[发明专利]一种五相多级催化氧化反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种反应器，尤其是一种五相多级催化氧化反应器。

背景技术

众所周知，电极电位直接决定了物质的氧化或还原能力。羟基自由基具有极高的氧化电极电位(2.80v)，仅次于F(3.06v)。它是最强的氧化剂之一，它的电子亲和能力为596.3KJ，容易进攻高电子云密度点。这决定了·OH进攻具有快速性，并且通过电子转移和加成反应，能够无选择的与污水中的污染物发生反应。通过破链断键，将污染物氧化成为二氧化碳、水，部分物质直接矿化成为盐，而不会产生二次污染。

而普通产生羟基自由基的方法(如fenton试剂)对反应条件要求比较苛刻，必须是PH在5左右(添加fenton试剂后PH约为3或更低)。为能发生完全反应，必须前酸后碱进行调节。操作复杂，运行成本高，工作环境恶劣。且系统中由于Fe2+浓度高，处理后的废水可能带有颜色或者容易出现返色现象。而其它诸如紫外线或者臭氧单纯也能产生·OH，但只在水质较好的净水处理过程中用于杀菌、消毒，对于高污染负荷的污、废水需要大量的能量来维持，运行成本高且不稳定，目前还处于实验室阶段。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中氧化反应器所存在的缺陷，提供一种在处理废水时集固、液、气、光、声五相多位一体，使废水的处理效率大大提高的五相多级催化氧化反应器。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种五相多级催化氧化反应器，包括一个密闭的罐体，在该罐体的上下部分设有椭圆形封头，罐体内设有内筒，罐体的顶部设有排气口，排气口与排气管道相连，排气口设置在椭圆形封头的中部，罐体的底部设有进水口，罐体底部的前后对应侧设有一个出水口和一个放空管；

所述内筒与罐体之间设有一个层流反应出水区，该区内设有一个填料层，且上下部均用丝网进行封闭，填料层的上下两个端面通过所述丝网固定在内筒外部，在所述内筒内设有石英管和超声波管，内筒的中部交错地设有加药口；在所述出水口和填料层之间设置四根环绕层流反应出水区的曝气管，并在曝气管中开有数个曝气孔。

上述的一种五相多级催化氧化反应器，所述罐体外顶部开有两个检修口和检查液位口，罐体底部安有一个支撑的支座。

上述的一种五相多级催化氧化反应器，所述石英管和超声波管的数量均为两根且排列在所述内筒的中部。

上述的一种五相多级催化氧化反应器，所述石英管中内置紫外线灯管。填料层里的填料选择废水处理领域常用的填料即可，由于装置内设紫外线和超声波发生装置，使废水处理集固、液、气、光、声五相多位一体，可控制各种反应条件，有机糅合了诱发，催化和协同效应，通过电子转移、加成反应、破链断键，快速、高效的将废水中的污染物去除，达到净化水质，降低出水指标的目的。由于大部分污染物被转化成为二氧化碳和水，部分物质直接矿化，产泥量大大减少。而且因为产生的污泥主要为无机物，极易脱水。

本装置提高了污水的可生化性、可絮凝性，通过氧化作用，开环断键，打开某些发生基团的稳定结构，在降低有机物(COD_cr)的同时达到降低色度的目的。通过进一步氧化处理，将反应中的二价铁转化为三价铁，既避免了返色现象，又利用了三价铁的絮凝作用，以较低的成本达到较高的去除效率。

作为优选，罐体内设内筒，且所述的填料层由丝网限定在内筒外侧，丝网将填料层内的填料限定在罐体内部，使填料不会随废水流走。此结构使废水的罐体内停留时间较长，内筒一定程度上起到折流板的作用，增大了废水与填料和氧化剂的混合接触时间，因此可以大大提高废水的处理效率。

作为优选，所述的加药口有两个，均位于内筒中，两个加药口可以分别加入双氧水和含亚铁离子的氧化剂，利于控制氧化剂的添加时间和添加量。由于双氧水要含亚铁离子的氧化剂加入废水中，因此需要加双氧水的加药口设于填料层的顶部，而加亚铁的氧化剂的加药口位于填料的底部。

作为优选，加药口上固定有深入罐体内部的加药管，所述的加药管上开有多个孔，此结构使所加的氧化剂与废水可以充分的混合。

与现有的氧化反应器相比，本发明具有以下优点：

1.整个装置设计合理，结构紧凑，各操作部分相互制约性小，易于工程设计，安装和检修。

2.石英石的透光率高，能量损耗少，处理后不产生二次污染。

3.经紫外线照射后H₂O₂可分解产生较高浓度的羟基自由基。

4.与原有的四相多级反应器相比，更可以降低药剂成本，且处理效果优于四相。