一种类芬顿反应器及处理垃圾渗滤液MBR出水的方法技术

本发明专利技术公开一种类芬顿反应器，包括反应罐体、催化剂负载板、搅拌装置、布水装置、废水进水管、双氧水输送管和废水出水管；反应罐体的圆柱形筒体的内壁配置有多个周向均匀分布的负载板锁定机构；搅拌装置的搅拌器具有一旋转轴和两组桨叶，旋转轴伸入圆柱形筒体内并位于中心，两组桨叶分别位于圆柱形筒体的上部和下部；催化剂负载板通过负载板锁定机构固定在两组桨叶之间，用于负载表面具有活性氧化物的非均相催化剂。进一步的，还公开一种使用上述反应器处理垃圾渗滤液MBR出水的方法。通过本发明专利技术能降低MBR出水的COD，提高可生化性，并且能减少传统芬顿试剂用量和铁泥产量，降低污泥处理成本。

【技术实现步骤摘要】
一种类芬顿反应器及处理垃圾渗滤液MBR出水的方法
本专利技术涉及垃圾渗滤液处理
，特别是涉及一种类芬顿反应器及直接处理垃圾渗滤液MBR膜浓液出水的方法。
技术介绍
目前国内外垃圾渗滤液的处理方法有物理化学处理法、生物处理法、土地处理及多方法综合利用等，其中生物法一直是应用最为广泛的方法，但是单一的生化方法难以有效处理垃圾渗滤液达到要求的排放标准，结合生化处理的膜工艺的开发应用在此基础上得到迅速发展。实践证明，在生物处理后结合膜处理技术可以有效去除难降解物质确保出水达标排放。其中MBR工艺技术在国内外的垃圾渗滤液项目中得到广泛应用。但是在生化+膜工艺处理垃圾渗滤液过程中无法避免会产生膜浓液，其体积约占垃圾渗滤液水量的13％-30％，这些膜浓液具有有机污染物浓度高、成分复杂、盐含量高、重金属含量高且水质变化大等特点，直接排放会严重威胁环境，对其合理的处理处置是应用NF、RO膜工艺必须解决的一个难题。针对MBR工艺出水后续处理，考虑出水的难降解性和膜浓液的问题，芬顿深度氧化结合生化处理法值得关注。芬顿氧化法是以Fe2+催化剂，用H2O2对有机物质进行化学氧化，使其分解为无机态的方法。芬顿体系所产生的中间态活性物种羟基自由基(·OH)跟其它氧化剂相比，具有更高的氧化电极电位(E＝2.80V)，仅次于Fe2+(2.87eV)，因此能够有效地分解常规方法所无法分解的有机物RH，能无选择地与废水中的污染物反应。但是，传统的芬顿试剂也存在着H2O2利用率低、有机物降解不完全等缺点，主要缺陷为：(1)反应体系pH低，中性条件下，反应形成的Fe3+易形成Fe(OH)3沉淀，反应效率大幅降低，因此需对待处理废水进行预酸化；(2)传统芬顿体系中产生的Fe3+使出水色度增加，调节pH为碱性后产生大量含铁污泥难以处理，造成二次污染；(3)催化剂的分离困难，难以重复使用。目前国内垃圾渗滤液处理主流技术为生化+膜组合工艺，此工艺产生的膜浓液处理十分困难。而类芬顿氧化技术应用于垃圾渗滤液的处理方法很少。开发一种对垃圾渗滤液有效处理、避免膜法浓液产生的工艺具有重要意义。类芬顿反应研究新型催化剂体系，在催化剂作用下产生·OH可非选择性快速矿化降解污染物，或者将难降解污染物转化为易生化处理的小分子物质，提高废水的可生化性。现有的类芬顿反应器主要为固定床形式，CN202744370U公开的强化微电解槽，CN204224302U公开的铁碳微电解填料塔，两种反应器均存在着填料易板结、反应传质效率低的问题。CN101979330B公开了一种滚筒式微电解反应装置，通过转动使填料处于翻滚状态，防止填料板结和钝化，但是仍存在能耗高，传质效率有限，废水处理效率不高。
技术实现思路
为解决现有技术不足，本专利技术的目的在于提供一种类芬顿反应器及处理垃圾渗滤液MBR出水的方法，在提高氧化效率同时减少了传统芬顿反应药剂的用量、铁泥产量降低，大大节约了成本。本专利技术所公开的一种类芬顿反应器，包括反应罐体、催化剂负载板、搅拌装置、布水装置、废水进水管、双氧水输送管和废水出水管；所述反应罐体包括上下开放的中空圆柱形筒体、用于密封圆柱形筒体顶部的顶板、用于密封圆柱形筒体底部的底板，所述圆柱形筒体的内壁配置有多个周向均匀分布的负载板锁定机构；所述搅拌装置包括搅拌器和用于驱动其旋转的驱动电机，所述搅拌器具有一旋转轴和与旋转轴固定连接的两组桨叶，所述旋转轴经顶板伸入圆柱形筒体内并位于圆柱形筒体的中心位置，所述两组桨叶分别位于圆柱形筒体的上部和下部，所述驱动电机外置于反应罐体；所述催化剂负载板包括至少两块，与负载板锁定机构可拆卸式连接，并通过负载板锁定机构竖向固定于圆柱形筒体内并位于上下两组桨叶之间；所述催化剂负载板具有多个用于负载表面具有活性氧化物的非均相催化剂的正方形网孔；所述布水装置布置在圆柱形筒体的下部；所述废水进水管、双氧水输送管和废水出水管布置在所述圆柱形筒体的底部或者圆柱形筒体内布水装置的下方。作为一种优选方案，所述搅拌器的桨叶采用桨式、推进式或三叶折叶涡轮式。作为一种优选方案，所述负载板锁定结构被构造为竖向布置在圆柱形筒体内壁的卡槽；所述催化剂负载板的侧边具有与所述卡槽匹配的卡条；安装时，将所述催化剂负载板通过卡条从所述卡槽的顶部插入，以固定在圆柱形筒体内壁上。作为一种优选方案，所述催化剂负载板的材料为不锈钢或聚四氟乙烯材。作为一种优选方案，所述催化剂负载板包括一矩形网格板和与矩形网格板可拆卸连接的盖板，所述矩形网格板具有多个边长为1-6mm的正方形网孔，所述非均相催化剂内嵌于正方形网孔内。作为一种优选方案，所述非均相催化剂为陶瓷或氧化铝颗粒。作为一种优选方案，所述活性氧化物包括铁钴镍三金属氧化物、铁铜锌三金属氧化物、铁铜钛三金属氧化物、铁镍钛三金属氧化物的任意一种或其混和物。作为一种优选方案，所述布水装置为一圆形多孔板，所述多孔板具有多个均匀分布的直径为1-3mm的细孔，所述多孔板的材料为聚四氟乙烯。本专利技术还公开一种处理垃圾渗滤液MBR出水的方法，采用上述任意一种类芬顿反应器，包括以下步骤：调节MBR出水的PH值为3～5之间；将调节后的MBR出水和双氧水分别通过废水进水管内和双氧水输送管送入布水装置，经布水装置均匀布水后送入反应罐体内；在反应罐体内，MBR出水通过搅拌装置的搅拌作用与双氧水、催化剂负载板上的非均相催化剂充分接触，MBR出水中的有机物和过氧化氢分子首先扩散到非均相催化剂内表面的活性中心被吸附，然后过氧化氢在催化剂作用下产生OH·(羟基自由基)，OH·引发自由基反应并氧化降解有机物，降解产物从催化剂内表面脱附后扩散到水溶液中，并在反应结束后通过废水出水管排出。作为一种优选方案，在所述反应罐体内，双氧水的投加量为废水质量的1％-4％，催化剂负载板负载的催化剂的量为废水质量的10％-40％，在反应罐体内内的反应停留时间为2～4h。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术提供了一种新型结构的类芬顿反应器，由于该反应器设置了电动机械搅拌和多孔布水器、并通过圆柱体内壁的卡槽连接催化剂负载板，在搅拌的作用下可使催化剂与废水及氧化剂充分接触反应，防止催化剂板结钝化，同时流动状态下也提高了传质效率，因此，与现有的固定床式类芬顿反应器相比，具有处理效率高和运行周期长的优势。(2)本专利技术采用固相催化剂实现类芬顿反应，相比传统芬顿，无需添加亚铁试剂，节约了药剂成本，并大大减少了反应后铁泥的产量，污泥处理成本降低。(3)催化剂负载板通过负载板锁定机构与圆柱形筒体可拆卸连接，易拆解维护；另外，还可根据进水COD变化灵活调节催化剂板载数量，有效提高反应效率。催化剂采用特殊设计的负载板固定，更换方便简洁。(4)本专利技术提供了一种处理垃圾渗滤液MBR出水的创新方法，即MBR出水立即进行芬顿氧化处理方法，通过将本专利技术所述的类芬顿反应器与合理工艺参数结合，以负载活性氧化物的陶瓷颗粒为催化剂，能促进氧化反应的进行，提高难降解物质的氧化降解效率，达到矿化或分解为小分子有机物的目的，极大的改善了废水的可生化性。附图说明图1为实施例1所示的类芬顿反应器的结构示意图；图2为卡槽的结构示意图，包括：(a)正视图，(b)侧视图，(c)俯视图；图3为催化剂负载板的结构示意图；图4为催本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种类芬顿反应器，其特征在于，包括反应罐体、催化剂负载板、搅拌装置、布水装置、废水进水管、双氧水输送管和废水出水管；所述反应罐体包括上下开放的中空圆柱形筒体、用于密封圆柱形筒体顶部的顶板、用于密封圆柱形筒体底部的底板，所述圆柱形筒体的内壁配置有多个周向均匀分布的负载板锁定机构；所述搅拌装置包括搅拌器和用于驱动其旋转的驱动电机，所述搅拌器具有一旋转轴和与旋转轴固定连接的两组桨叶，所述旋转轴经顶板伸入圆柱形筒体内并位于圆柱形筒体的中心位置，所述两组桨叶分别位于圆柱形筒体的上部和下部，所述驱动电机外置于反应罐体；所述催化剂负载板包括至少两块，与负载板锁定机构可拆卸式连接，并通过负载板锁定机构竖向固定于圆柱形筒体内并位于上下两组桨叶之间；所述催化剂负载板具有多个正方形网孔，用于负载表面具有活性氧化物的非均相催化剂；所述布水装置布置在圆柱形筒体的下部；所述废水进水管、双氧水输送管和废水出水管布置在所述圆柱形筒体的底部或者圆柱形筒体内布水装置的下方。

【技术特征摘要】
1.一种类芬顿反应器，其特征在于，包括反应罐体、催化剂负载板、搅拌装置、布水装置、废水进水管、双氧水输送管和废水出水管；所述反应罐体包括上下开放的中空圆柱形筒体、用于密封圆柱形筒体顶部的顶板、用于密封圆柱形筒体底部的底板，所述圆柱形筒体的内壁配置有多个周向均匀分布的负载板锁定机构；所述搅拌装置包括搅拌器和用于驱动其旋转的驱动电机，所述搅拌器具有一旋转轴和与旋转轴固定连接的两组桨叶，所述旋转轴经顶板伸入圆柱形筒体内并位于圆柱形筒体的中心位置，所述两组桨叶分别位于圆柱形筒体的上部和下部，所述驱动电机外置于反应罐体；所述催化剂负载板包括至少两块，与负载板锁定机构可拆卸式连接，并通过负载板锁定机构竖向固定于圆柱形筒体内并位于上下两组桨叶之间；所述催化剂负载板具有多个正方形网孔，用于负载表面具有活性氧化物的非均相催化剂；所述布水装置布置在圆柱形筒体的下部；所述废水进水管、双氧水输送管和废水出水管布置在所述圆柱形筒体的底部或者圆柱形筒体内布水装置的下方。2.根据权利要求1所述的类芬顿反应器，其特征在于，所述搅拌器的桨叶采用桨式、推进式或三叶折叶涡轮式。3.根据权利要求1所述的类芬顿反应器，其特征在于，所述负载板锁定结构被构造为竖向布置在圆柱形筒体内壁的卡槽；所述催化剂负载板的侧边具有与所述卡槽匹配的卡条；安装时，将所述催化剂负载板通过卡条从所述卡槽的顶部插入，以固定在圆柱形筒体内壁上。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，高尚，常邦华，戴昕，郭燕，袁建海，孙少龙，杨云军，
申请(专利权)人：南京万德斯环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32