[發明專利]一種串聯式內循環Fenton流化床氧化塔

有效

• 申請號: 201310286520.9
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN103395908A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 阮文權;吳玉清;任洪艷
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04
• 代理公司: 北京愛普納杰專利代理事務所(特殊普通合伙) 11419
• 代理人: 何自剛;王玉松

技術領域

本發明涉及一種流化床氧化塔，特別是一種串聯式內循環Fenton流化床氧化塔。

背景技術

為防止城市水體的二次污染，完成城市污水向一個新的城市水源的轉變，就必須研究穩定、高效、節能的污水深度處理工藝，對二級出水再進行三級處理，進一步去除難生物降解有機物，這也已成為城市污水處理發展的一個必然趨勢。目前其深度處理方法主要有絮凝沉淀法、臭氧氧化法和活性炭吸附法等。Fenton法被認為是一種有效的去除難降解有機物的高級氧化技術，其主要原理是利用Fe²⁺作為H₂O₂的催化劑，反應過程中產生氧化能力很強的·OH，而·OH可以迅速氧化大部分有機物。Fenton試劑是Fe²⁺和H₂O₂的結合，二者反應生成具有高反應活性的羥自由基，·OH可與大多數有機物作用使其降解以至礦化。由此可見，Fenton試劑降解有機物的實質是·OH通過電子轉移等途徑傳播自由基鏈反應，部分進攻有機物RH奪取氫，生成游離基R·，R·進一步降解為小分子有機物或者礦化成CO₂和H₂O等無機物，部分與有機物反應使C—C鍵或C—H鍵發生裂變，最終降解為無害物。另外，生成的Fe(OH)₃膠體具有絮凝、吸附功能。與其它傳統水處理方法相比，Fenton氧化技術具有以下優點：(1)產生大量非常活潑的羥基自由基，它作為反應的中間活性物種，具有很高的氧化活性；(2)羥基自由基無選擇地直接與廢水中的污染物反應，將其降解為無毒、易生物降解的小分子物質，甚至將其礦化為CO₂、水及無機鹽類，不會產生二次污染；(3)使用H₂O₂或分子氧作為氧化劑，其反應具有原位綠色特性；(4)既可作為單獨處理技術應用，也可與其它處理過程相結合，降低處理成本。所以Fenton技術在實際運用中得到了廣泛的研究與利用。

隨著環境科學技術的發展，近三十年來Fenton法派生出許多分支，如UV/Fenton法、UV/H₂O₂法、鐵屑/H₂O₂法和電Fenton法等。Fenton氧化技術是目前國內外應用較為廣泛的一種高級氧化技術。傳統均相Fenton技術是相對來說較為成熟的一種Fenton技術，但該技術具有pH應用范圍窄，Fe²⁺用量大，在反應后成為含鐵污泥沉淀，處理成本高等缺點而限制其大規模的工業化應用。串聯式內循環Fenton流化床氧化塔能夠大量減少Fe²⁺的投加，充分利用殘留的H₂O₂，從而減少后續處理含鐵污泥的成本以及提高COD的去除效率。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種串聯式內循環Fenton流化床氧化塔，包括2個串聯式內循環Fenton流化床管柱主體1、2。串聯式內循環Fenton流化床管柱主體內自下而上設置有循環配水區3、Fe²⁺流化反應區4、反應過渡區5、反應終止區21。

串聯式內循環Fenton流化床管柱主體部分尺寸：100mm×1000mm，上端連接d=100～150mm的錐形管，錐形管高為50mm；錐形管上端連接直徑d=150mm的有機玻璃柱，高分別為600mm、400mm，主體部分有效體積為V=15L。

串聯式內循環Fenton流化床氧化塔石英砂載體層高度：0.3m，底部用的d=6～7mm的玻璃珠作為底部墊層，底部墊層高度為5cm，用d=3～4mm的玻璃珠作為上部墊層，上部墊層高度為3～4cm，兩層墊層的作用是防止載體漏進反應器底部，并可分散進入反應器的流體，流體通過墊層時被切割成無數的小股水流，能夠更好的促使載體流態化，墊層上面鋪設石英砂為流化床載體。

串聯式內循環Fenton流化床氧化塔1底部設有一個進水管6，廢水通過調節罐9進行酸堿調節和Fe²⁺的投加，還包括一個雙氧水加藥罐8，其通過加藥管7與串聯式內循環Fenton流化床氧化塔相連通。

所述內循環Fenton流化床氧化塔管柱（1）頂部設有出水管10，與內循環Fenton流化床氧化塔管柱（2）回流出水口11相連；所述內循環Fenton流化床氧化塔（2）頂部設有一個進水管13和一個出水管12。