质区2内均匀的布水，进入匀质区2的污水先与第二加药管82中添加的硫酸亚铁混合均匀后，再向上流动与第一加药管81加入的双氧水接触。在亚铁离子的催化作用下，双氧水生成大量羟基自由基将污水中的大分子有机物降解为小分子物质，降低了污水的cod浓度。污水经上述处理后，其压头损失较小，继续向上流动并通过布水头61向填料层布水，使污水与滤料充分接触，将污水中的悬浮物截留在填料层中。经过滤后的污水进入出水区4，出水区4内的上清液通过出水管13流入下一工序，而出水区4底部的污水在回流泵72的抽吸作用下，依次通过回流水出水管71、回流水进水管73、污水进水管11、进水布水管12再次回到匀质区2。与此同时，进入出水区4内的部分亚铁离子随回流水回到匀质区2进行催化反应，有效减少了硫酸亚铁的投药量，降低了污泥产量。污水流动过程中产生的气体通过排气口9排出，污水处理完成后，打开罐体1底部的放空管10将罐体1内的污水排出，防止污水长期静置，堵塞填料区3。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。