[实用新型]过硫酸盐活化高级氧化反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种污水处理的氧化反应器，特别是过硫酸盐活化高级氧化反应器。

背景技术

传统的高级氧化技术是以OH·为主要活性物质降解污染物，基于OH·的亚铁催化过氧化氢芬顿氧化法因无需光照、高温高压、电能等外加能源，因此相对光化学氧化、湿式催化氧化、声化学氧化、电化学氧化、臭氧氧化法等经济、简单而被广泛研究应用。但芬顿氧化法在处理高浓度有机废水方面存在着一些问题，包括：芬顿法反应中需要pH值 在3左右的条件下芬顿（Fenton）试剂才有较好的活性，而在pH值大于6时，芬顿试剂的效果由于铁聚集和沉降而大大降低。并且在有氧气的情况下，二价铁很容易被氧化成三价铁从而沉降下来失去催化作用；又由于大量废水的pH值都是大于6的，故而需要预先添加酸性试剂调节废水为酸性，这就增加的运行的成本，且操作复杂，工作环境恶劣；芬顿试剂并不能完全矿化有机物。通常情况下因为铁聚集和沉降现象的出现，降解的中间产物即可与三价铁形成稳定的络合物，又可与OH·的生产发生竞争关系，使用芬顿试剂降解有机污染物矿化程度大大降低；高级氧化反应中剩余的氧化剂和催化剂未能充分被利用，造成药剂的浪费和形成二次污染。 

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种提高废水处理效率、节约药剂消耗、降低成本的过硫酸盐活化高级氧化反应器。

为了实现上述目的，本实用新型所设计的过硫酸盐活化高级氧化反应器，包括一个密闭的罐体，所述罐体与支座连接，在罐体内设有内筒，在所述内筒中设有超声波管和石英管，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，罐体上设有进水管、出水口、排空管和排气口，所述排气口设在罐体顶端，进水管设在罐体底部，进水管与排气口均设在对应罐体的中部，所述排空管和出水口设置于罐体底部的前后对应侧，在出水口和填料层之间设有曝气管。在内筒底部设有进药口，所述进药口为四个，分别为两个催化剂进药口和两个氧化剂进药口，所述进药口的上端连接药剂反应筒，所述药剂反应筒为椭圆形，在所述药剂反应筒的上端设有加药管，所述加药管为伞状锥型，在所述加药管的上端连接有深入内筒的内部的布药管。

作为优选，所述药剂反应筒为椭圆形，可以增大催化管道中酸络合亚铁、氧化剂管道中双氧水分解过硫酸盐混合时间充分反应，提高其处理废水的活性；又在催化剂和氧化剂连接的主管道中开有多个孔，使药剂与废水反应更为充分。

作为优选，所述内筒为废水和处理药剂的混合反应区，增大了废水、药剂的接触面积，增强了反应效果；内筒的设置也起到隔板的作用，增大罐体内的水力停留时间，提高废水处理效率。

作为优选，所述内筒中设有两根超声波管和两根石英管，石英管内设紫外线、超声波管内设声波反射器，通过光、声、热、气等综合元素的反应条件控制，诱发催化氧化和协同作用与有机化合物间发生加成取代、电子转移、开环断键等作用，高效快速的去除污染物并可以使得废水中难降解的大分子氧化降解成小分子物质，甚至转化为二氧化碳和水，且矿化部分物质，减少产泥量，达到无害化的目的的深度处理。在填料层的下方安有多孔的曝气管，其作用主要是提供氧源、曝气还有搅拌。通过各项外加手段联合光、热、过度金属活化过硫酸盐，增强活性，提高废水的可生化性，通过氧化作用，充分地将反应中的二价铁转化为三价铁，避免了二价铁与SO₄^. 和OH·发生反应，从而减少了强氧化自由基的浓度，以致降低了对难降解有机物的分解氧化效率。并利用了三价铁的絮凝、吸附作用，也可以去除部分的有机物,在降低有机物(COD)的同时还有去除色度、起到杀菌消毒的作用。

基于硫酸根自由基SO₄^.的过硫酸盐高级氧化法是一种高浓度难降解有机污染物去除新技术。即过硫酸盐在光、热、过渡金属的活化作用下产生极强氧化能力的SO₄^.其氧化还原电位2.6V，相比OH·氧化还原电位2.3V要高。SO₄^.与有机化合物间的加成取代、电子转移、断键、开环，达到降解各种难降解有机物且其活性更好，中间体更稳定，以及活化过硫酸盐可在中性的条件下进行反应，从而减少了芬顿法中调节pH酸的投加费用。添加适量的络合剂络合亚铁离子可以控制溶液中游离的Fe²⁺ 浓度以保证Fe²⁺ 具有较好的溶解性能从而解决体系中游离亚铁易被氧化的问题，提高了过硫酸盐药剂的使用效率，节约药剂消耗，降低成本。