申請日2015.07.31

　　公開(公告)日2016.02.03

　　IPC分類號C02F1/72

　　摘要

　　本實(shí)用新型公開了一種污水處理用芬頓流化床，包括塔體、布水器、進(jìn)水管道、循環(huán)管道、循環(huán)水泵、加藥管道和排水管道，布水器置于塔體內(nèi)部的底端，進(jìn)水管道通過循環(huán)水泵與塔體底部連通，循環(huán)管道的一端連接塔體上部，循環(huán)管道另一端及進(jìn)水管道均與循環(huán)水泵的進(jìn)水口連接，加藥管道位于塔體上端靠近循環(huán)管道入口處，加藥管道分為硫酸亞鐵加藥管道與雙氧水加藥管道，塔體內(nèi)腔設(shè)置有擔(dān)體材料硅砂。本實(shí)用新型的芬頓流化床結(jié)構(gòu)設(shè)置合理，通過選擇合適的塔體長徑比、擔(dān)體硅砂粒度及布水方式，使硅砂充分懸浮并分散于塔體待處理的污水內(nèi)，通過合理調(diào)控管道閥門的開啟及藥劑的自動添加，實(shí)現(xiàn)藥劑的高效利用，降低成本。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種污水處理用芬頓流化床，其特征在于：包括塔體(30)、布水器(60)、進(jìn)水管道(10)、循環(huán)管道(40)、循環(huán)水泵(20)和加藥管道(80)和排水管道(50)，所述布水器(60)置于塔體(30)內(nèi)部的底端，布水器(60)內(nèi)腔與所述循環(huán)水泵(20)的出水口通過管道連通;所述進(jìn)水管道(10)通過所述循環(huán)水泵(20)與塔體(30)的底部連通，所述循環(huán)管道(40)與排水管道(50)分別位于塔體(30)兩側(cè)，并且所述循環(huán)管道(40)和排水管道(50)與塔體(30)內(nèi)腔連通;所述循環(huán)管道(40)的一端連接塔體(30)的上部，所述循環(huán)管道(40)的另一端及進(jìn)水管道(10)均與所述循環(huán)水泵(20)的進(jìn)水口連接，所述加藥管道(80)位于塔體(30)上端靠近循環(huán)管道(40)的入口處，加藥管道(80)分為硫酸亞鐵加藥管道(81)與雙氧水加藥管道(82);所述排水管道(50)包括分別與塔體相連的排水管道一(51)和排水管道二(52)，并在塔體(30)下端匯集于一條管道(55)，所述塔體(30)內(nèi)腔設(shè)置有擔(dān)體材料硅砂(70)，所述擔(dān)體材料硅砂(70)位于所述布水器(60)的表層。

　　2.如權(quán)利要求1所述的污水處理用芬頓流化床，其特征在于：該污水處理用芬頓流化床的塔體(30)總高度H與塔體(30)主體部分的內(nèi)徑d的比值為3~10:1，塔體(30)的下端為圓弧形結(jié)構(gòu)，塔體(30)的上端為倒錐形管結(jié)構(gòu)，倒錐形管結(jié)構(gòu)的圓錐角為30~75°，倒錐形管結(jié)構(gòu)上端內(nèi)徑D為塔體(30)主體部分內(nèi)徑d的1.5-3倍，倒錐形管結(jié)構(gòu)的上端連接一段柱形管狀結(jié)構(gòu)。

　　3.如權(quán)利要求1所述的污水處理用芬頓流化床，其特征在于：塔體(30)的內(nèi)腔與循環(huán)管道(40)之間通過循環(huán)管道(40)的進(jìn)水口連通，所述塔體(30)的內(nèi)腔與排水管道(50)之間通過排水管道(50)的進(jìn)水口連通，所述循環(huán)管道(40)的進(jìn)水口低于排水管道(50)最上端的進(jìn)水口。

　　4.如權(quán)利要求3所述的污水處理用芬頓流化床，其特征在于：所述進(jìn)水管道(10)、循環(huán)管道(40)及排水管道(50)上分別設(shè)有閥門，所述閥門采用電磁閥控制系統(tǒng)對閥門開啟時間、開合大小進(jìn)行控制。

　　5.如權(quán)利要求3所述的污水處理用芬頓流化床，其特征在于：所述擔(dān)體材料硅砂(70)的裝填體積約為塔體(30)體積的10%~30%，下端的排水管道二(52)的進(jìn)水口高于擔(dān)體材料硅砂(70)的裝填高度;所述擔(dān)體材料硅砂(70)粒徑范圍為0.1mm~1.0mm。

　　6.如權(quán)利要求1所述的污水處理用芬頓流化床，其特征在于：所述布水器(60)由柱形空心管組裝而成，包括主管(61)與支管(62)，布水器支管(62)一端密封，另一端并通過螺紋連接至主管(61)，支管(62)內(nèi)部與主管(61)內(nèi)部連通，主管(61)的外徑為支管(62)外徑的1.5~4.0倍;所述布水器(60)的進(jìn)水口通過主管(61)與循環(huán)水泵(20)的出水口連通。

　　7.如權(quán)利要求6所述的污水處理用芬頓流化床，其特征在于：所述布水器支管(62)側(cè)壁均勻鉆有出水孔(63)，出水孔(63)的孔徑為20mm~70mm中的一種規(guī)格或多種不同規(guī)格的組合形式，出水孔(63)的間距為20mm~60mm中的一種，任意相鄰兩排的出水孔(63)為交錯排列方式。

　　8.如權(quán)利要求1所述的污水處理用芬頓流化床，其特征在于：所述塔體(30)的底端設(shè)置有用于硅砂或廢渣排出的排渣管道。

　　說明書

　　一種污水處理用芬頓流化床

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本實(shí)用新型涉及廢水處理的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種污水處理用芬頓流化床。

　　背景技術(shù)

　　流化床是處理污水的一種設(shè)備，原有的生物處理污水的原理是讓空氣中的氧氣充分與污水接觸，使空氣中的氧充分溶解于污水，在一些情況下，空氣中的氧與污水充分溶解后，仍然不能對污水進(jìn)行有效的處理，需要加入適量的藥劑，使藥劑與污水進(jìn)行混合。工業(yè)生產(chǎn)污水通常具有濃度高、毒性大、難以生物降解等特性，造成生物處理后污水難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，芬頓試劑由亞鐵離子與過氧化氫組成的體系，能生產(chǎn)強(qiáng)氧化性的羥基自由基，在水溶液中與難降解有機(jī)物生成有機(jī)自由基使之結(jié)構(gòu)破壞，最終氧化分解，芬頓試劑的使用廣泛，芬頓流化床氧化法是基于傳統(tǒng)芬頓氧化法改良的低污泥式廢水高級氧化處理技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)利用了芬頓試劑產(chǎn)生的羥基自由基的強(qiáng)氧化功能，同時利用流化床的方式使芬頓法所產(chǎn)生的三價鐵大部分得以結(jié)晶或者沉淀披覆在擔(dān)體表面，結(jié)合同相化學(xué)氧化(芬頓法)、異相化學(xué)氧化(H2O2/FeOOH)、流體化床結(jié)晶及FeOOH的還原溶解功能，促進(jìn)化學(xué)氧化及傳質(zhì)效率，以實(shí)現(xiàn)COD去除，該項(xiàng)技術(shù)是一種簡單、經(jīng)濟(jì)且有效的污水COD去除方法。

　　芬頓流化床是該項(xiàng)技術(shù)中的核心設(shè)備，關(guān)系到污水處理過程能否高效進(jìn)行。在實(shí)際工程設(shè)計與運(yùn)行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)流化床結(jié)構(gòu)設(shè)計(塔體體積與高度設(shè)計、布水器設(shè)計、進(jìn)水回流設(shè)計、分離與排渣設(shè)計等)不合理而導(dǎo)致的一系列運(yùn)行問題，例如，污水處理效率低，藥劑利用率低，藥劑消耗較高，電能消耗高，操作成本高等，這些運(yùn)行問題關(guān)系到芬頓流化床氧化法的推廣及運(yùn)用。

　　因此，特別需要一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的流化床，以改善現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，并需要一種流化床處理污水的方法，以使芬頓氧化法更好的充分發(fā)揮其作用。

　　實(shí)用新型內(nèi)容

　　基于以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題在于提供一種污水處理用芬頓流化床及其處理污水的方法，降低電能及藥劑消耗，提高藥劑利用率及污水處理效率，能夠高效去除污水中的有機(jī)污染物，降低污水COD值。

　　為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的污水處理用芬頓流化床的技術(shù)方案是：一種污水處理用芬頓流化床，包括塔體、布水器、進(jìn)水管道、循環(huán)管道、循環(huán)水泵和加藥管道和排水管道，所述布水器置于塔體內(nèi)部的底端，布水器內(nèi)腔與所述循環(huán)水泵的出水口通過管道連通;所述進(jìn)水管道通過所述循環(huán)水泵與塔體底部連通，所述循環(huán)管道與排水管道分別位于塔體兩側(cè)，并且所述循環(huán)管道和排水管道與塔體內(nèi)腔連通;所述循環(huán)管道的一端連接塔體的上部，所述循環(huán)管道的另一端及進(jìn)水管道均與所述循環(huán)水泵的進(jìn)水口連接，所述加藥管道位于塔體上端靠近循環(huán)管道入口處，加藥管道分為硫酸亞鐵加藥管道與雙氧水加藥管道;所述排水管道包括分別與塔體相連的排水管道一和排水管道二，并在塔體下端匯集于一條管道，所述塔體內(nèi)腔設(shè)置有擔(dān)體材料硅砂，所述擔(dān)體材料硅砂位于所述布水器的表層。本實(shí)用新型的芬頓流化床結(jié)構(gòu)設(shè)置合理，通過選擇合適的塔體長徑比、擔(dān)體硅砂粒度及布水方式，使硅砂充分懸浮并分散于塔體待處理的污水內(nèi)，同時降低電能消耗;通過合理調(diào)控管道閥門的開啟及藥劑的自動添加，以簡化操作過程，并實(shí)現(xiàn)藥劑的高效利用，降低成本。

　　作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，該污水處理用芬頓流化床的塔體總高度H與塔體主體部分的內(nèi)徑d的比值為3~10:1，塔體的下端為圓弧形結(jié)構(gòu)，塔體的上端為倒錐形管結(jié)構(gòu)，倒錐形管結(jié)構(gòu)的圓錐角為30~75°，倒錐形管結(jié)構(gòu)上端內(nèi)徑D為塔體主體部分內(nèi)徑d的1.5-3倍，倒錐形管結(jié)構(gòu)的上端連接一段柱形管狀結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的污水處理用芬頓流化床的塔體倒錐形結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單實(shí)用，塔體尺寸比例設(shè)置合理，在保證硅砂懸浮高度的同時，可避免懸浮的硅砂經(jīng)由塔體上部進(jìn)入循環(huán)管道損壞水泵葉片，也可防止硅砂經(jīng)排水管道流失。

　　作為上述方案的改進(jìn)，塔體的內(nèi)腔與循環(huán)管道之間通過循環(huán)管道的進(jìn)水口連通，所述塔體的內(nèi)腔與排水管道之間通過排水管道的進(jìn)水口連通，所述循環(huán)管道的進(jìn)水口低于排水管道最上端的進(jìn)水口。

　　進(jìn)一步地，所述進(jìn)水管道、循環(huán)管道及排水管道上分別設(shè)有閥門，所述閥門采用電磁閥控制系統(tǒng)對閥門開啟時間、開合大小進(jìn)行控制。

　　作為上述方案的改進(jìn)，所述擔(dān)體材料硅砂的裝填體積約為塔體體積的10%~30%，下端的排水管道的進(jìn)水口高于擔(dān)體材料硅砂的裝填高度;所述擔(dān)體材料硅砂粒徑范圍為0.1mm~1.0mm。

　　較佳地，所述布水器由柱形空心管組裝而成，包括主管與支管，布水器支管一端密封，另一端并通過螺紋連接至主管，支管內(nèi)部與主管內(nèi)部連通，主管的外徑為支管外徑的1.5~4.0倍;所述布水器的進(jìn)水口通過主管與循環(huán)水泵的出水口連通。

　　進(jìn)一步的，所述布水器支管側(cè)壁均勻鉆有出水孔，出水孔的孔徑為20mm~70mm中的一種規(guī)格或多種不同規(guī)格的組合形式，出水孔的間距為20mm~60mm中的一種，任意相鄰兩排的出水孔為交錯排列方式。

　　為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用污水處理用芬頓流化床處理污水的具體方法一如下：

　　一、在塔體內(nèi)裝填適量的擔(dān)體材料硅砂后，開啟循環(huán)水泵與進(jìn)水管道上的電磁控制閥，生產(chǎn)的污水由車間或者儲存池經(jīng)進(jìn)水管道及布水器流入塔體內(nèi)部;

　　二、污水充滿塔體后，電磁控制閥自動關(guān)閉，循環(huán)管道上的電磁控制閥自動開啟，塔體內(nèi)的污水經(jīng)由循環(huán)管道、循環(huán)水泵與布水器開始循環(huán);

　　三、通過第一加藥管道添加硫酸亞鐵溶液，通過第二加藥管道添加雙氧水，添加藥劑后的污水開始反應(yīng);

　　四、塔體內(nèi)污水循環(huán)反應(yīng)0.5-2.0h后，打開位于塔體上端的排水管道上的閥門，處理后的污水由塔體頂部經(jīng)由排水管道與管道排出，塔體內(nèi)部液面開始下降;

　　五、當(dāng)塔體內(nèi)液面低于排水管道與塔體連接口的位置時，電磁控制閥自動開啟，生產(chǎn)污水開始由外界進(jìn)入塔體內(nèi)部;

　　六、當(dāng)塔體內(nèi)液面高于排水管道與塔體連接口位置時，電磁控制閥自動關(guān)閉，通過電磁控制閥的自動開啟與關(guān)閉保證塔體內(nèi)部液面高度，通過調(diào)節(jié)閥門的開啟大小可以控制塔體內(nèi)的污水排出速度以及污水在塔體內(nèi)反應(yīng)停留時間，保障污水處理效果。

　　為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用污水處理用芬頓流化床處理污水的具體方法二如下：

　　一、在塔體內(nèi)裝填適量的擔(dān)體材料硅砂后，開啟循環(huán)水泵與進(jìn)水管道上的電磁控制閥，生產(chǎn)的污水由車間或者儲存池經(jīng)進(jìn)水管道及布水器流入塔體內(nèi)部;

　　二、污水充滿塔體后，電磁控制閥自動關(guān)閉，循環(huán)管道上的電磁控制閥自動開啟，塔體內(nèi)的污水經(jīng)由循環(huán)管道、循環(huán)水泵與布水器開始循環(huán);

　　三、通過第一加藥管道添加硫酸亞鐵溶液，通過第二加藥管道添加雙氧水，添加藥劑后的污水開始反應(yīng);

　　四、塔體內(nèi)污水循環(huán)反應(yīng)0.5-2.0h后，關(guān)閉循環(huán)水泵以及電磁控制閥，待塔體內(nèi)的擔(dān)體材料硅砂沉淀后打開位于塔體下端的排水管道上的閥門，塔體內(nèi)處理后的污水經(jīng)由排水管道與管道排出;

　　五、塔體內(nèi)的污水液面低于排水管道與塔體連接口位置時，重新開啟循環(huán)水泵及電磁控制閥，開始下一次的污水處理;

　　六、通過開啟閥門，可使塔體內(nèi)處理完畢的大部分污水排出，以實(shí)現(xiàn)間歇式反應(yīng)。

　　實(shí)施本實(shí)用新型實(shí)施例，具有如下有益效果：本實(shí)用新型的芬頓流化床結(jié)構(gòu)設(shè)置合理，通過選擇合適的塔體長徑比、擔(dān)體硅砂粒度及布水方式，使硅砂充分懸浮并分散于塔體待處理的污水內(nèi)，同時降低電能消耗;通過合理調(diào)控管道閥門的開啟及藥劑的自動添加，以簡化操作過程，并實(shí)現(xiàn)藥劑的高效利用，降低成本。本實(shí)用新型采用的污水處理用芬頓流化床的藥劑利用率提高，通過第一加藥管道和第二加藥管道直接向塔體中添加藥劑，避免了藥劑的流失，并且只需定期予以少量的補(bǔ)充即可，比較傳統(tǒng)工藝而言大大減少了藥劑的用量，藥劑與污水中的污染物在塔體內(nèi)發(fā)生催化反應(yīng)，流化床的循環(huán)系統(tǒng)將塔體內(nèi)部污水多次與藥劑反應(yīng)，大大提高了藥劑與污水中污染物的反應(yīng)效率，提高了藥劑的利用率和污染物的去除率。本實(shí)用新型在芬頓流化床底部設(shè)有裝填體積約為塔體體積的10%~30%的擔(dān)體材料硅砂，硅砂投加量適中，保證結(jié)晶效果的同時節(jié)約成本，降低流化負(fù)荷，控制PH至3-4，為最佳的結(jié)晶效果，有利于污水的處理。此外，本實(shí)用新型的污水處理用芬頓流化床的塔體倒錐形結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單實(shí)用，塔體尺寸比例設(shè)置合理，在保證硅砂懸浮高度的同時，可避免懸浮的硅砂經(jīng)由塔體上部進(jìn)入循環(huán)管道損壞水泵葉片，也可防止硅砂經(jīng)排水管道流失;塔體內(nèi)部布水器孔徑及分布既可避免硅砂堵塞布水孔，又可減弱水流通過布水器時的阻力損失，降低能耗。本實(shí)用新型采用污水處理用芬頓流化床處理污水的具體方法使污水反應(yīng)系統(tǒng)操作靈活，通過電磁控制閥的自動開啟與關(guān)閉實(shí)現(xiàn)污水的自動添加以及循環(huán)反應(yīng)，通過設(shè)置不同的污水排出口位置以利于選擇連續(xù)式或間歇式反應(yīng)操作，連續(xù)式反應(yīng)模式開啟后可持續(xù)運(yùn)行，節(jié)約人力資源成本，適用于連續(xù)式生產(chǎn)及排出污水的企業(yè)，也適用于污水排出量較大的場合;間歇式反應(yīng)模式可適用于污水產(chǎn)出量較小的企業(yè)，可每周或每天處理一次。