一種填料催化反應塔的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種填料催化反應塔，包括底座，底座上設置有反應塔主體，反應塔主體由自下而上的進水區(qū)、承托層、填料層、清水出水區(qū)組成；進水區(qū)包括塔底，塔底的底部設置有塔底封頭，塔底封頭連接有排空閥門；填料層內(nèi)填充有填料，填料層的側壁上端設置有出水口，填料層內(nèi)設置有折板，折板的一端連接在填料層內(nèi)壁，另一端向下傾斜；清水出水區(qū)包括塔頂，塔頂上設有塔頂封頭，塔頂封頭上端開設有填料投加口。解決了現(xiàn)有的填料催化反應塔存在的臭氧、氧氣和污水混合不均勻，氣體利用效率不高和填料塔易于堵塞的問題，可結合臭氧技術應用在各種規(guī)模污水處理領域。
【專利說明】一種填料催化反應塔

【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于化工設備領域，特別涉及一種用于污水處理領域的填料反應塔。

【背景技術】
[0002] 隨著人類社會的不斷發(fā)展，城市規(guī)模的不斷擴大，城市的用水量和排水量都在不 斷增加，加劇了用水的緊張和水質(zhì)的污染，環(huán)境問題日益突出，由此造成的水危機已經(jīng)成為 社會經(jīng)濟發(fā)展的重要制約因素。
[0003] 我國的水資源相對貧乏，如果能將排放的污水進行處理并回收利用，不僅能減少 環(huán)境污染問題，而且對緩解缺水問題具有重要意義。
[0004] 填料反應塔在污水處理領域有廣泛的應用，例如鐵碳填料塔、活性炭填料塔等，通 過填充的不同填料對廢水進行處理。但由于很多填料反應塔采用簡單的直通式結構，不僅 填料填充量大，而且如果是與氧氣、空氣或臭氧接觸反應，反應效率不高，很多氣體會無法 充分利用而逸散出去，造成浪費，同時氣體與廢水混合不均勻，造成氣體利用率不高，處理 效果受影響。另外，普通填料反應塔采用的填料會隨時間被腐蝕和板結或者吸附飽和，造成 填料層堵塞，阻礙反應進一步進行，造成污水處理出水不穩(wěn)定。同時有些填料更換困難，更 換成本昂貴，不能長期使用，影響填料反應塔的使用壽命。 實用新型內(nèi)容
[0005] 本實用新型的目的是提供一種填料催化反應塔，以解決現(xiàn)有的填料催化反應塔存 在的臭氧、氧氣和污水混合不均勻，氣體利用效率不高和填料塔易于堵塞的問題，可結合臭 氧技術應用在各種規(guī)模污水處理領域。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術方案：
[0007] -種填料催化反應塔，包括底座，底座上設置有反應塔主體，反應塔主體由自下而 上的進水區(qū)、承托層、填料層、清水出水區(qū)組成；進水區(qū)包括塔底，塔底的底部設置有塔底封 頭，塔底封頭連接有排空閥門；填料層內(nèi)填充有填料，填料層的側壁上端設置有出水口，填 料層內(nèi)設置有折板，折板的一端連接在填料層內(nèi)壁，另一端向下傾斜；清水出水區(qū)包括塔 頂，塔頂上設有塔頂封頭，塔頂封頭上端開設有填料投加口。
[0008] 進一步的，反應塔主體為不銹鋼材質(zhì)。
[0009] 進一步的，塔底封頭為弧形結構，塔頂封頭為弧形結構。
[0010] 進一步的，承托層為一個圓板，其上均勻布置有圓孔或方孔，承托層的材質(zhì)為不銹 鋼材質(zhì)。
[0011] 進一步的，圓孔的孔徑或方孔的邊長為4-10mm。
[0012] 進一步的，填料層內(nèi)的填料為粒徑大于l〇mm的多孔顆粒填料，其表面涂覆有惰性 貴金屬催化劑。
[0013] 進一步的，填料層內(nèi)設置有多層折板，多層折板交錯布置，每層折板在水平面的投 影有交叉重合部分。
[0014] 進一步的，每層折板在水平面的投影的長度超過反應塔主體中軸線5-500mm，每 層折板與反應塔主體的中軸線之間的夾角為30-89°。
[0015] 進一步的，出水口連接有三通，并設置有取樣口。
[0016] 進一步的，出水口 8連接有反沖洗泵。
[0017] 含臭氧、氧氣或空氣的廢水從填料催化反應塔的進水口進入塔內(nèi)，并向上流動，填 料催化塔內(nèi)部設置有傾斜折板，涂覆有惰性貴金屬粉末的顆粒催化填料從塔頂填料投放口 投入，投入填料后需封閉此填料投放口，防止氣體逸散。填料填充折板間的空間，并在折板 頂部留有未填充空間，填料接觸面積大，可有效利用臭氧和氧氣進行反應。填料催化塔內(nèi)部 的折板頂角空間氣液分離后臭氧、氧氣氣體被阻擋在此空間，由于空間的限制，氣體會再次 進入污水中，延長氣體與廢水的接觸反應時間，提高臭氧利用率，反應效率高。廢水經(jīng)過填 料層時，填料上的催化劑能催化臭氧、氧氣或空氣和廢水反應產(chǎn)生氧化基團，快速氧化降解 廢水中的有害物質(zhì)和大分子有機物，達到處理污水的目的。同時填料能過濾、吸附去除一些 懸浮顆粒，使得出水清潔。經(jīng)處理后的廢水通過塔上部的出水口排出，出水口管道上安裝三 通和取樣閥門，方便取樣。填料催化反應塔塔底封頭采用弧形結構，增大存儲沉淀物體積， 便于較大較重的沉淀物依靠重力沉降，底部設置排空閥門，便于將廢水中的沉淀物及時排 出或將塔內(nèi)廢水排空，防止過多的沉淀物堵塞填料。
[0018] 在填料催化塔出水口處外接三通閥門，連接反沖洗泵，定期對填料催化塔進行反 沖洗，反沖洗出水通過進水口三通閥門排出，由于塔內(nèi)斜板傾角向下，反洗阻力更小，沖洗 速度快，效果好。沖洗后的填料不易堵塞和板結，延長使用壽命。
[0019] 本實用新型的有益效果是：
[0020] 本實用新型的填料催化反應塔結構新穎、成本低、易于操作管理，應用廣泛，塔內(nèi) 折板結構和涂覆有催化劑的多孔顆粒填料能使得進入塔內(nèi)的臭氧、氧氣等氣體得到充分利 用和反應，氧化反應對污水中的有害物質(zhì)進行處理，達到降解和消除有機污染物、懸浮顆粒 物、臭味的目的。能克服臭氧、氧氣和污水混合不均勻，氣體利用效率不高和填料塔易于堵 塞的問題，結合臭氧技術應用在各種規(guī)模污水處理領域。具體表現(xiàn)為：
[0021] 1)填料催化塔主體及過流部位采用不銹鋼材質(zhì)制作，有效防止廢水腐蝕和酸堿腐 蝕，延長使用壽命；并且塔內(nèi)采用的催化氧化反應對廢水的pH、水溫、有機物含量的適用范 圍廣，對于pH>6. 5,水溫0-50°C，C0D>50mg/L的廢水都能夠產(chǎn)生有益效果。
[0022] 2)塔底封頭采用弧形結構，能增大存儲沉淀物體積，便于沉淀物依靠重力沉降，底 部設置排空閥門，便于將廢水中的沉淀物及時排出，防止堵塞填料。
[0023] 3)塔頂封頭采用弧形結構設計，增大塔體有效容積，增大塔內(nèi)氣體承壓能力，避免 因塔內(nèi)氣體壓力增大造成塔頂變形或裂縫。
[0024] 4)塔內(nèi)填料承托層采用不銹鋼304圓板上均勻鉆圓孔或方孔，孔徑或孔邊長為 4-10mm，填料采用的粒徑大于10mm的多孔顆粒填料；填料表面涂覆有惰性貴金屬催化劑， 比表面積大，為0. l-l〇〇m2/g，與廢水接觸面積大，可有效利用臭氧和氧氣進行催化氧化反 應，反應速度快，效率高；填料還能過濾、吸附去除廢水中的一些懸浮顆粒，使得出水清潔。
[0025] )，填料催化塔內(nèi)部設置有多層傾斜折板，多層折板交錯布置，每層折板在水平面 的投影的長度超過反應塔主體中軸線5-500_，即每層折板在水平面的投影有交叉重合部 分，每層折板與反應塔主體的中軸線之間的夾角為30-89° ;涂覆有惰性貴金屬粉末的顆 粒催化填料從塔頂填料投放口投入，填充折板間的空間，并在折板頂部留有頂角未填充空 間，當剩余臭氧和氧氣進入此塔，氣液分離后臭氧、氧氣氣體被阻擋在此空間，由于空間的 限制，氣體聚集多了后會再次進入廢水中，延長氣體與廢水的接觸反應時間，提高臭氧利用 率，反應效率高，可有效縮短廢水反應時間，減小填料催化反應塔體積，節(jié)省占地面積。
[0026] 6)填料催化反應塔的廢水出水口連接三通，設置取樣口，方便對處理后的廢水進 行取樣化驗分析。
[0027] )填料催化塔出水口處有外接三通閥門，連接反沖洗泵，定期對填料催化塔進行反 沖洗，反沖洗出水通過進水口三通閥門排出，由于塔內(nèi)斜板傾角向下，反洗阻力更小，沖洗 速度快，效果好。沖洗后的填料不易堵塞和板結，延長使用壽命。
[0028] 8)本發(fā)明填料催化反應塔可根據(jù)廢水水質(zhì)情況和處理水量進行塔體尺寸的設計 改變，或者通過進水口處調(diào)節(jié)閥門調(diào)節(jié)進水流量，保證廢水在塔內(nèi)有充足的反應停留時間， 適應于多種水量、水質(zhì)的處理，應用范圍廣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0030] 圖中，1、底座；2、塔底封頭；3、進水口；4、折板；5、塔頂；6、填料投加口；7、塔頂封 頭；8、出水口；9、排空閥門；10、塔底；11、填料層；12承托層。

【具體實施方式】
[0031] 下面結合附圖對本實用新型做進一步說明。
[0032] 如圖1所示，本實用新型的填料催化反應塔包括底座1，底座1上設置有反應塔主 體，反應塔主體由自下而上的進水區(qū)、承托層12、填料層11、清水出水區(qū)組成；進水區(qū)包括 塔底10,塔底10的底部設置有塔底封頭2,塔底封頭2連接有排空閥門9 ;填料層11內(nèi)填 充有填料，填料層11的側壁上端設置有出水口 8,填料層11內(nèi)設置有折板4,折板4的一端 連接在填料層11內(nèi)壁，另一端向下傾斜；清水出水區(qū)包括塔頂5,塔頂5上設有塔頂封頭2， 塔頂封頭2上端開設有填料投加口 6。
[0033] 反應塔主體為不銹鋼304、不銹鋼316L或碳鋼防腐材質(zhì)，能夠有效防止廢水腐蝕 和酸堿腐蝕，延長使用壽命。并且塔內(nèi)采用的催化氧化反應對廢水pH、水溫、有機物含量的 適用范圍廣，對于pH>6. 5,水溫0-50°C，C0D>50mg/L的廢水都能夠產(chǎn)生有益效果。
[0034] 塔底封頭7為弧形結構，能增大存儲沉淀物體積，便于沉淀物依靠重力沉降，底部 設置排空閥門，便于將廢水中的沉淀物及時排出，防止堵塞填料。
[0035] 塔頂封頭2為弧形結構，增大塔體有效容積，增大塔內(nèi)氣體承壓能力，避免因塔內(nèi) 氣體壓力增大造成塔頂變形或裂縫。
[0036] 承托層12為一個圓板，其上均勻布置有圓孔或方孔，承托層12的材質(zhì)為不銹鋼材 質(zhì)；圓孔的孔徑或方孔的邊長為4-10mm。
[0037] 填料層11內(nèi)的填料為粒徑大于10mm的多孔顆粒填料，其表面涂覆有惰性貴金屬 催化劑，惰性貴金屬催化劑采用現(xiàn)有的惰性貴金屬催化劑，如現(xiàn)有技術中公開的金(Au)、銀 (Ag)、鉬（Pt)、鈀（Pd)、銠（Rh)、銥（Ir)、鋨（Os)、釕（Ru)等惰性貴金屬催化劑，其比表面積 大，為0. l-100m2/g，與廢水接觸面積大，可有效利用臭氧和氧氣進行催化氧化反應，反應速 度快，效率高。填料還能過濾、吸附去除廢水中的一些懸浮顆粒，使得出水清潔。
[0038] 填料層11內(nèi)設置有多層折板，多層折板交錯布置，每層折板在水平面的投影的長 度超過反應塔主體中軸線5-500_，即每層折板在水平面的投影有交叉重合部分，每層折 板與反應塔主體的中軸線之間的夾角為30-89° ;涂覆有惰性貴金屬粉末的顆粒催化填料 從塔頂填料投放口投入，填充折板間的空間，并在折板頂部留有頂角未填充空間，當剩余臭 氧和氧氣進入此塔，氣液分離后臭氧、氧氣氣體被阻擋在此空間，由于空間的限制，氣體聚 集多了后會再次進入廢水中，延長氣體與廢水的接觸反應時間，提高臭氧利用率，反應效率 高，可有效縮短廢水反應時間，減小填料催化反應塔體積，節(jié)省占地面積。
[0039] 出水口 8連接有三通，并設置有取樣口，方便對處理后的廢水進行取樣化驗分析。
[0040] 出水口 8連接反沖洗泵，定期對填料催化塔進行反沖洗，反沖洗出水通過進水口 三通閥門排出，由于塔內(nèi)斜板傾角向下，反洗阻力更小，沖洗速度快，效果好。沖洗后的填料 不易堵塞和板結，延長使用壽命。
[0041] 在填料催化塔出水口處外接三通閥門，連接反沖洗泵，定期對填料催化塔進行反 沖洗，反沖洗出水通過進水口三通閥門排出，由于塔內(nèi)斜板傾角向下，反洗阻力更小，沖洗 速度快，效果好。沖洗后的填料不易堵塞和板結，延長使用壽命。
[0042] 含臭氧、氧氣或空氣的廢水從進水口 3進入塔內(nèi)，并向上流動，涂覆有惰性貴金屬 粉末的顆粒催化填料從塔頂填料投放口投入，投入填料后需封閉此填料投放口，防止氣體 逸散。填料填充折板間的空間，并在折板頂部留有未填充空間，填料接觸面積大，可有效利 用臭氧和氧氣進行反應。填料催化塔內(nèi)部的折板頂角空間氣液分離后臭氧、氧氣氣體被阻 擋在此空間，由于空間的限制，氣體會再次進入污水中，延長氣體與廢水的接觸反應時間， 提高臭氧利用率，反應效率高。廢水經(jīng)過填料層時，填料上的催化劑能催化臭氧、氧氣或空 氣和廢水反應產(chǎn)生氧化基團，快速氧化降解廢水中的有害物質(zhì)和大分子有機物，達到處理 污水的目的。同時填料能過濾、吸附去除一些懸浮顆粒，使得出水清潔。經(jīng)處理后的廢水通 過塔上部的出水口排出，出水口管道上安裝三通和取樣閥門，方便取樣。填料催化反應塔塔 底封頭采用弧形結構，增大存儲沉淀物體積，便于較大較重的沉淀物依靠重力沉降，底部設 置排空閥門，便于將廢水中的沉淀物及時排出或將塔內(nèi)廢水排空，防止過多的沉淀物堵塞 填料。
[0043] 本實用新型的填料催化反應塔可根據(jù)廢水水質(zhì)情況和處理水量進行塔體尺寸的 設計改變，或者通過進水口處調(diào)節(jié)閥門調(diào)節(jié)進水流量，保證廢水在塔內(nèi)有充足的反應停留 時間，適應于多種水量、水質(zhì)的處理，應用范圍廣。 實施例
[0044] 按本發(fā)明技術方案設計制作出的填料催化反應塔與催化反應塔、德宇清污水一體 機(提供臭氧、臭氧與廢水混合）通過管道連接進行污水處理，處理后的污水比傳統(tǒng)填料塔 處理污水效果好，反應時間縮短，反應效率提高，降解C0D能力大幅提高，對色度、臭味效果 更好。
[0045] 例如：將填料催化反應塔與催化反應塔、德宇清污水一體機連接后對某印染廢水 進行處理，經(jīng)30min處理后，脫色效果明顯，懸浮顆粒減少，而且C0D從原來的1860mg/L降 至867mg/L，降解率達到53. 4%。詳見下表：
[0046] 水質(zhì)參數(shù) |原樣 |處理3h后|降解率 C0D(mg/L) 1860 867 53.4% 色度 _深棕色淺黃€^-- 懸浮顆粒I較多I很少 一
【權利要求】
1. 一種填料催化反應塔，其特征在于：包括底座（1)，底座（1)上設置有反應塔主體，反 應塔主體由自下而上的進水區(qū)、承托層（12)、填料層（11)、清水出水區(qū)組成；進水區(qū)包括塔 底（10)，塔底（10)的底部設置有塔底封頭（2)，塔底封頭（2)連接有排空閥門（9);填料層 (11)內(nèi)填充有填料，填料層（11)的側壁上端設置有出水口（8)，填料層（11)內(nèi)設置有折板 (4)，折板（4)的一端連接在填料層（11)內(nèi)壁，另一端向下傾斜；清水出水區(qū)包括塔頂（5)， 塔頂（5 )上設有塔頂封頭（2 )，塔頂封頭（2 )上端開設有填料投加口（ 6 )。
2. 如權利要求1所述的填料催化反應塔，其特征在于：反應塔主體為不銹鋼材質(zhì)。
3. 如權利要求1所述的填料催化反應塔，其特征在于：塔底封頭（7)為弧形結構，塔頂 封頭（2)為弧形結構。
4. 如權利要求1所述的填料催化反應塔，其特征在于：承托層（12)為一個圓板，其上均 勻布置有圓孔或方孔，承托層（12)的材質(zhì)為不銹鋼材質(zhì)。
5. 如權利要求4所述的填料催化反應塔，其特征在于：圓孔的孔徑或方孔的邊長為 4-10mm〇
6. 如權利要求1所述的填料催化反應塔，其特征在于：填料層（11)內(nèi)的填料為粒徑大 于10mm的多孔顆粒填料，其表面涂覆有惰性貴金屬催化劑。
7. 如權利要求1所述的填料催化反應塔，其特征在于：填料層（11)內(nèi)設置有多層折板， 多層折板交錯布置，每層折板在水平面的投影有交叉重合部分。
8. 如權利要求7所述的填料催化反應塔，其特征在于：每層折板在水平面的投影的 長度超過反應塔主體中軸線5-500mm,每層折板與反應塔主體的中軸線之間的夾角為 30-89。。
9. 如權利要求1所述的填料催化反應塔，其特征在于：出水口（8)連接有三通，并設置 有取樣口。
10. 如權利要求1所述的填料催化反應塔，其特征在于：出水口（8)連接有反沖洗泵。
【文檔編號】C02F1/78GK203904056SQ201420305729
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月10日 優(yōu)先權日:2014年6月10日
【發(fā)明者】吳浩, 金玲玲, 秦洪瑤, 陳曉雷, 陳立紅, 李少駿, 王淼 申請人:南京德磊科技有限公司