公布日：2022.06.03
申請(qǐng)日：2022.03.23
分類號(hào)：C02F9/06(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及污水處理的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種難降解廢水的還原內(nèi)電解‑Fenton氧化處理工藝。具體步驟包括：將廢水pH值調(diào)至2‑6后進(jìn)入還原內(nèi)電解反應(yīng)池，反應(yīng)池內(nèi)設(shè)置填料，廢水經(jīng)過(guò)填料層發(fā)生還原內(nèi)電解反應(yīng)，出水進(jìn)入Fenton氧化反應(yīng)池后將pH調(diào)至2‑4投加亞鐵鹽和雙氧水進(jìn)行Fenton氧化反應(yīng)，然后投加堿液進(jìn)行脫氣，投加絮凝劑進(jìn)行絮凝，最后進(jìn)入泥水分離器進(jìn)行泥水分離，得到降解后廢水。本發(fā)明利用還原內(nèi)電解過(guò)程產(chǎn)生的Fe2+及Fe2+調(diào)節(jié)投加裝置，合理控制還原內(nèi)電解與Fenton氧化工藝反應(yīng)條件，在保證處理效果的同時(shí)使各工藝段在適宜的條件下運(yùn)行，相互促進(jìn)。
權(quán)利要求書
1.一種難降解廢水的還原內(nèi)電解-Fenton氧化處理系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連通的還原內(nèi)電解反應(yīng)池，F(xiàn)enton氧化反應(yīng)池和泥水分離器；其中，所述還原內(nèi)電解反應(yīng)池的底部一端設(shè)有進(jìn)水口，頂部一端設(shè)有出水口，所述出水口和Fenton氧化反應(yīng)池的進(jìn)水口連通，F(xiàn)enton氧化反應(yīng)池的出水口和泥水分離器進(jìn)水口連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的難降解廢水的還原內(nèi)電解-Fenton氧化處理系統(tǒng)，其特征在于，所述Fenton氧化反應(yīng)池根據(jù)廢水流通方向依次設(shè)置有pH調(diào)整區(qū)、第一反應(yīng)區(qū)、第二反應(yīng)區(qū)、脫氣區(qū)、脫穩(wěn)反應(yīng)區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的難降解廢水的還原內(nèi)電解-Fenton氧化處理系統(tǒng)，其特征在于，還設(shè)置有pH調(diào)節(jié)池，所述還原內(nèi)電解反應(yīng)池的進(jìn)水口和所述pH調(diào)節(jié)池連通；所述pH調(diào)節(jié)池和pH調(diào)整區(qū)前端設(shè)置有加藥系統(tǒng)；所述第一反應(yīng)區(qū)前端設(shè)置有亞鐵鹽加藥系統(tǒng)；所述第一反應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)前端設(shè)置有雙氧水加藥系統(tǒng)；所述脫氣區(qū)前端設(shè)置有堿液加藥系統(tǒng)；所述脫穩(wěn)反應(yīng)區(qū)前端設(shè)置有絮凝藥劑加藥系統(tǒng)；所述脫氣區(qū)設(shè)置有鼓風(fēng)機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的難降解廢水的還原內(nèi)電解-Fenton氧化處理系統(tǒng)，其特征在于，所述還原內(nèi)電解反應(yīng)池的形式為固定床、滾筒式、轉(zhuǎn)鼓式、膨脹床或流化床；所述還原內(nèi)電解反應(yīng)池內(nèi)設(shè)置有填料，所述填料選自鐵-碳、鐵-銅或含有鐵和活潑性弱于鐵的金屬；所述還原內(nèi)電解反應(yīng)池曝氣、不曝氣或間歇曝氣；所述Fenton氧化反應(yīng)池內(nèi)反應(yīng)形式為均相反應(yīng)；所述泥水分離器為沉淀池或氣浮器；所述反應(yīng)區(qū)和脫氣區(qū)內(nèi)設(shè)置有水噴淋或消泡噴淋裝置，所述反應(yīng)區(qū)和脫氣區(qū)內(nèi)設(shè)置有曝氣攪拌或機(jī)械攪拌裝置。
5.一種難降解廢水的還原內(nèi)電解-Fenton氧化處理方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的難降解廢水的還原內(nèi)電解-Fenton氧化處理系統(tǒng)；具體包括以下步驟：將廢水pH值調(diào)至2-6后進(jìn)入還原內(nèi)電解反應(yīng)池，反應(yīng)池內(nèi)設(shè)置填料，廢水經(jīng)過(guò)填料層發(fā)生還原內(nèi)電解反應(yīng)，出水進(jìn)入Fenton氧化反應(yīng)池后將pH調(diào)至2-4后投加亞鐵鹽和雙氧水進(jìn)行Fenton氧化反應(yīng)，然后投加堿液進(jìn)行脫氣，投加絮凝劑進(jìn)行絮凝，最后進(jìn)入泥水分離器進(jìn)行泥水分離，得到降解后廢水。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的難降解廢水的還原內(nèi)電解-Fenton氧化處理方法，其特征在于，使用權(quán)利要求3所述的難降解廢水的還原內(nèi)電解-Fenton氧化處理系統(tǒng)進(jìn)行廢水降解時(shí)，包括以下步驟：廢水由pH調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)pH值至2-6后，進(jìn)入還原內(nèi)電解反應(yīng)池，反應(yīng)池內(nèi)設(shè)置填料，廢水經(jīng)過(guò)填料層發(fā)生還原內(nèi)電解反應(yīng)，出水進(jìn)入Fenton氧化反應(yīng)池的pH調(diào)整區(qū)調(diào)整pH值至2-4，然后依次進(jìn)入第一反應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)，投加亞鐵鹽和雙氧水進(jìn)行Fenton氧化反應(yīng)，然后進(jìn)入脫氣區(qū)投加堿液進(jìn)行脫氣反應(yīng)，然后進(jìn)入脫穩(wěn)反應(yīng)區(qū)投加絮凝藥劑進(jìn)行絮凝反應(yīng)，最后進(jìn)入泥水分離器進(jìn)行泥水分離，得到降解后廢水。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的難降解廢水的還原內(nèi)電解-Fenton氧化處理方法，其特征在于，所述廢水在還原內(nèi)電解反應(yīng)池內(nèi)的停留時(shí)間為0.5-3h，所述廢水在第一反應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)的總停留時(shí)間為1-3h。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的難降解廢水的還原內(nèi)電解-Fenton氧化處理方法，其特征在于，所述雙氧水與COD投加質(zhì)量比為2:1-3:1，雙氧水和體系中亞鐵離子的摩爾比為3:1-10:1，其中亞鐵離子包括還原內(nèi)電解反應(yīng)池出水所攜帶的亞鐵離子和投加的亞鐵鹽；所述亞鐵鹽投加到第一反應(yīng)區(qū)，雙氧水分別投加到第一反應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)；所述雙氧水在第一反應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)的投加質(zhì)量比為1:1-5:1；所述絮凝藥劑為聚丙烯酰胺和/或聚合氯化鋁，所述絮凝藥劑的投加量為1-5mg/L；所述脫氣區(qū)的氣水比為2:1-5:1。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的難降解廢水的還原內(nèi)電解-Fenton氧化處理方法，其特征在于，當(dāng)還原內(nèi)電解反應(yīng)池的出水有機(jī)物與Fe2+質(zhì)量比小于等于0.5時(shí)，泥水分離器出水回流至Fenton氧化反應(yīng)池的pH調(diào)整區(qū)；回流水量不低于進(jìn)水量的一半。
10.根據(jù)權(quán)利要求5-9所述的難降解廢水的還原內(nèi)電解-Fenton氧化處理方法，所述填料為含碳質(zhì)量百分比2-5％的鐵屑。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)以及降本增效、達(dá)標(biāo)處理的難降解廢水處理現(xiàn)實(shí)需求，本發(fā)明目的在于提供一種難降解廢水的還原內(nèi)電解-Fenton氧化處理工藝。利用還原內(nèi)電解過(guò)程產(chǎn)生的Fe2+及Fe2+調(diào)節(jié)投加裝置，合理控制還原內(nèi)電解與Fenton氧化工藝反應(yīng)條件，在保證處理效果的同時(shí)使各工藝段在適宜的條件下運(yùn)行，相互促進(jìn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案之一，一種難降解廢水的還原內(nèi)電解-Fenton氧化處理系統(tǒng)，包括依次連通的還原內(nèi)電解反應(yīng)池，F(xiàn)enton氧化反應(yīng)池和泥水分離器；
其中，所述還原內(nèi)電解反應(yīng)池的底部一端設(shè)有進(jìn)水口，頂部一端設(shè)有出水口，所述出水口和Fenton氧化反應(yīng)池的進(jìn)水口連通，F(xiàn)enton氧化反應(yīng)池的出水口和泥水分離器進(jìn)水口連通。
進(jìn)一步地，所述Fenton氧化反應(yīng)池根據(jù)廢水流通方向依次設(shè)置有pH調(diào)整區(qū)、第一反應(yīng)區(qū)、第二反應(yīng)區(qū)、脫氣區(qū)、脫穩(wěn)反應(yīng)區(qū)。
進(jìn)一步地，還設(shè)置有pH調(diào)節(jié)池，所述還原內(nèi)電解反應(yīng)池的進(jìn)水口和所述pH調(diào)節(jié)池連通。
進(jìn)一步地，所述pH調(diào)節(jié)池和pH調(diào)整區(qū)前端設(shè)置有加藥系統(tǒng)，具體包括酸加藥系統(tǒng)和/或堿加藥系統(tǒng)。
進(jìn)一步地，所述第一反應(yīng)區(qū)前端設(shè)置有亞鐵鹽加藥系統(tǒng)。
進(jìn)一步地，所述第一反應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)前端設(shè)置有雙氧水加藥系統(tǒng)。
進(jìn)一步地，所述脫氣區(qū)前端設(shè)置有堿液加藥系統(tǒng)。
進(jìn)一步地，所述脫穩(wěn)反應(yīng)區(qū)前端設(shè)置有絮凝藥劑加藥系統(tǒng)。
進(jìn)一步地，所述脫氣區(qū)設(shè)置有鼓風(fēng)機(jī)。
進(jìn)一步地，所述還原內(nèi)電解反應(yīng)池的形式可選擇固定床、滾筒式、轉(zhuǎn)鼓式、膨脹床或流化床。
進(jìn)一步地，所述還原內(nèi)電解反應(yīng)池內(nèi)設(shè)置有填料，所述填料選自鐵-碳、鐵-銅或含有鐵和活潑性弱于鐵的金屬。
進(jìn)一步地，所述還原內(nèi)電解反應(yīng)池曝氣、不曝氣或間歇曝氣。
進(jìn)一步地，所述Fenton氧化反應(yīng)池內(nèi)反應(yīng)形式為均相反應(yīng)。
進(jìn)一步地，所述泥水分離器為沉淀池或氣浮器。
進(jìn)一步地，所述反應(yīng)區(qū)和脫氣區(qū)內(nèi)設(shè)置有水噴淋或消泡噴淋裝置。
進(jìn)一步地，所述反應(yīng)區(qū)和脫氣區(qū)內(nèi)設(shè)置有曝氣攪拌或機(jī)械攪拌裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案之二，一種難降解廢水的還原內(nèi)電解-Fenton氧化處理方法，使用上述難降解廢水的還原內(nèi)電解-Fenton氧化處理系統(tǒng)；具體包括以下步驟：
將廢水pH值調(diào)至2-6后進(jìn)入還原內(nèi)電解反應(yīng)池，反應(yīng)池內(nèi)設(shè)置填料，廢水經(jīng)過(guò)填料層發(fā)生還原內(nèi)電解反應(yīng)，出水進(jìn)入Fenton氧化反應(yīng)池后將pH調(diào)至2-4后投加亞鐵鹽和雙氧水進(jìn)行Fenton氧化反應(yīng)，然后投加堿液進(jìn)行脫氣，投加絮凝劑進(jìn)行絮凝，最后進(jìn)入泥水分離器進(jìn)行泥水分離，得到降解后廢水。
進(jìn)一步地，包括以下步驟：廢水由pH調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)pH值至2-6后(優(yōu)選的pH至調(diào)至2.5-4，pH調(diào)節(jié)池可使用水力攪拌、空氣攪拌或機(jī)械攪拌的形式，通過(guò)酸加藥系統(tǒng)或堿加藥系統(tǒng)調(diào)節(jié)pH值)，進(jìn)入還原內(nèi)電解反應(yīng)池，反應(yīng)池內(nèi)設(shè)置填料，廢水經(jīng)過(guò)填料層發(fā)生還原內(nèi)電解反應(yīng)，出水進(jìn)入Fenton氧化反應(yīng)池的pH調(diào)整區(qū)調(diào)整pH值至2-4(優(yōu)選的pH值調(diào)至3.5，pH調(diào)節(jié)池可使用水力攪拌、空氣攪拌或機(jī)械攪拌的形式調(diào)節(jié)pH值)，然后依次進(jìn)入第一反應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)，投加亞鐵鹽和雙氧水進(jìn)行Fenton氧化反應(yīng)，然后進(jìn)入脫氣區(qū)投加堿液(氫氧化鈉溶液)進(jìn)行脫氣反應(yīng)，然后進(jìn)入脫穩(wěn)反應(yīng)區(qū)投加絮凝藥劑進(jìn)行絮凝反應(yīng)，最后進(jìn)入泥水分離器進(jìn)行泥水分離，得到降解后廢水。
進(jìn)一步地，所述廢水在還原內(nèi)電解反應(yīng)池內(nèi)的停留時(shí)間為0.5-3h，所述廢水在第一反應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)的總停留時(shí)間為1-3h。
進(jìn)一步地，所述雙氧水與COD投加質(zhì)量比為2:1-3:1，雙氧水和體系中亞鐵離子的摩爾比為3:1-10:1，其中亞鐵離子包括還原內(nèi)電解反應(yīng)池出水所攜帶的亞鐵離子和投加的亞鐵鹽；
進(jìn)一步地，為減少雙氧水一次性投加所導(dǎo)致的無(wú)效反應(yīng)，F(xiàn)enton氧化反應(yīng)池的反應(yīng)區(qū)分為兩格，其中所述亞鐵鹽投加到第一反應(yīng)區(qū)，雙氧水分別投加到第一反應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)；所述雙氧水在第一反應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)的投加質(zhì)量比為1:1-5:1；
進(jìn)一步地，所述絮凝藥劑為聚丙烯酰胺和/或聚合氯化鋁，所述絮凝藥劑的投加量為1-5mg/L；
進(jìn)一步地，所述脫氣區(qū)的氣水比為2:1-5:1。
進(jìn)一步地，當(dāng)還原內(nèi)電解反應(yīng)池的出水有機(jī)物與Fe2+質(zhì)量比小于等于0.5時(shí)，泥水分離器出水回流至Fenton氧化反應(yīng)池的pH調(diào)整區(qū)；回流水量不低于進(jìn)水量的一半。以降低Fenton氧化反應(yīng)池進(jìn)水的Fe2+、減少Fenton氧化反應(yīng)池內(nèi)無(wú)效反應(yīng)的發(fā)生并確保系統(tǒng)出水有機(jī)物滿足要求。
進(jìn)一步地，所述填料為含碳質(zhì)量百分比2-5％的鐵屑；
進(jìn)一步地，脫穩(wěn)反應(yīng)區(qū)分為一格或兩格，并采用機(jī)械攪拌的形式；
進(jìn)一步地，所述泥水分離器設(shè)置有撇渣裝置。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：
(1)本發(fā)明通過(guò)還原內(nèi)電解及Fenton氧化工藝的結(jié)合，大幅分解廢水中的難降解有機(jī)物，使其直接碳化或轉(zhuǎn)化為易降解有機(jī)物，尤其適用于單一氧化或還原工藝無(wú)法經(jīng)濟(jì)有效處理的難降解廢水。
(2)利用還原內(nèi)電解工藝產(chǎn)生的Fe2+作為Fenton氧化反應(yīng)的催化劑，可減少或不再投加亞鐵鹽類催化劑，節(jié)省運(yùn)行成本。
(3)采用的Fenton氧化反應(yīng)池為均相反應(yīng)池，操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)效果好、投資及運(yùn)行成本低。相比于Fenton流化床，其有效避免了流化床易結(jié)晶、易堵塞、循環(huán)水泵耗能大、操作管理復(fù)雜、處理效果不穩(wěn)定等問(wèn)題。
(4)還原內(nèi)電解反應(yīng)池前后均設(shè)置pH調(diào)節(jié)裝置，可根據(jù)來(lái)水水質(zhì)控制反應(yīng)pH，既能確保還原內(nèi)電解工藝在適宜的條件下運(yùn)行，又能為后續(xù)Fenton氧化反應(yīng)池的正常、高效運(yùn)行創(chuàng)造條件。
(5)根據(jù)還原內(nèi)電解反應(yīng)池的出水有機(jī)物含量及Fe2+含量，泥水分離器出水可部分回流至Fenton氧化反應(yīng)池的pH調(diào)整區(qū)，減少后續(xù)Fenton氧化反應(yīng)池內(nèi)無(wú)效反應(yīng)的發(fā)生并確保系統(tǒng)出水有機(jī)物滿足要求。
(6)Fenton氧化反應(yīng)池合理設(shè)置藥劑投加方式，在保證系統(tǒng)處理效果的同時(shí)，大大減少無(wú)效反應(yīng)的產(chǎn)生。
（發(fā)明人：周澤婷;趙寧華;劉霞;劉飛峰;鮑磊;盧毅明）
