[发明专利]芬顿氧化折流式反应器及有机废水处理方法

说明书

本发明涉及芬顿氧化折流式反应器及有机废水处理方法，该芬顿氧化折流式反应器，由同心套筒自内向外依次设置的药剂混合区和折流式反应区、四个管路接口组成，其中底部中心区设置废水入口，反应区底部设置系列压缩空气接口，远离中心处设置排水口和排气口。有机废水处理方法：废水经过滤、调pH后，在进水管路依次由计量泵经射流器定量投加FeSO₄溶液和H₂O₂溶液，进入反应器，开启曝气装置，混合废水以切向进料方式进入药剂混合区，在搅拌电机作用下，沿圆筒内壁向上快速螺旋绕流，翅片挡板进一步加剧废水的扰动与湍流，促进废水与药剂的均匀混合；在折流式反应区，混合废水以平推流的型式通过，并进行快速芬顿反应，经溢流堰流出反应器。

技术领域

本发明属于有机废水处理设备，尤其涉及一种芬顿氧化折流式反应器及有机废水处理方法。

背景技术

芬顿氧化技术作为一种高级氧化技术，可有效降解有机物，因而广泛地应用于工业污水前处理、生化尾水深度处理中。其基本原理是，在合适的pH条件下，利用Fe₂+的催化作用，H₂O₂生成具有高反应活性的羟基自由基(·OH)，·OH可与大多数有机物作用使其降解，同时芬顿反应生成的Fe₃+产生混凝沉淀，可去除大量有机物，从而有效降低废水中COD，传统的芬顿反应池，药剂主要依赖人工投加，混合效果差，药剂利用率低，反应速率不可控，反应时间在几个小时以上，严重影响处理效率，且人工成本高。控制芬顿反应时间，提高药剂利用率，是亟待解决的技术痛点。。

为进一步提高芬顿技术的处理效率，人们在通过技术耦合，提出了电-芬顿、紫外光-芬顿、超声波-芬顿等类芬顿技术。类芬顿技术通过外加不同的工艺条件，在特定的环境下可促进废水中羟基自由基的生成，从而加快反应速率，但各项技术受废水水质的影响较大，如紫外光对废水的色度及浊度较为敏感，且以上技术光能或电能转化的效率较低，能耗较大，停留时间长，限制了其应用推广。

另外，从芬顿反应器的结构上考虑，现芬顿药剂多数通过计量泵配套射流器喷入进水管路，然后经一级或多级不同型式的静态混合器进行混合，其混合效果较为可观，但运行一段时间后便会出现静态混合器结垢进而堵塞的问题，不利于连续化生产，且静态混合器结垢后会导致管路阻力变大，进水泵的负荷增大，降低泵的使用寿命。

CN201410263905.8公开了一种用于液固两相连续反应及在线分离的反应器。其所解决的技术问题是针对现有的液固反应器不能同时满足足够停时间、停留时间分布窄、在线分离以及连续化、大型化的处理要求，提出一种用于液固两相连续反应及在线分离的反应器。其技术方案：该反应器分为上下两个部分，上部为折流式连续反应器，下部为在线分离器。在反应器筒体内设有一根上下贯通的旋转轴，多级动导流片和静导流片交替安装，共同形成反应液折流通道；动导流片上装有搅拌桨叶；在线分离器含有滤网、锥形螺旋、滤液箱、循环滤液出口及滤饼出口；反应液进入反应器，在自身重力作用下以平推流形式不断折流，在动导流片上搅拌混合，直至完成反应。该反应器实现了反应与分离的有机耦合，动、静导流片及动导流片上的搅拌桨叶相互配合，实现平推流反应和反应液充分混合；在线分离和移除产物有效减少热敏性产物发生转化，也有利于平衡反应体系向产物方向移动，从而提高产物收率。其不足之处在于：当水流沿着重力方向流动时，其返混程度要比水流垂直于重力方向的流动相对更大，因而停留时间分布会更宽，不利于快速反应；另外，若动导流片或静导流片与水平方向呈一定角度，会导致固体或絮体在动导流片靠近螺旋轴处或静导流片靠近反应器内壁处累积，虽不致反应器堵塞，但固体不易于移除。

发明内容

针对现有技术及设备的不足，本发明的技术解决方案是提供一种占地面积小、停留时间短、药剂利用率高的芬顿氧化折流式反应器。本发明的另一技术解决方案是提供一种加剧芬顿药剂与废水在药剂混合区内的湍流流动，从而保证芬顿药剂与废水的混合效率，保证废水以平推流型式通过反应区，最大程度减少返混，提高药剂利用率的芬顿氧化折流式反应器的有机废水处理方法。