[發明專利]一種超聲氣升式環流反應器

在審

• 申請號: 201610083145.1
• 申請日: 2016-02-05
• 公開（公告）號: CN107043150A
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 丁葉民;馮俊生;周健
• 申請（專利權）人: 江蘇星晨環保集團有限公司
• 主分類號: C02F1/36
• 分類號: C02F1/36
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司32218
• 代理人: 徐冬濤,李曉峰

技術領域

本發明屬于污水處理領域，涉及一種新型氣液環流反應器，具體涉及一種用于處理高濃度工業廢水的超聲氣升式環流反應器。

背景技術

氣升式環流反應器即在鼓泡塔的基礎上內增設導流裝置,形成獨立的上升區和下降區，以氣體為動力，靠導流裝置的導流，形成氣液混合物有序循環的裝置。主要原理是通過空氣管道向升流管中通入空氣，使管中氣液混合物的密度減小,同時水流從降流管底部進入升流管,實現氣、液或氣、液、固混合物的循環流動。

氣升式環流反應器的混合、傳質性能好，供氣效率高，剪切力低，目前已被廣泛應用于生物處理有機廢水、生物發酵、合成等領域，氣升式環流反應器對各種工業廢水，如化纖廢水、焦化廢水、石油廢水、啤酒廢水等均有較好的處理效果。但該反應器在處理廢水時仍存在如何進一步提高傳質效率、提高氣體分布等問題。

發明內容

本發明的目的在于在傳統的氣升式環流反應器基礎上，提出一種改進的氣升式環流反應器，主要利用超聲和內環流的協同作用加強氣液兩相傳質，適用于處理高濃度難降解的工業廢水。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種超聲氣升式環流反應器，它包括可拆卸的外筒、與所述外筒同心安裝的內筒、設置在所述外筒表面的恒溫夾套、整流擋板、液體分布器和氣動超聲探頭，所述的整流擋板可拆卸水平設置在所述內筒與所述外筒之間的環隙上半 部分，所述的液體分布器設置在所述內筒的筒底，所述內筒的正下方設有氣動超聲探頭，所述外筒的筒壁上分別設有液相物料進口和液相物料出口，所述外筒的頂部設有氣體出口，所述的液相物料進口連通所述的液體分布器。

所述的液體分布器為水平環設于所述內筒內壁的環形管，所述環形管的管壁上均布有多個開口向上的噴射孔。

所述的氣動超聲探頭設在所述內筒的正下方，與所述內筒的底部留有一定距離。此距離可根據設計進行調節，且與外筒通過外部接口固定。

所述的整流擋板上均設有多個圓孔。所述的圓孔的直徑為0.5cm。

所述外筒的底部設有基座用于保持超聲氣升式環流反應器運行時的穩定。

所述恒溫夾套的循環優選為主動循環，即使用泵強制循環，用于使反應器用于升溫或冷卻，有利于液體循環，加強液體傳質和傳熱。

本發明超聲氣升式環流反應器中用于產生氣泡和超聲波的氣動超聲探頭位于內筒正下方，超聲波使得環流反應器中初始氣泡的尺寸明顯減小，布氣更加均勻，布氣效果良好，在氣泡上升過程中的聚并現象也明顯緩解。另外環布于內筒內壁的液體分布器上均設多個噴射孔，液相物料豎直進入反應器內筒，避免與氣泡直接接觸，造成局部的返混和湍流。

本發明超聲氣升式環流反應器中位于內筒與外筒之間環隙的上半部分水平設置的整流擋板，當氣速較高時，循環液速和氣泡上升速度增大，氣體停留時間減少，降低反應速率；且循環液速過大，會夾帶氣泡進入降液管，影響氣液分離效果，整流擋板的增設對環隙中液體的氣泡破碎和整流作用效果顯著。另外由于擋板可拆卸，對于不同來源，不同目標污染物的廢水，可考慮是否設置擋板以達到處理效果。

本發明超聲氣升式環流反應器中位于外筒表面的恒溫夾套,恒溫夾套優選主動循環，即使用泵強制循環，可以使反應器用于升溫或冷卻，有利于液體循環，加強液體傳質和傳熱。

利用超聲波凈化工業廢水是近幾年發展起來的一種新的廢水處理技術。超 聲波降解廢水中的污染物主要是在空化效應的作用下，產生高溫高壓和羥基自由基，空化產生的高溫高壓足以使空化氣泡表層的水分子超過超臨界狀態成為超臨界水。另外，超聲波將氣泡粉碎成更多微小氣核，增大了氣液接觸面積，且可以更好的活化和加快氣液表面更新率，提高兩相傳質傳熱。本發明研究發現，氣動超聲裝置和氣升式環流反應器聯合處理高濃度工業廢水的效果顯著大于兩者單獨使用的效果之和，具有顯著的進步。

本發明的有益效果：

本發明的超聲氣升式環流反應器改善反應器的布氣效果，緩解氣泡上升過程中的聚并現象，提高反應器的傳質效率。此反應器結合超聲聲化學和內環流的作用，具有反應效率高，傳質傳熱性能好等優點，可廣泛應用于廢水的處理，尤其適用于處理高濃度工業廢水。

附圖說明

圖1為發明的超聲氣升式環流反應器的主視圖。

圖2為發明的超聲氣升式環流反應器的進水管的俯視圖。

圖3為發明的超聲氣升式環流反應器的整流擋板的俯視圖。

具體實施方式

下面結合附圖詳細描述本發明的結構：