公布日：2022.11.22
申請日：2022.08.16
分類號：C02F9/08(2006.01)I;C02F1/461(2006.01)N;C02F1/68(2006.01)N;C02F1/72(2006.01)N;C02F1/66(2006.01)N;C02F1/32(2006.01)N;
C02F101/30(2006.01)N;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供了一種微電解耦合光芬頓氧化處理制藥廢水的方法及系統(tǒng)，本發(fā)明利用鐵碳微電解工藝原位產(chǎn)生的Fe2+/Fe3+，通過引入紫外光并控制雙氧水的投加來強化氧化過程，達到廢水中有機污染物去除和脫色的目的，后續(xù)通過調(diào)節(jié)廢水pH利用Fe2+/Fe3+的絮凝沉淀作用，進一步提高水處理效果。本發(fā)明系統(tǒng)將預(yù)處理，曝氣，鐵碳微電解，光芬頓及絮凝沉淀工藝整合到一個反應(yīng)器內(nèi)，不僅提高了Fe2+/Fe3+及雙氧水的利用率，降低了處理成本，且對水質(zhì)波動抗沖擊性強，處理效果穩(wěn)定，使得制藥廢水經(jīng)處理后達標排放。
權(quán)利要求書
1.一種微電解耦合光芬頓氧化處理制藥廢水的方法及系統(tǒng)，其特征在于：包括以下步驟：S1：預(yù)處理：將制藥廢水通過水泵從反應(yīng)器底部自下而上打入初級過濾區(qū)，經(jīng)格柵過濾去除尺寸較大的懸浮物和雜質(zhì)；S2：鐵碳微電解處理：將廢水pH調(diào)節(jié)至酸性，并進行實時曝氣處理使水流自下而上穿過含有鐵碳顆粒的區(qū)域，所述鐵碳顆粒填充在固定在反應(yīng)器上下兩層多孔填料支架層間；S3：光芬頓處理：經(jīng)鐵碳微電解處理后的廢水在曝氣及水泵推動作用下繼續(xù)向上流經(jīng)設(shè)有紫外燈的區(qū)域，并向投加雙氧水同時在紫外光照下進行化學(xué)處理；S4：絮凝沉淀處理：經(jīng)光芬頓氧化后的廢水進入絮凝沉淀區(qū)，調(diào)節(jié)廢水pH至弱堿性使廢水發(fā)生絮凝沉降，最終經(jīng)沉淀池出水口排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電解耦合光芬頓氧化處理制藥廢水的方法及系統(tǒng)，其特征在于：所述鐵碳微電解處理區(qū)廢水pH調(diào)節(jié)至3.5-5.0，鐵碳微電解填料粒徑為3-6mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電解耦合光芬頓氧化處理制藥廢水的方法及系統(tǒng)，其特征在于：所述光芬頓區(qū)底部設(shè)有曝氣系統(tǒng)，曝氣量為2L/min，紫外燈波長為185nm或254nm，紫外燈功率為120-320W，紫外燈數(shù)量為3-9根，芬頓反應(yīng)所需Fe2+或光化學(xué)所需Fe3+來源于鐵碳微電解反應(yīng)產(chǎn)生。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電解耦合光芬頓氧化處理制藥廢水的方法及系統(tǒng)，其特征在于：向微電解處理后廢水投加雙氧水的量與待處理廢水中COD質(zhì)量比為(0.1-0.4)∶1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電解耦合光芬頓氧化處理制藥廢水的方法及系統(tǒng)，其特征在于：所述絮凝沉淀區(qū)廢水pH調(diào)節(jié)至8.5弱堿性，機械攪拌10-30min。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種微電解耦合光芬頓氧化處理制藥廢水的方法及系統(tǒng)，旨在克服現(xiàn)有單一微電解技術(shù)對難降解污染物去除效率低，對溶出的Fe2+/Fe3+利用率低，污泥產(chǎn)量大的缺陷，以及傳統(tǒng)的芬頓技術(shù)對pH要求條件苛刻，雙氧水利用率低的問題。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下：
一種微電解耦合光芬頓氧化處理制藥廢水的方法及系統(tǒng)，包括以下步驟：
S1：預(yù)處理：將制藥廢水通過水泵從反應(yīng)器底部自下而上打入初級過濾區(qū)，經(jīng)格柵過濾去除尺寸較大的懸浮物和雜質(zhì)；
S2：鐵碳微電解處理：將廢水pH調(diào)節(jié)至酸性，并進行實時曝氣處理使水流自下而上穿過含有鐵碳顆粒的區(qū)域；通過曝氣使得位于多孔填料支架間的鐵碳顆粒處于懸浮狀態(tài)，促進電解顆粒與水之間的傳質(zhì)，同時避免填料的板結(jié)及鈍化；
S3：光芬頓處理：經(jīng)鐵碳微電解處理后的廢水在曝氣及水泵推動作用下繼續(xù)向上流經(jīng)設(shè)有紫外燈的區(qū)域，并向投加雙氧水同時在紫外光照下進行化學(xué)處理；所述光芬頓反應(yīng)區(qū)下部曝氣起到攪拌作用，使得投加的雙氧水與水充分混合；所述紫外燈可有效強化芬頓轉(zhuǎn)化，其反應(yīng)機理如下：微電解產(chǎn)生的Fe2+與雙氧水進行芬頓反應(yīng)，生成羥基自由基，同時也產(chǎn)生部分Fe3+，此外由于曝氣也會使得部分Fe2+向Fe3+轉(zhuǎn)化，隨著生成Fe3+的量增多，若無紫外光照，過多的Fe3+會阻礙芬頓反應(yīng)的進行；在引入紫外光后，產(chǎn)生的Fe3+可發(fā)生水解反應(yīng)，產(chǎn)生大量的羥基自由基，羥基化的Fe(OH)2+可以在光助條件下生成Fe2+和羥基自由基；此外，在紫外光的照射下，雙氧水也會自然分解產(chǎn)生羥基自由基，極大地提高了降解有機物的能力。因此，引入紫外光可有效解決傳統(tǒng)芬頓pH條件苛刻，過氧化氫利用率低，污泥產(chǎn)量大的問題，同時提高了Fe2+/Fe3+利用率。
S4：絮凝沉淀處理：經(jīng)光芬頓氧化后的廢水進入絮凝沉淀區(qū)，調(diào)節(jié)廢水pH至弱堿性使廢水發(fā)生絮凝沉降，最終經(jīng)沉淀池出水口排放。
優(yōu)選的，所述鐵碳微電解處理區(qū)廢水pH調(diào)節(jié)至3.5-5.0；鐵碳微電解填料粒徑為3-6mm。
優(yōu)選的，所述光芬頓區(qū)底部曝氣量為2L/min，紫外燈波長為185nm或254nm，紫外燈功率為120-320W，紫外燈數(shù)量為3-9根。
優(yōu)選的，所述光芬頓區(qū)雙氧水的投加量與待處理廢水中COD質(zhì)量比為(0.1-0.4)∶1
優(yōu)選的，所述絮凝沉淀區(qū)廢水pH調(diào)節(jié)至8.5弱堿性，機械攪拌10-30min。
本發(fā)明的有益效果是：
1.本發(fā)明設(shè)置了初級過濾區(qū)，避免了廢水直接進入微電解反應(yīng)區(qū)，減緩了水中雜質(zhì)對鐵碳填料污染程度；且在微電解反應(yīng)區(qū)底部設(shè)置了曝氣管，通過實時曝氣使鐵碳填料處于懸浮流動狀態(tài)，有效延長了填料的壽命；
2.微電解技術(shù)與光芬頓技術(shù)耦合，微電解反應(yīng)為光芬頓氧化處理污水提供了廉價的Fe2+，提高了Fe2+利用率，促進芬頓反應(yīng)發(fā)生，降低了雙氧水藥劑投加量；此外，F(xiàn)e2+與雙氧水發(fā)生芬頓反應(yīng)產(chǎn)生的Fe3+或曝氣使Fe2+轉(zhuǎn)化為的Fe3+在紫外光照下水解進一步提升了污染物的氧化能力；
3.在絮凝沉淀區(qū)通過將芬頓處理后的水pH調(diào)至弱堿性，可促使水中的Fe2+/Fe3+生成Fe(OH)2/Fe(OH)3膠體絮凝劑，進一步強化對有機污染物和色度的去除。
4.本發(fā)明系統(tǒng)將將多個水處理工藝合理聯(lián)用并整合一體化，極大的縮減了處理設(shè)備占地面積，節(jié)約處理成本，且實現(xiàn)對醫(yī)藥廢水高效脫色，有機污染物深度去除的效果。
（發(fā)明人：牛連勇）
