两级多相芬顿流化床系统的利记博彩app

本实用新型涉及两级多相芬顿流化床系统，属于废水处理领域。

背景技术：

芬顿流化床应用于难生化降解废水的深度处理阶段。针对不断提高的废水排放标准，对于难生化降解的废水，必须利用高级氧化技术进一步去除废水中的COD、色度等。芬顿流化床通过外加的H₂O₂氧化剂与硫酸亚铁，即所谓的Fenton试剂，两者在适当的pH下反应产生氢氧自由基(OH·)，利用氢氧自由基的高氧化能力与废水中的有机物反应，可分解氧化为H₂O和CO₂，将废水中难生化降解的COD进行氧化分解。

现有芬顿流化床加药量大、污泥量也大，产生大量二次污染，没有循环系统，接触不充分，处理效果差，并且一般需要特殊的载体覆膜，铁盐不能结晶回收，针对上述问题，本领域亟需开发一种低耗药量、低能耗、自结晶的流化床技术及系统。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种两级多相芬顿流化床系统，该系统为耗药量低，能耗低的自结晶的流化床系统，其无需添加载体或晶核，并可回收高纯度铁盐。

为此，本实用新型提供一种两级多相芬顿流化床系统，该系统包括：一级反应器、二级反应器、双氧水投加装置、硫酸亚铁投加装置及氢氧化钠投加装置；

所述一级反应器或二级反应器各自独立地：内部底方设有布水器，所述布水器下部为配水区，所述配水区的反应器筒体侧壁上设有进水口及循环水出口；所述布水器上方为用于形成流化床层的空腔，反应器顶部周边设有收水堰，所述收水堰下方为固液分离区，所述固液分离区与所述用于形成流化床层的空腔之间设有收水管；所述布水器上方的反应器筒体侧壁上设有加药口、出水口及循环水入口，所述出水口位于所述收水堰的堰口；所述收水管与所述循环水入口相连，所述循环水入口通过管路连接到循环泵的入口，所述循环水出口通过管路连接在该循环泵的出口；

所述双氧水投加装置及所述硫酸亚铁投加装置通过管路分别与所述一级反应器的独立的加药口相连，所述氢氧化钠投加装置通过管路与所述二级反应器的加药口相连；所述一级反应器的出水口通过管路与所述二级反应器的进水口相连。

本实用新型一级反应器或二级反应器中的布水器用以保证布水均匀，收水管用以保证收水均匀，二者对形成结晶流化床的必要水力条件至关重要，对结晶所需的稳定流态起到重要作用。本实用新型一级反应器或二级反应器的筒体侧壁上方的循环水入口、出口以及循环泵通过相应的管路形成循环水系统(循环泵及出水管路、回水管路)，用于形成反应器内较高的上升流速，并为“大批结晶”提供适宜的流态。

根据本实用新型的具体实施方式，在所述的两级多相芬顿流化床系统中，所述收水管为环状收水管。该种设置能不影响检修情况下能达到最佳的收水效果，防止水体紊流。

根据本实用新型的具体实施方式，在所述的两级多相芬顿流化床系统中，所述系统还包括酸洗装置，所述一级反应器或二级反应器各自独立地在所述布水器上方的反应器筒体侧壁上还设有酸洗进药口，所述酸洗装置通过管路与所述一级反应器和/或二级反应器的酸洗进药口相连。该附加件构成酸洗循环系统(循环泵及出水管路、回水管路)，用于在反应器停止运行后，专门针对布水器进行酸洗清洗。

根据本实用新型的具体实施方式，在所述的两级多相芬顿流化床系统中，所述进水口位于所述循环水出口上方，所述加药口位于所述进水口上方，所述循环水入口位于所述加药口上方，所述出水口位于所述循环水入口上方。优选地，所述加药口位于反应器筒体中部。

根据本实用新型的具体实施方式，在所述的两级多相芬顿流化床系统中，所述一级反应器或二级反应器各自独立地在所述布水器上方的反应器筒体侧壁上还设有排渣口。

根据本实用新型的具体实施方式，在所述的两级多相芬顿流化床系统中，所述系统还包括一级物料池及二级物料池，所述一级反应器的排渣口通过管路与所述一级物料池相连，所述二级反应器的排渣口通过管路与所述二级物料池相连。

根据本实用新型的具体实施方式，在所述的两级多相芬顿流化床系统中，所述一级反应器或二级反应器各自独立地在所述布水器上方的反应器筒体侧壁上还设有取样口，所述取样口与取样管连接。

根据本实用新型的具体实施方式，在所述的两级多相芬顿流化床系统中，与取样管相连的取样口为3～4个，其在垂直方向上均布在所述循环水入口与所述布水器之间。设置取样口及取样管的目的在于用于取样观察水样中的颗粒含量，以此确定流化床层高度。

根据本实用新型的具体实施方式，在所述的两级多相芬顿流化床系统中，所述一级反应器或二级反应器各自独立地在所述固液分离区增设可拆卸的斜管填料。增设可拆卸的斜管填料可以强化固液分离效果。

根据本实用新型的具体实施方式，在所述的两级多相芬顿流化床系统中，所述一级反应器的进水口与进水管相连接，所述进水管上设置泵。

本实用新型上述技术特征可相互组合，以达到更佳的技术效果。作为优选的方式，本实用新型系统包括以上全部的结构和/或构造方面的技术特征。应用该系统的处理难降解废水的方法包括反应器的启动、反应器的运行、反应器的停止三个阶段：

(1)反应器的启动阶段：在启动阶段，不以结晶为目的，而是以水中构晶离子同时大量形成晶形沉淀、晶体生长、形成晶体颗粒流化床为目标，需回流至原水池，重新参与反应；

首先将原水按水力停留时间计算出的最小流量注入反应器，至反应器内液位淹没循环系统出水管，然后启动回流水循环系统，使反应器内废水上升流速达到最小设计上升流速，同时按最大[H₂O₂]/[COD]比和[Fe³⁺]/[COD]投加药剂至反应器内；在反应器内循环流动过程中，充分反应，降解有机物；

反应器内发生如下反应过程：在反应器内循环流动过程中，药剂与原水充分混合，结晶物质形成过饱和溶液，在一级反应器(固液两相流化床反应器)中，水力搅拌使得水流处于强烈的湍流状态，固液两相接触界面不断更新，两相间速度差较大，强化了两相间的传质作用，反应器内同时生成大量晶体沉淀；在水力剪切作用下，已生成的铁盐细小晶体粒子并不会彼此聚集成大颗粒，而是水溶液本体中的结晶物质稳定地向细小的铁盐晶体表面扩散、移动，继而以某种方式嵌入晶格，从而使单个晶体粒径增大，并形成均匀且致密的结晶颗粒；随着时间的延长，反应器底部就形成了一定高度的流化态颗粒床层，此时启动阶段完成。

(2)反应器的运行阶段：在运行阶段，晶体颗粒流化床已形成，根据出水COD调整各级反应器的运行参数，反应器出水达标排放。

步骤i：原水和一级反应器回流水从一级反应器底部进入配水区混合，通过布水器均匀布水后，以一定的上升流速均匀上升至一级反应器空腔中，双氧水和硫酸亚铁也以一定的[H₂O₂]/[COD]比和[Fe³⁺]/[COD]比注入于此；在一级反应器空腔内，源源不断进入的原水和双氧水和硫酸亚铁形成过饱和溶液，在流化床反应器的特定水力条件下，构晶离子“大批结晶”，并生长成一定粒径的晶体颗粒，反应器空腔内部逐渐形成流化态的结晶颗粒床层，原水自下而上通过流化床层的过程中，原水中的COD得以从水中去除；原水进一步上升至固液分离区，晶体颗粒在重力或泥水分离器的作用下保留在反应器中，上清液经由顶部收水堰收集，自流进入二级反应器底部配水区；

步骤ii：一级出水与二级反应器回流水在二级反应器配水区混合，通过布水器均匀布水后，以一定的上升流速均匀上升至二级反应器空腔内部，氢氧化钠也以一定的[OH^-]/[Fe³⁺]比注入于此；在二级反应器空腔内，源源不断进入的一级出水、二级反应器回流水和硫酸亚铁形成过饱和溶液，在流化床反应器的特定水力条件下，构晶离子“大批结晶”，并生长成一定粒径的晶体颗粒，反应器空腔内部逐渐形成流化态的结晶颗粒床层，一级出水自下而上通过流化床层的过程中，水中的Fe²⁺得以去除；一级出水进一步上升至固液分离区，晶体颗粒在重力或泥水分离器的作用下保留在反应器中，上清液经由顶部收水堰收集，最后通过二级出水管排出系统；

步骤iii：随着晶体的不断生成和生长，流化床层的高度稳定增长并分层，粒径小、质量轻的颗粒在床层上部，粒径大、质量大的颗粒在床层下部，定期排出底部颗粒，以保证反应器一直在适宜的水力条件下运行；反应器侧壁不同高度上可设有取样口，通过观察不同高度水样中的颗粒含量及大小，确定流化床层高度及排渣频次；一级、二级反应器下部、布水器上方，均可设有排渣管，通过排泥管定期排渣，保持一定高度的流化床层，并获得较高纯度的Fe(OH)₃颗粒。

步骤iii中，一级、二级反应器的排泥频率及床层高度的确定方法：由床层高度确定排泥频率，保持床层高度占反应器空腔部分(布水器以上、回流水出口间的部分)的3/4以下为宜；床层高度的判断：在反应器空腔部分的侧壁上，可均布3～4个取样口，定期取样，察看水样中结晶颗粒含量，以此确定流化床层层面的高度；亦可根据自控系统中物位计在线监测流化床层层面位置；

(3)反应器的停止阶段：对于工业废水，废水量受生产周期影响，常常出现停产、再启动的情况；本系统针对结晶反应器长时间运行或停运后再启动时，各管路、管件易堵塞、难清洗的特点，提供了如下解决方法：

①反应器停运后，立即放空反应器内全部废水和颗粒至物料一级、二级物料池；一级、二级物料池并不是普通的储渣池，其池容可容纳反应器达到最大高度流化床层时的全部颗粒，并在池内底部设有栅网，大颗粒被截留至栅网上，废水回流至原水池，细小颗粒存于池底；

②开启酸洗装置，向反应器注入酸溶液，溶液液面没过酸洗出水管路后，开启酸洗循环系统，专门针对布水器进行酸洗清洗，6～12h后排空酸洗废液；

③反应器放空、酸洗后，即可长期停运；由于反应器内部为空腔，并无复杂构件，必要时，可人工进入到反应器内部进行更为彻底的清洗工作；

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型系统可应用于将化学结晶工艺与升流式多相芬顿流化床工艺有机结合的方法，无需添加载体或晶核，即可实现难溶化合物Fe(OH)₃的“大批结晶”，并在水力剪切作用下，形成均匀且致密的结晶颗粒。

(2)本实用新型系统在高效除难降解有机物基础上，还可获得较高纯度的Fe(OH)₃晶体颗粒，实现污泥资源化，是一种环境友好型技术，具有较好的应用前景。

(3)本实用新型系统结构简单，所用结晶反应器结构简单，其主要反应段结构为空腔，既为化学结晶创造了适宜的流体动力学条件，又维修方便，适合工业化应用。

附图说明

图1为本实用新型实施例1所使用的两级多相芬顿流化床系统的示意图。

图2为图1中一级反应器或二级反应器的结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合具体实施例对本实用新型的技术方案进行以下详细说明，应理解这些实例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

实施例1

如图1所示，本实用新型提供一种两级多相芬顿流化床系统，其中：该系统包括：一级反应器1、二级反应器2、双氧水投加装置3及其加药管路13、硫酸亚铁投加装置7及其加药管路17、氢氧化钠投加装置4及其加药管路14；进水泵5及其所在的进水管15；一级反应器的循环泵6及其所在的回流管路16；连接一级反应器的出水口和二级反应器进水口的出水管路11；二级反应器的循环泵8及所在的回流管路18；二级物料池9所在的二级反应器排泥管19；二级反应器的出水管12，酸洗装置10及一级酸洗管路20和二级酸洗管路21；

如图2所示，所述一级反应器1或二级反应器2各自独立地：内部底方设有布水器22，所述布水器22下部为配水区23，所述配水区的反应器筒体侧壁上设有进水口30及循环水出口；所述布水器22上方为用于形成流化床层的空腔24，反应器顶部周边设有收水堰26，所述收水堰26下方为固液分离区25，所述固液分离区25与所述用于形成流化床层的空腔24之间设有环状收水管27；所述布水器22上方的反应器筒体侧壁上设有加药口32(图中仅示出了一个)、出水口33、排渣口31、酸洗进药口34及循环水入口，所述出水口33位于所述收水堰26的堰口；所述环状收水管27与所述循环水入口相连，所述循环水入口通过管路16或18连接到循环泵6或8的入口，所述循环水出口通过管路16或18连接在该循环泵的出口；所述进水口30位于所述循环水出口上方，所述加药口32位于所述进水口30上方，所述循环水入口位于所述加药口32上方，所述出水口33位于所述循环水入口上方；所述一级反应器1或二级反应器2各自独立地在所述布水器22上方的反应器筒体侧壁上还设有取样口，所述取样口与取样管35连接，与取样管35相连的取样口为3个，其在垂直方向上均布在所述循环水入口与所述布水器22之间；反应器固液分离区25还设有可拆卸的斜管(板)填料36；所述一级反应器1的进水口30与进水管15相连接，所述进水管15上设置进水泵5；循环水入口、循环水出口以及连接在出入口之间的管路16或18和设置在该管路上的泵6或8构成了循环水系统28；该反应器还可在布水器22上下两侧的反应器筒体上设置酸洗液循环出入口及连接该出入口的连接管路以及设置在该管路上的泵，这构成了酸洗循环系统29。

所述双氧水投加装置3及所述硫酸亚铁投加装置7通过管路13、17分别与所述一级反应器1的独立的加药口相连，所述氢氧化钠投加装置4通过管路14与所述二级反应器2的加药口相连；所述一级反应器1的出水口33通过出水管路11与所述二级反应器的进水口相连；

所述酸洗装置10通过一级酸洗管路20与所述一级反应器的酸洗进药口相连，通过二级酸洗管路21与所述二级反应器的酸洗进药口相连；

所述系统还包括一级物料池(图中未示出)及二级物料池9，所述一级反应器1的排渣口通过排泥管与所述一级物料池相连(图中未示出)，所述二级反应器2的排渣口通过排泥管19与所述二级物料池9相连。

本实用新型系统的使用方式可如上所述。

最后说明的是：以上实施例仅用于说明本实用新型的实施过程和特点，而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，均应涵盖在本实用新型的保护范围当中。