一種用于工業(yè)廢水處理的非均相芬頓反應(yīng)裝置及處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于工業(yè)廢水處理的固定床芬頓(Fenton)催化反應(yīng)的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)污染物是環(huán)境中主要的污染物之一，尤其是持久性和難降解的有機(jī)物，其對(duì)人體健康的危害已經(jīng)得到共識(shí)。因此，含有機(jī)污染物的工業(yè)廢水的降解處理具有重大意義。芬頓(Fenton)氧化法是一種典型的高級(jí)氧化技術(shù)。其氧化過程中產(chǎn)生的輕基自由基(0H.)作為一種強(qiáng)力氧化劑，可以有效降解廢水中的有機(jī)污染物。
[0003]固定床反應(yīng)器是裝填有固體催化劑或固體反應(yīng)物用以實(shí)現(xiàn)多相反應(yīng)過程的一種反應(yīng)器。固定床催化劑通常呈顆粒狀，粒徑2?15mm左右，堆積成一定高度(或厚度)的床層。床層靜止不動(dòng)，流體通過床層進(jìn)行反應(yīng)。它與流化床反應(yīng)器及移動(dòng)床反應(yīng)器的區(qū)別在于固體顆粒處于靜止?fàn)顟B(tài)。固定床反應(yīng)器主要用于實(shí)現(xiàn)氣固相催化反應(yīng)，如氨合成塔、二氧化硫接觸氧化器、烴類蒸汽轉(zhuǎn)化爐等。可用于芬頓反應(yīng)的固定床反應(yīng)器具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、可用少量催化劑和較小的反應(yīng)器容積獲得較大的處理廢水能力；
2、用于芬頓反應(yīng)的固定床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，催化劑機(jī)械磨損小，催化劑使用壽命長，且再生和回收簡便；
3、用于芬頓反應(yīng)的固定床反應(yīng)過程操作方便、操作彈性大，可以較長時(shí)間連續(xù)使用。
[0004]非均相芬頓催化體系能有效解決鐵鹽過度損耗及鐵淤泥后處理的問題，因而得到越來越多的關(guān)注與研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種高效、節(jié)能、簡易、安全的用于處理工業(yè)廢水的非均相芬頓反應(yīng)裝置及處理方法。
[0006]本發(fā)明提供的用于工業(yè)廢水處理的非均相芬頓反應(yīng)裝置，包括:廢液儲(chǔ)罐，過氧化氫儲(chǔ)罐，原料液混合灌，用于裝填非均相成型芬頓催化劑的固定床催化反應(yīng)器，處理液儲(chǔ)罐，污水檢測系統(tǒng)，循環(huán)栗，流量計(jì);其中，廢液儲(chǔ)罐和過氧化氫儲(chǔ)罐的出口管道與原料液混合灌連通，廢液儲(chǔ)罐中的廢液和過氧化氫儲(chǔ)罐中的過氧化氫預(yù)混合液一同進(jìn)入原料液混合灌，原料液混合灌的出口通過流量計(jì)與固定床催化反應(yīng)器下端的入口相連接;污水檢測系統(tǒng)設(shè)置于固定床催化反應(yīng)器上端的出口處，并與處理液儲(chǔ)罐相連;循環(huán)栗設(shè)置于處理液儲(chǔ)罐和原料液混合罐之間；處理液儲(chǔ)罐設(shè)有一個(gè)排放口，用于排放合格處理液;不合格處理液通過處理液儲(chǔ)罐出口進(jìn)入原料液混合罐，進(jìn)行循環(huán)處理。
[0007]本發(fā)明中，所述固定床催化反應(yīng)器可以是一級(jí)催化反應(yīng)器組成，也可以由2-5多級(jí)催化反應(yīng)器串聯(lián)組成，具體根據(jù)需要確定。例如可以是2級(jí)、3級(jí)等。實(shí)施例中給出了2級(jí)圖不O
[0008]上述污水檢測系統(tǒng)7為COD測定儀。
[0009]本發(fā)明還提供上述裝置用于工業(yè)廢水處理的方法，具體步驟為:
將廢液儲(chǔ)罐中的工業(yè)廢水和過氧化氫儲(chǔ)罐中的過氧化氫溶液在原料液混合罐中進(jìn)行預(yù)混合，控制混合液的pH調(diào)至6?8。
[0010]通過流量計(jì)調(diào)節(jié)混合液進(jìn)入固定床催化反應(yīng)器的流量，使混合液在催化劑床層的停留時(shí)間為30s?60min。
[0011 ] 混合液從固定床催化反應(yīng)器下端口進(jìn)入，逆流經(jīng)催化劑床層，從上端口排出，進(jìn)入處理液儲(chǔ)罐，經(jīng)污水檢測系統(tǒng)檢測，符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)的處理液，從處理液儲(chǔ)罐的排放口直接排放;對(duì)于符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)的處理液通過循環(huán)栗循環(huán)至原料液儲(chǔ)罐，進(jìn)行再處理。
[0012]所述的固定床催化反應(yīng)器中裝填非均相成型芬頓催化劑。
[0013]本發(fā)明中，所述的混合液無需經(jīng)換熱器加熱，在室溫下(<30°C)進(jìn)行混合。
[0014]本發(fā)明中，所述的過氧化氫溶液的濃度為工業(yè)廢水初始COD值的40-60倍，優(yōu)選50倍。
[0015]本發(fā)明所涉及的裝置可實(shí)現(xiàn)芬頓反應(yīng)在工業(yè)廢水處理過程的連續(xù)化、自動(dòng)化、高效化，能有效降低了工業(yè)廢水中的COD值，達(dá)到直接排放標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明解決了均相芬頓反應(yīng)體系中鐵絮凝的問題，避免高消耗的后處理過程。同時(shí)，連續(xù)循環(huán)過程增加了裝置的適用范圍，極大降低了處理成本，廢水的處理效果也得到大幅度提升。
【附圖說明】
[0016]圖1是2級(jí)串聯(lián)的固定床催化反應(yīng)器組成的非均相反芬頓應(yīng)連續(xù)裝置的示意圖。
[0017]圖中標(biāo)號(hào):丨:過氧化氫儲(chǔ)罐，2:廢液儲(chǔ)罐，3:原料液混合罐，4:第一固定床催化反應(yīng)器，5:處理液儲(chǔ)罐，6:第二固定床催化反應(yīng)器，7:污水檢測系統(tǒng)，8:循環(huán)栗，9:流量計(jì)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1:
處理工業(yè)廢水取自某石油化工企業(yè)所排放的廢水，COD濃度(mg/L)為800mg/L左右。
[0019]過氧化氫溶液的濃度(mg/L)確定為工業(yè)廢水初始COD濃度(mg/L)(800mg/L)的50倍。
[0020]過氧化氫與工業(yè)廢水在原料液混合罐進(jìn)行混合，調(diào)節(jié)pH至6?8。
[0021]通過流量計(jì)9調(diào)節(jié)混合液進(jìn)入固定床催化反應(yīng)器的流量，從而控制混合液在催化劑床層4的停留時(shí)間為Imin，廢水經(jīng)催化劑反應(yīng)器4上端流入催化劑反應(yīng)器6。
[0022]混合液從固定床催化反應(yīng)器6下端進(jìn)入，逆流經(jīng)催化劑床層，從上端排出。
[0023]從固定床催化反應(yīng)器頂端流出的廢水流入處理液儲(chǔ)罐后，經(jīng)污水檢測系統(tǒng)質(zhì)檢，考核COD濃度(mg/L)為400mg/L，尚未符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)，因此通過循環(huán)栗8循環(huán)至原料液儲(chǔ)罐，進(jìn)行再處理，第三次循環(huán)之后，檢測COD濃度(mg/L)為100mg/L，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于工業(yè)廢水處理的非均相芬頓反應(yīng)裝置，其特征在于，包括:廢液儲(chǔ)罐，過氧化氫儲(chǔ)罐，原料液混合灌，用于裝填非均相成型芬頓催化劑的固定床催化反應(yīng)器，處理液儲(chǔ)罐，污水檢測系統(tǒng)，循環(huán)栗，流量計(jì);其中，廢液儲(chǔ)罐和過氧化氫儲(chǔ)罐的出口管道與原料液混合灌連通，廢液儲(chǔ)罐中的廢液和過氧化氫儲(chǔ)罐中的過氧化氫預(yù)混合液一同進(jìn)入原料液混合灌，原料液混合灌的出口通過流量計(jì)與固定床催化反應(yīng)器下端的入口相連接;污水檢測系統(tǒng)設(shè)置于固定床催化反應(yīng)器上端的出口處，并與處理液儲(chǔ)罐相連;循環(huán)栗設(shè)置于處理液儲(chǔ)罐和原料液混合罐之間；處理液儲(chǔ)罐設(shè)有一個(gè)排放口，用于排放合格處理液;不合格處理液通過處理液儲(chǔ)罐出口進(jìn)入原料液混合罐，進(jìn)行循環(huán)處理。2.如權(quán)利要求1所述的非均相芬頓反應(yīng)裝置，其特征在于，所述的固定床催化反應(yīng)器為2?5級(jí)串聯(lián)的固定床催化反應(yīng)器。3.—種如權(quán)利要求1所述的裝置用于處理的工業(yè)廢水方法，其特征在于，具體所步驟為: (1)將廢液儲(chǔ)罐中的工業(yè)廢水和過氧化氫儲(chǔ)罐中的過氧化氫溶液在原料液混合罐中進(jìn)行預(yù)混合，控制混合液的pH調(diào)至6?8; (2)通過流量計(jì)調(diào)節(jié)混合液進(jìn)入固定床催化反應(yīng)器的流量，使混合液在催化劑床層的停留時(shí)間為30s?60min; (3)混合液從固定床催化反應(yīng)器下端口進(jìn)入，逆流經(jīng)催化劑床層，從上端口排出，進(jìn)入處理液儲(chǔ)罐，經(jīng)污水檢測系統(tǒng)檢測，符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)的處理液，從處理液儲(chǔ)罐的排放口直接排放;對(duì)于符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)的處理液通過循環(huán)栗循環(huán)至原料液儲(chǔ)罐，進(jìn)行再處理。
【專利摘要】本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于工業(yè)廢水處理的非均相芬頓反應(yīng)裝置及處理方法。該裝置包括過氧化氫儲(chǔ)罐，廢液儲(chǔ)罐，原料液混合罐，固定床催化反應(yīng)器，處理液儲(chǔ)罐，污水檢測系統(tǒng)，循環(huán)泵，流量計(jì)等。首先在過氧化氫儲(chǔ)罐廢液儲(chǔ)罐中過氧化氫和廢液進(jìn)入原料液混合罐預(yù)混合后，在流量計(jì)的控制下進(jìn)入固定床催化反應(yīng)器完成芬頓反應(yīng)過程，經(jīng)污水檢測系統(tǒng)檢測，達(dá)標(biāo)污水從處理液儲(chǔ)罐中直接排出，未達(dá)標(biāo)廢水則通過循環(huán)泵循環(huán)回原料液儲(chǔ)罐進(jìn)行再處理。本發(fā)明裝置可實(shí)現(xiàn)芬頓反應(yīng)在工業(yè)廢水處理過程的連續(xù)化、自動(dòng)化、高效化，能有效降低了工業(yè)廢水中的COD值，達(dá)到直接排放標(biāo)準(zhǔn)。
【IPC分類】C02F1/72
【公開號(hào)】CN105540815
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510912535
【發(fā)明人】鄧勇輝, 程曉維
【申請(qǐng)人】復(fù)旦大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月11日