[实用新型]一种超声强化同步沉淀类芬顿反应装置

说明书

本实用新型公开了一种超声强化同步沉淀类芬顿反应装置。反应器由内到外依次为超声发生器，填料层，内反应器壁，斜置交错挡板，外反应器壁，导流筒。超声发生器安装于内部主反应器中心，内主反应器底部有进水口，内部有芬顿催化填料层，顶部设有溢流堰流。外反应器底部沿壁有开口，上端安装有环形布水器。斜置交错挡板安装于内反应器外壁和外反应器内壁，挡板上设有疏水性内衬膜。导流筒在整个反应器的最外层，顶部为出水口，底部与水平方向夹角为30度。反应器底部为锥形，并设有排泥口。该类芬顿反应器可在强化芬顿反应的同时，去除填料表面的钝化层，且有混凝沉淀的作用，相较于一般的芬顿反应器，具有更高的污染物去除效率。

技术领域

本实用新型涉及污水处理领域，为一种超声强化同步沉淀类芬顿反应装置，该装置能够在超声的作用下，强化芬顿反应的同时，有效去除反应过程中沉积在芬顿填料表面的钝化层，使非均相类芬顿反应持续高效进行，同时，反应过程产生的悬浮物能在反应器中经沉淀后排出反应器。

背景技术

芬顿反应主要是通过亚铁离子催化过氧化氢产生羟基自由基(·OH)，由于·OH的氧化还原电位(E₀＝2.80V)高，仅次于氧化性最高的氟(E₀＝3.03V)，能够降解及矿化大部分难降解有机污染物。目前Fenton技术已被用于酚类、染料、农药、焦化、印染等难降解有机废水的处理。

芬顿反应可分为均相芬顿反应和非均相类芬顿反应。均相芬顿反应主要以可溶性亚铁盐为催化剂，促使过氧化氢产生羟基自由基，并氧化降解污染物。均相芬顿反应中，羟基自由基的产生效率较高，利于污染物的降解，然而均相芬顿反应需要持续投加亚铁盐以保证反应的进行，而离子态铁容易水解产生沉淀物质，因此均相芬顿反应过程中，铁泥的生成量较大，此外，催化剂也难以进行回收。而非均相类芬顿反应则通常是以铁基催化填料为催化剂，反应过程中无需持续投加催化剂，即能够持续催化过氧化氢产生自由基，且催化剂的回收也更容易实现。但在非均相类芬顿反应过程中，生成的铁的氢氧化物沉淀会附着于填料表面而造成填料的钝化，进而抑制芬顿反应的进行，造成有机物的降解效率降低，因此，及时清除反应过程中所表面生成的钝化层是非均相类芬顿反应的重要技术问题。

实用新型内容

本实用新型内容所需要解决的技术问题是：一种超声强化同步沉淀类芬顿反应装置，通过超声的作用，强化非均相类芬顿反应过程的同时，去除沉积于填料表面的铁泥钝化层，使非均相类芬顿反应持续进行，并高效降解污染物质，反应过程中生成的悬浮态物质能够在反应器中经沉淀后排出。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种超声强化同步沉淀类芬顿反应装置，包括内部主反应器(3)、外反应器(4)和导流筒(13)，内反应器的高径比为4:1，外反应器高径比为2.2:1，导流筒高径比为1.5:1，内反应器中有芬顿填料层(9)，填料为直径3～4厘米的固体芬顿催化剂，废水与过氧化氢混合均匀后，从底部进入内反应器，控制水力停留时间为30～60分钟，反应pH为3～6；经处理后的废水从反应器的顶部溢流堰(1)流出至外反应器；

进一步的，前述的一种超声强化同步沉淀类芬顿反应装置，其特征在于：所述反应器中心安装有棒状超声发生器(2)，不仅能够强化芬顿反应产生羟基自由基的过程，同时也能使水中的污染物质和自由基的接触更充分，还能使反应过程中沉积于填料表面的铁泥转移至液相中，随废水的流动而排出芬顿反应体系；

进一步的，前述的一种超声强化同步沉淀类芬顿反应装置，其特征在于：在内反应器外壁和外反应器内壁设有斜置环形交错挡板(5)，废水经溢流堰(1)流出后，经由挡板自上而下流动；

进一步的，前述的一种超声强化同步沉淀类芬顿反应装置，其特征在于，外反应器顶部有环形布水器(8)，碱液由布水器(8)喷淋至挡板上，废水经溢流堰流出后，与碱液混合生成新生态的氢氧化铁和氢氧化亚铁，其具有较好的混凝作用，交错的挡板结构也可以进一步强化混凝效果；