公布日：2022.12.02
申請日：2022.07.28
分類號：C02F1/72(2006.01)I
摘要
本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種推流式多點(diǎn)投加芬頓氧化處理污水的裝置和方法。該裝置包括芬頓催化氧化池、加藥單元和反沖洗單元；芬頓催化氧化池內(nèi)依次交替分格設(shè)置有藥劑混合區(qū)和反應(yīng)區(qū)，藥劑混合區(qū)和反應(yīng)區(qū)均為多個(gè)；每個(gè)反應(yīng)區(qū)與其前部設(shè)置的藥劑混合區(qū)之間用第一隔板隔開，每個(gè)反應(yīng)區(qū)與其后部設(shè)置的藥劑混合區(qū)之間用第二隔板隔開；加藥單元用于向芬頓催化氧化池中投加藥劑；反沖洗單元用于清洗可調(diào)節(jié)催化劑承托層上設(shè)置的催化劑。本發(fā)明采用多點(diǎn)投加方式，減少了芬頓反應(yīng)藥劑投加量，降低運(yùn)行成本，并提高了羥基自由基的利用效率以及有機(jī)物去除率。
權(quán)利要求書
1.一種推流式多點(diǎn)投加芬頓氧化處理污水的裝置，其特征在于，該裝置包括芬頓催化氧化池、加藥單元和反沖洗單元；所述芬頓催化氧化池內(nèi)依次交替分格設(shè)置有藥劑混合區(qū)和反應(yīng)區(qū)，所述藥劑混合區(qū)和所述反應(yīng)區(qū)均為多個(gè)；每個(gè)反應(yīng)區(qū)與其前部設(shè)置的藥劑混合區(qū)之間用第一隔板隔開，所述第一隔板的高度低于芬頓催化氧化池的池壁高度，第一隔板頂部設(shè)置溢流堰，每個(gè)反應(yīng)區(qū)與其后部設(shè)置的藥劑混合區(qū)之間用與所述池壁等高的第二隔板隔開，所述第二隔板的右部下端設(shè)有開孔；多個(gè)藥劑混合區(qū)中的第一藥劑混合區(qū)設(shè)置有所述芬頓催化氧化池的進(jìn)水口；多個(gè)反應(yīng)區(qū)中的最后一個(gè)反應(yīng)區(qū)設(shè)置有所述芬頓催化氧化池的出水口；每個(gè)藥劑混合區(qū)內(nèi)均設(shè)有攪拌器；多個(gè)反應(yīng)區(qū)下部均設(shè)有錐形集泥槽，所述錐形集泥槽底部均連接排泥管線，所述錐形集泥槽上方均設(shè)有可調(diào)節(jié)催化劑承托層，所述可調(diào)節(jié)催化劑承托層上均設(shè)置有催化劑；所述加藥單元用于向所述芬頓催化氧化池中投加藥劑；所述反沖洗單元用于清洗所述可調(diào)節(jié)催化劑承托層上設(shè)置的催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的推流式多點(diǎn)投加芬頓氧化處理污水的裝置，其中，所述藥劑混合區(qū)為柱體，其橫截面為矩形、扇形或三角形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的推流式多點(diǎn)投加芬頓氧化處理污水的裝置，其中，所述加藥單元包括多個(gè)加藥單元，所述多個(gè)加藥單元用于向所述多個(gè)藥劑混合區(qū)投加藥劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的推流式多點(diǎn)投加芬頓氧化處理污水的裝置，其中，多個(gè)加藥單元中的第一加藥單元包括亞鐵加藥管、雙氧水加藥管、雙氧水加藥泵和亞鐵加藥泵；所述雙氧水加藥泵與所述雙氧水加藥管連接，用于向所述雙氧水加藥管輸送雙氧水；所述亞鐵加藥泵與所述亞鐵加藥管連接，用于向所述亞鐵加藥管輸送亞鐵藥劑；所述第一加藥單元的亞鐵加藥管和雙氧水加藥管均與所述第一藥劑混合區(qū)連通；多個(gè)加藥單元中的其他加藥單元均包括亞鐵加藥管和亞鐵加藥泵；所述亞鐵加藥泵與所述亞鐵加藥管連接，用于向所述亞鐵加藥管輸送亞鐵藥劑；所述其他加藥單元的亞鐵加藥管分別與多個(gè)藥劑混合區(qū)中的其他藥劑混合區(qū)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的推流式多點(diǎn)投加芬頓氧化處理污水的裝置，其中，所述加藥單元至少為四個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的推流式多點(diǎn)投加芬頓氧化處理污水的裝置，其中，所述反沖洗單元包括反沖洗進(jìn)水管和反沖洗出水管；所述反沖洗進(jìn)水管設(shè)置于每個(gè)反應(yīng)區(qū)的錐形集泥槽上方和可調(diào)節(jié)催化劑承托層底部之間；多個(gè)反應(yīng)區(qū)均設(shè)有反沖洗出水口，所述反沖洗出水口均與所述反沖洗出水管連通。
7.一種推流式多點(diǎn)投加芬頓氧化處理污水的方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的推流式多點(diǎn)投加芬頓氧化處理污水的裝置，該方法包括如下步驟：S1：使污水通過所述芬頓催化氧化池的進(jìn)水口進(jìn)入所述第一藥劑混合區(qū)，與通過所述加藥單元投加的藥劑充分混合后進(jìn)入第一反應(yīng)區(qū)，并在第一反應(yīng)區(qū)內(nèi)的催化劑作用下進(jìn)一步氧化，并使氧化反應(yīng)過程中產(chǎn)生的鐵泥滑入錐形集泥槽并定期通過排泥管線排出所述裝置；S2：污水在第一反應(yīng)區(qū)經(jīng)過處理后依次進(jìn)入其他藥劑混合區(qū)和反應(yīng)區(qū)，最后通過所述芬頓催化氧化池的出水口排出所述裝置；S3：定期通過所述反沖洗單元清洗所述可調(diào)節(jié)催化劑承托層上的催化劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的推流式多點(diǎn)投加芬頓氧化處理污水的方法，其中，所述污水在所述裝置內(nèi)的停留時(shí)間為1.5-2.5h。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的推流式多點(diǎn)投加芬頓氧化處理污水的方法，其中，添加到所述第一藥劑混合區(qū)中的雙氧水濃度與所述污水中COD的濃度比為1-2：1；添加到所述第一藥劑混合區(qū)中的雙氧水和亞鐵藥劑的摩爾濃度比為15-10：1；添加到所述第一藥劑混合區(qū)中的亞鐵藥劑加藥量為全部藥劑混合區(qū)的亞鐵藥劑加藥量的1/3-1/2，添加到所述其他藥劑混合區(qū)中的亞鐵藥劑加藥量相對于第一藥劑混合區(qū)中的亞鐵藥劑加藥量呈依次遞減。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的推流式多點(diǎn)投加芬頓氧化處理污水的方法，其中，所述催化劑為鐵氧化物型催化劑，所述催化劑的投加量占所述反應(yīng)區(qū)體積的1/2-3/4。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種推流式多點(diǎn)投加芬頓氧化處理污水的裝置和方法。本發(fā)明采用多點(diǎn)投加方式，減少了芬頓反應(yīng)藥劑投加量，降低運(yùn)行成本，并提高了羥基自由基的利用效率以及有機(jī)物去除率。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供了一種推流式多點(diǎn)投加芬頓氧化處理污水的裝置，該裝置包括芬頓催化氧化池、加藥單元和反沖洗單元；
所述芬頓催化氧化池內(nèi)依次交替分格設(shè)置有藥劑混合區(qū)和反應(yīng)區(qū)，所述藥劑混合區(qū)和所述反應(yīng)區(qū)均為多個(gè)；每個(gè)反應(yīng)區(qū)與其前部設(shè)置的藥劑混合區(qū)之間用第一隔板隔開，所述第一隔板的高度低于芬頓催化氧化池的池壁高度，第一隔板頂部設(shè)置溢流堰，每個(gè)反應(yīng)區(qū)與其后部設(shè)置的藥劑混合區(qū)之間用與所述池壁等高的第二隔板隔開，所述第二隔板的右部下端設(shè)有開孔；
多個(gè)藥劑混合區(qū)中的第一藥劑混合區(qū)設(shè)置有所述芬頓催化氧化池的進(jìn)水口；多個(gè)反應(yīng)區(qū)中的最后一個(gè)反應(yīng)區(qū)設(shè)置有所述芬頓催化氧化池的出水口；
每個(gè)藥劑混合區(qū)內(nèi)均設(shè)有攪拌器；多個(gè)反應(yīng)區(qū)下部均設(shè)有錐形集泥槽，所述錐形集泥槽底部均連接排泥管線，所述錐形集泥槽上方均設(shè)有可調(diào)節(jié)催化劑承托層，所述可調(diào)節(jié)催化劑承托層上均設(shè)置有催化劑；
所述加藥單元用于向所述芬頓催化氧化池中投加藥劑；
所述反沖洗單元用于清洗所述可調(diào)節(jié)催化劑承托層上設(shè)置的催化劑。
在本發(fā)明中，“所述第一隔板的高度低于芬頓催化氧化池的池壁高度”的目的是使得進(jìn)入所述芬頓催化氧化池的藥劑混合區(qū)的污水水流可從第一隔板頂部溢流堰推流至其后部設(shè)置的反應(yīng)區(qū)。
在本發(fā)明中，定期利用所述反沖洗單元清洗所述可調(diào)節(jié)催化劑承托層上設(shè)置的催化劑，防止鐵泥堵塞催化劑。
在本發(fā)明中，如圖1所示，所述錐形集泥槽便于鐵泥的堆積和排空。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述藥劑混合區(qū)為柱體，其橫截面為矩形、扇形或三角形。
在本發(fā)明中，所述藥劑混合區(qū)和所述反應(yīng)區(qū)的數(shù)量相同，均至少為四個(gè)。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述加藥單元包括多個(gè)加藥單元，所述多個(gè)加藥單元用于向所述多個(gè)藥劑混合區(qū)投加藥劑；
多個(gè)加藥單元中的第一加藥單元包括亞鐵加藥管、雙氧水加藥管、雙氧水加藥泵和亞鐵加藥泵；所述雙氧水加藥泵與所述雙氧水加藥管連接，用于向所述雙氧水加藥管輸送雙氧水；所述亞鐵加藥泵與所述亞鐵加藥管連接，用于向所述亞鐵加藥管輸送亞鐵藥劑；所述第一加藥單元的亞鐵加藥管和雙氧水加藥管均與所述第一藥劑混合區(qū)連通；
多個(gè)加藥單元中的其他加藥單元均包括亞鐵加藥管和亞鐵加藥泵；所述亞鐵加藥泵與所述亞鐵加藥管連接，用于向所述亞鐵加藥管輸送亞鐵藥劑；所述其他加藥單元的亞鐵加藥管分別與多個(gè)藥劑混合區(qū)中的其他藥劑混合區(qū)連通。
在本發(fā)明中，“雙氧水在第一藥劑混合區(qū)一次投加，亞鐵在所設(shè)置的多個(gè)藥劑混合區(qū)分批多點(diǎn)投加”其作用在于：雙氧水和亞鐵在一點(diǎn)投加時(shí)，芬頓反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基較有機(jī)物過量，造成羥基自由基參與副反應(yīng)過多，氧化效率降低；亞鐵多點(diǎn)投加時(shí)，芬頓反應(yīng)產(chǎn)生的羥基自由基較有機(jī)物不足，有利于提高羥基自由基的利用效率，提高有機(jī)物去除率，同時(shí)減少芬頓反應(yīng)藥劑投加量，降低運(yùn)行成本。
在本發(fā)明中，所述“亞鐵藥劑”為硫酸亞鐵或通過生物處理鐵泥還原的亞鐵。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述加藥單元至少為四個(gè)。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述反沖洗單元包括反沖洗進(jìn)水管和反沖洗出水管；
所述反沖洗進(jìn)水管設(shè)置于每個(gè)反應(yīng)區(qū)中的錐形集泥槽上方和可調(diào)節(jié)催化劑承托層底部之間；
多個(gè)反應(yīng)區(qū)均設(shè)有反沖洗出水口，所述反沖洗出水口均與所述反沖洗出水管連通。
本發(fā)明另一方面提供了一種推流式多點(diǎn)投加芬頓氧化處理污水的方法，該方法包括如下步驟：
S1：使污水通過所述芬頓催化氧化池的進(jìn)水口進(jìn)入所述第一藥劑混合區(qū)，與通過所述加藥單元投加的藥劑充分混合后進(jìn)入第一反應(yīng)區(qū)，并在第一反應(yīng)區(qū)內(nèi)的催化劑作用下進(jìn)一步氧化，并使氧化反應(yīng)過程中產(chǎn)生的鐵泥滑入錐形集泥槽并定期通過排泥管線排出所述裝置；
S2：污水在第一反應(yīng)區(qū)經(jīng)過處理后依次進(jìn)入其他藥劑混合區(qū)和反應(yīng)區(qū)，最后通過所述芬頓催化氧化池的出水口排出所述裝置；
S3：定期通過所述反沖洗單元清洗所述可調(diào)節(jié)催化劑承托層上的催化劑。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述污水在所述裝置內(nèi)的停留時(shí)間為1.5-2.5h。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，添加到所述第一藥劑混合區(qū)中的雙氧水濃度與所述污水中COD的濃度比為1-2：1。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，添加到所述第一藥劑混合區(qū)中的雙氧水和亞鐵藥劑的摩爾濃度比為15-10：1。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，添加到所述第一藥劑混合區(qū)中的亞鐵藥劑加藥量為全部藥劑混合區(qū)的亞鐵藥劑加藥量的1/3-1/2，添加到所述其他藥劑混合區(qū)中的亞鐵藥劑加藥量相對于第一藥劑混合區(qū)中的亞鐵藥劑加藥量呈依次遞減。在本發(fā)明中，作為優(yōu)選方案，“依次遞減”的“每一項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的差值”根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)調(diào)整。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述催化劑為鐵氧化物型催化劑，所述催化劑的投加量占所述反應(yīng)區(qū)體積的1/2-3/4。
本發(fā)明的技術(shù)方案的有益效果如下：
(1)本發(fā)明采用多點(diǎn)投加方式，雙氧水在第一藥劑混合區(qū)一次投加，亞鐵在所設(shè)置的多個(gè)藥劑混合區(qū)分批投加，減少了芬頓反應(yīng)藥劑投加量，降低運(yùn)行成本，并提高了羥基自由基的利用效率以及有機(jī)物去除率。
(2)本發(fā)明通過可調(diào)節(jié)催化劑承托層，根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)調(diào)整催化劑投加量，提高芬頓反應(yīng)的效率，提高COD的去除率。
（發(fā)明人：李彥剛;金秋燕;張樹軍;李尚坤;張文珍;王佳偉;白宇;李燁;陳沉;程曉菁）
