一種新型芬頓流化床及其處理廢水的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種新型芬頓流化床及其處理廢水的方法，該芬頓流化床包括氧化塔、篩板、填料A、填料B、芬頓氧化區(qū)、鐵碳反應(yīng)區(qū)、進(jìn)水布水區(qū)、出水區(qū)、出水槽、循環(huán)裝置和必要的管配件等。本發(fā)明提供的處理廢水的方法：采用新型芬頓流化床處理廢水，通過(guò)環(huán)形穿孔管和底層篩板布水；通過(guò)芬頓反應(yīng)降低廢水的COD和難降解有機(jī)污染物，再進(jìn)入鐵碳反應(yīng)區(qū)，在鐵碳微電解條件下，進(jìn)一步催化氧化廢水中的難降解有機(jī)污染物。本發(fā)明提供的芬頓流化床結(jié)構(gòu)優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)合理、處理高效。
【專利說(shuō)明】
一種新型芬頓流化床及其處理廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種廢水處理裝置及方法，具體涉及一種新型芬頓流化床及其處理廢水的方法，屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]Fenton化學(xué)氧化法是應(yīng)用雙氧水(H2O2)與亞鐵離子(Fe2+)反應(yīng)產(chǎn)生氫氧自由基的原理，進(jìn)行氧化有機(jī)污染物的反應(yīng)，是一種高級(jí)氧化處理技術(shù)。芬頓流化床是利用流體化床的模式使Fenton法所產(chǎn)生的三價(jià)鐵大部份得以結(jié)晶或沉淀披覆在流體化床的擔(dān)體表面上，是一項(xiàng)結(jié)合了同相化學(xué)氧化(Fenton法)、異相化學(xué)氧化(H202/Fe00H)、流體化床結(jié)晶及FeOH的還原溶解等功能的新技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)將傳統(tǒng)的Fenton氧化法作了大幅度的改良，如此可減少采用傳統(tǒng)Fenton法而產(chǎn)生大量的化學(xué)污泥，同時(shí)在擔(dān)體表面形成的鐵氧化物具有異相催化的效果，而流體化床的模式亦促進(jìn)了化學(xué)氧化反應(yīng)及傳質(zhì)效率，使COD去除率提升。其反應(yīng)后的出水，經(jīng)PH值調(diào)整后會(huì)產(chǎn)生含鐵污泥。選用此系統(tǒng)另一優(yōu)勢(shì)為可利用雙氧水加藥量調(diào)整，調(diào)整COD的去除量。如此將可有效控制廢水的COD排放濃度。
[0003]鐵碳微電解是利用金屬腐蝕原理，形成原電池對(duì)廢水進(jìn)行處理的工藝，又稱內(nèi)電解法。微電解技術(shù)是在不通電的情況下，利用填充在廢水中的微電解材料自身產(chǎn)生的電位差對(duì)廢水進(jìn)行電解處理，以達(dá)到降解有機(jī)污染物的目的。
[0004]中國(guó)專利“一種改進(jìn)型芬頓流化床處理廢水裝置”(202139138U)，公開(kāi)了一種裝置，包括鐵床微電解反應(yīng)裝置、芬頓流化床、中間水槽、循環(huán)水栗、多功能射流器、空氣進(jìn)口、氧化劑加入口、流化床進(jìn)水口、氧化劑儲(chǔ)槽;鐵床微電解反應(yīng)裝置的鐵床集水出水口、中間水槽、多功能射流器的流化床進(jìn)水口順次相連，多功能射流器的出口與芬頓流化床進(jìn)水口相連，多功能射流器進(jìn)水口與循環(huán)水栗出水口相連，循環(huán)水栗進(jìn)水口與循環(huán)水汲水管相連，氧化劑儲(chǔ)槽與多功能射流器的氧化劑加入口相連。中國(guó)專利“復(fù)雜重金屬?gòu)U水應(yīng)急快速處理方法”(102603103A)公開(kāi)了其處理工序，包括微電解反應(yīng)和芬頓反應(yīng)，微電解反應(yīng)在鐵碳流化床上進(jìn)行，來(lái)自前段步驟的廢水中已被裸露的重金屬離子在微電解反應(yīng)過(guò)程中析出為單體重金屬;芬頓反應(yīng)在芬頓反應(yīng)器中進(jìn)行，將過(guò)氧化氫加入芬頓反應(yīng)器中，過(guò)氧化氫與廢水進(jìn)入芬頓反應(yīng)器進(jìn)行芬頓反應(yīng)，進(jìn)一步分解廢水中的氰化物及其它絡(luò)合物類有機(jī)物，降低廢水的化學(xué)需氧量。上述專利中鐵床微電解反應(yīng)裝置與芬頓反應(yīng)裝置分別設(shè)置，工藝流程復(fù)雜，占地面積大，設(shè)備復(fù)雜。中國(guó)專利“循環(huán)變速流化床芬頓催化氧化裝置”(204490649U)，“一種芬頓流化床及其工作方法”(102774953A)等芬頓流化床裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作效率不高。
[0005]通過(guò)現(xiàn)有文獻(xiàn)，可知部分芬頓流化床存在內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，處理效率不高的問(wèn)題，鐵-碳電解床與芬頓流化床組合工藝中存在有設(shè)備多、投資大的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]解決的技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)合理、處理高效的新型芬頓流化床。
[0007]技術(shù)方案:
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種新型芬頓流化床，主要包括有氧化塔、篩板、填料A、填料B、芬頓氧化區(qū)、鐵碳反應(yīng)區(qū)、進(jìn)水布水區(qū)、出水區(qū)、出水槽、循環(huán)裝置、加料口、排渣口、硫酸進(jìn)藥管、雙氧水進(jìn)藥管、硫酸亞鐵進(jìn)藥管和原水進(jìn)水管。
[0008]氧化塔為圓筒形，三塊篩板把氧化塔自下而上分為進(jìn)水布水區(qū)、芬頓氧化區(qū)、鐵碳反應(yīng)區(qū)和出水區(qū)；芬頓氧化區(qū)加有填料A，鐵碳反應(yīng)區(qū)加有填料B;循環(huán)裝置連接了出水槽和塔體的底部進(jìn)水管與中部進(jìn)水管;硫酸進(jìn)藥管、雙氧水進(jìn)藥管、硫酸亞鐵進(jìn)藥管和原水進(jìn)水管均接入底部進(jìn)水管;排渣口位于塔體最下端;加料口位于芬頓氧化區(qū)的上部和鐵碳反應(yīng)區(qū)的上部。
[0009]進(jìn)一步地，硫酸進(jìn)藥管、雙氧水進(jìn)藥管、硫酸亞鐵進(jìn)藥管和原水進(jìn)水管均安裝有調(diào)節(jié)流量的調(diào)節(jié)閥;循環(huán)裝置的兩根進(jìn)水管均安裝有調(diào)節(jié)流量的調(diào)節(jié)閥。
[0010]進(jìn)一步地，芬頓流化床其填料A采用石英砂，石英砂的粒徑在0.5?1.5mm，鐵碳反應(yīng)區(qū)設(shè)置的填料B，采用活性炭纖維氈;先采用液相還原法在活性炭纖維氈上負(fù)載零價(jià)納米鐵，再裝填入鐵碳反應(yīng)區(qū);活性炭纖維氈，呈網(wǎng)狀交叉置于上層篩板與中間篩板之間。
[0011 ] 進(jìn)一步地，芬頓流化床的篩板，其開(kāi)孔率為30?50%，且開(kāi)孔均勻分布，孔徑不大于2mm ο
[0012]進(jìn)一步地，待處理水經(jīng)原水進(jìn)水管接入芬頓流化床的底部進(jìn)水管，再通過(guò)環(huán)形穿孔管和底層篩板布水。
[0013]一種新型芬頓流化床處理廢水的方法，包括如下步驟:
(1)廢水經(jīng)過(guò)進(jìn)水栗輸送入芬頓流化床進(jìn)水區(qū)，通過(guò)環(huán)形穿孔管和底層篩板布水；
(2)廢水進(jìn)入芬頓流化床的芬頓氧化區(qū)，同時(shí)通過(guò)加藥系統(tǒng)向芬頓流化床中分別加入H2SO4溶液、FeSO4溶液和H2O2溶液，通過(guò)回流栗將出水槽中的水部分回流進(jìn)芬頓流化床內(nèi)，使芬頓流化床內(nèi)的填料A呈現(xiàn)流化態(tài)，通過(guò)芬頓反應(yīng)降低廢水的COD和難降解有機(jī)污染物指標(biāo);調(diào)節(jié)回流流量，控制填料膨脹的高度不超過(guò)中間的篩板；
(3)廢水經(jīng)中間的篩板進(jìn)入鐵碳反應(yīng)區(qū)，在鐵碳微電解條件下，催化氧化廢水中難降解有機(jī)污染物；
(4)經(jīng)鐵碳微電解催化氧化的廢水通過(guò)上層篩板，經(jīng)出水堰進(jìn)入出水槽中，通過(guò)出水管進(jìn)入下一處理單元；
(5)頂部出水槽中連接循環(huán)裝置，分兩根進(jìn)水管分別送入芬頓氧化區(qū)的下部和鐵碳反應(yīng)區(qū)的下部，回流進(jìn)水流量分別為Qi和Q2，Qi與Q2以m3/d計(jì)比值為8:1?10:1。
[0014]進(jìn)一步地，在芬頓流化床處理過(guò)程中，H2O2與COD以mg/L計(jì)比值為2?4:1 ,H2O2與Fe2+的摩爾比為3?5:1，廢水在芬頓氧化區(qū)的平均停留時(shí)間控制在0.5?1.5小時(shí)，廢水在鐵碳反應(yīng)區(qū)的平均停留時(shí)間控制在15?45分鐘，通過(guò)加藥系統(tǒng)和在線pH計(jì)調(diào)節(jié)芬頓流化床中廢水的pH值，使其維持在3.0?4.0之間。
[0015]進(jìn)一步地，活性炭纖維氈，在負(fù)載的零價(jià)納米鐵消耗掉之后，將纖維氈取出，用液相還原法再生，再循環(huán)使用。
[0016]基本原理簡(jiǎn)述如下。
[0017](I)廢水經(jīng)過(guò)進(jìn)水栗輸送入芬頓流化床進(jìn)水區(qū)，通過(guò)底部進(jìn)水管和底層篩板布水。底部進(jìn)水管為環(huán)形穿孔管，由支架固定在底層篩板與塔底錐面構(gòu)造之間，開(kāi)孔向下，出水噴向塔底錐面構(gòu)造，塔底錐面構(gòu)造起到反射緩沖作用，還起到匯聚漏下的石英砂填料到排渣口的作用。底層篩板同時(shí)起到承托填料A和對(duì)進(jìn)水進(jìn)行整流的作用。
[0018](2)廢水進(jìn)入芬頓流化床芬頓氧化區(qū)，同時(shí)通過(guò)加藥系統(tǒng)向芬頓流化床中分別加AH2SO4溶液、FeSO4溶液和H2O2溶液，通過(guò)回流栗將出水槽中的水，部分地回流進(jìn)芬頓流化床內(nèi)，使芬頓流化床內(nèi)呈現(xiàn)流化態(tài)，通過(guò)芬頓反應(yīng)去除廢水的部分COD和大部分的難降解有機(jī)污染物(即難以生物降解的有機(jī)污染物，又稱特征污染物或特征有機(jī)污染物)；調(diào)節(jié)回流流量，控制填料膨脹的高度不超過(guò)中間的篩板。
[0019]芬頓流化床法的原理:利用載體作為結(jié)晶核種，待處理的廢水及添加藥劑是由芬頓流化床底部進(jìn)入并向上流動(dòng)。外接有一回流水回路，用以調(diào)整進(jìn)流水過(guò)飽和度及達(dá)到載體上流速度使載體表面形成穩(wěn)態(tài)結(jié)晶體，當(dāng)晶體粒徑達(dá)2.5mm?3mm后，排出槽外進(jìn)行回收再利用。芬頓流化床法利用流化床的模式使Fenton法所產(chǎn)生的三價(jià)鐵大部份得以結(jié)晶或沉淀，披覆在流體床的載體表面上，是一項(xiàng)結(jié)合了同相化學(xué)氧化(Fenton法)、異相化學(xué)氧化(H202/Fe00H)、流化床結(jié)晶等功能的新技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)將傳統(tǒng)的Fenton氧化法作了大幅度的改良，如此可減少采用傳統(tǒng)Fenton法而產(chǎn)生大量的化學(xué)污泥，同時(shí)在載體表面形成的鐵氧化物具有異相催化的效果，而流化床的模式亦促進(jìn)了化學(xué)氧化反應(yīng)及傳質(zhì)效率，使COD去除率提升。其反應(yīng)后的出流水經(jīng)PH值調(diào)整后會(huì)產(chǎn)生含鐵污泥。含鐵污泥比傳統(tǒng)芬頓氧化減少70%，也減少H2O2用藥的浪費(fèi)，同時(shí)可利用雙氧水加藥量調(diào)整，調(diào)整COD去除量，實(shí)現(xiàn)有效控制廢水的COD的降低，是廢水處理達(dá)標(biāo)排放的保障。同時(shí)芬頓法作為高級(jí)氧化的一種，本發(fā)明主要利用芬頓法來(lái)除廢水的大部分的難以生物降解的有機(jī)污染物，高效地使得難降解有機(jī)污染物斷鏈、開(kāi)環(huán)、分解成小分子有機(jī)物，提高廢水的可生化性，易于在后續(xù)的生物處理單元進(jìn)行進(jìn)一步處理。
[0020](3)廢水經(jīng)中間的篩板進(jìn)入鐵碳反應(yīng)區(qū)，在鐵碳微電解條件下，催化氧化廢水中難降解有機(jī)污染物。微電解技術(shù)是目前處理高濃度有機(jī)廢水的一種理想工藝。它是在不通電的情況下，利用填充在廢水中的微電解材料自身產(chǎn)生的電位差對(duì)廢水進(jìn)行電解處理，以達(dá)到降解有機(jī)污染物的目的。中間的篩板起到承托鐵碳反應(yīng)區(qū)填料和整流的作用。
[0021]活性碳纖維是經(jīng)過(guò)活化的含碳纖維，將某種含碳纖維(如酚醛基纖維、PAN基纖維、黏膠基纖維、瀝青基纖維等)經(jīng)過(guò)高溫活化(不同的活化方法活化溫度不一樣)，使其表面產(chǎn)生納米級(jí)的孔徑，增加比表面積，從而改變其物化特性?；钚蕴祭w維的纖維直徑為5?20μπι，比表面積平均在1000~1500m2/g左右，平均孔徑在1.0?4.0nm，微孔均勾分布于纖維表面。與活性炭相比，活性碳纖維微孔孔徑小而均勻，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)于吸附小分子物質(zhì)吸附速率快，吸附速度高，容易解吸附。與被吸附物的接觸面積大，且可以均勻接觸與吸附，使吸附材料得以充分利用。
[0022]零價(jià)鐵電位EQ(Fe2+/Fe) = - 0.44 V，電負(fù)性很大，化學(xué)性質(zhì)比較活潑，擁有較強(qiáng)的還原性能，還可以還原氧化性較強(qiáng)的化合物、離子和一些有機(jī)物。零價(jià)鐵，不僅可以降解水中的氯代有機(jī)物，還能吸附還原除去重金屬物質(zhì)、偶氮染料、硝基芳香族化合物、硝酸鹽、高氯酸鹽等多種污染物質(zhì)。納米鐵是指粒徑在I?100 nm范圍內(nèi)的零價(jià)鐵顆粒。它具有以下特點(diǎn):①比表面積大。據(jù)測(cè)算，納米鐵比表面積為33.5 m2/g，而普通鐵粉僅為0.9 m2/g。②零價(jià)鐵本身具有還原性，而由于納米材料的表面效應(yīng)，其活性中心隨表面積的增大而增多，因此納米鐵表現(xiàn)出更強(qiáng)的還原性。
[0023]本發(fā)明中主要是利用活性碳纖維與負(fù)載的零價(jià)納米鐵，形成微電解的鐵碳電池。利用填充在廢水中的微電解材料自身產(chǎn)生的電位差對(duì)廢水進(jìn)行電解處理，催化降解廢水中的有機(jī)物質(zhì)。活性炭纖維氈，在負(fù)載的零價(jià)納米鐵消耗掉之后，將纖維氈取出，用液相還原法再生，再循環(huán)使用。
[0024]經(jīng)鐵碳微電解催化氧化的廢水通過(guò)上層篩板，經(jīng)出水堰進(jìn)入出水槽中，通過(guò)出水管進(jìn)入下一處理單元。上層篩板起到截留填料的作用。
[0025]頂部出水槽中連接循環(huán)裝置，分兩根進(jìn)水管分別送入芬頓氧化區(qū)的下部和鐵碳反應(yīng)區(qū)的下部，回流進(jìn)水流量分別為QdPQ2，Q^Q2以m3/d計(jì)比值為8:1?10:1。循環(huán)水分別接入底部進(jìn)水管和中部進(jìn)水管。中部進(jìn)水管也是環(huán)形穿孔管，開(kāi)孔向上。中部進(jìn)水管由側(cè)面支架固定在中部篩板之下。一般情況下，以芬頓氧化區(qū)的下部，回流進(jìn)水流量為Q1為主，鐵碳反應(yīng)區(qū)的下部回流Q2占的比例較小，主要作用是防止中間篩板的堵塞。
[0026]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有芬頓流化床相比有益效果如下。
[0027]1、本發(fā)明提供的裝置與方法中，芬頓氧化區(qū)與鐵碳反應(yīng)區(qū)，工藝組成合理，由芬頓氧化與微電解反應(yīng)有機(jī)結(jié)合，各單元功能相互促進(jìn)支持，使得整體的有機(jī)物去除率提高，尤其是高效地使得難降解有機(jī)污染物斷鏈、開(kāi)環(huán)、分解成小分子有機(jī)物。與同容積和處理量的普通芬頓流化床相比，在進(jìn)水各項(xiàng)指標(biāo)和所加藥劑量相同的情況下，本發(fā)明提供的裝置與方法可提高整體的COD去除率5?10%，可對(duì)難生物降解的有機(jī)污染物的去除率提高10?20%，提高廢水的可生化性，易于在后續(xù)的生物處理單元進(jìn)行進(jìn)一步處理。
[0028]2、本發(fā)明提供的工藝，其中芬頓流化床的同相及異相的催化反應(yīng)，產(chǎn)生的含鐵污泥比傳統(tǒng)芬頓氧化減少70%，也減少H2O2用藥的浪費(fèi)，同時(shí)可利用雙氧水加藥量調(diào)整，調(diào)整COD和特征污染物去除率，實(shí)現(xiàn)有效控制廢水的COD和難降解有機(jī)污染物指標(biāo)的降低，保障出水水質(zhì)。
[0029]3、本發(fā)明中提供的分部雙回流的運(yùn)行方式，解決了芬頓氧化區(qū)填料不宜膨脹流化過(guò)高的問(wèn)題，同時(shí)防止了中間篩板的堵塞。三塊篩板的設(shè)置與分部雙回流進(jìn)行配合，用簡(jiǎn)單的構(gòu)造實(shí)現(xiàn)的布水作用和整流等水力條件的優(yōu)化；既使芬頓氧化區(qū)填料呈現(xiàn)正常的流化態(tài)，也使得鐵碳反應(yīng)區(qū)的填料截留保持。
[0030]4、本發(fā)明中的鐵碳反應(yīng)區(qū)設(shè)置的填料B活性碳纖維與負(fù)載的零價(jià)納米鐵，不同于傳統(tǒng)的鐵肩，避免了鐵肩板結(jié)的問(wèn)題。填料B催化降解廢水中的有機(jī)物質(zhì)，生成的亞鐵離子繼續(xù)進(jìn)入芬頓氧化區(qū)進(jìn)行反應(yīng);活性炭纖維氈，在負(fù)載的零價(jià)納米鐵消耗掉之后可取出再生，使鐵碳反應(yīng)區(qū)保持高效反應(yīng);鐵碳反應(yīng)區(qū)反應(yīng)對(duì)芬頓氧化區(qū)反應(yīng)起促進(jìn)作用，芬頓氧化區(qū)反應(yīng)消納解決了鐵碳反應(yīng)區(qū)反應(yīng)的生成物質(zhì)一亞鐵離子。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為本發(fā)明提供的一種新型芬頓流化床的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖2為本發(fā)明提供的一種新型芬頓流化床的底部進(jìn)水管俯視圖。
[0033]圖3為本發(fā)明提供的一種新型芬頓流化床的篩板俯視圖。
[0034]圖4為本發(fā)明提供的流化床的鐵碳反應(yīng)區(qū)裝填活性炭纖維氈的俯視圖。
[0035]其中，I一原水進(jìn)水箱，2—進(jìn)水栗，3—原水進(jìn)水管，4一硫酸進(jìn)藥管，5—雙氧水進(jìn)藥管，6—硫酸亞鐵進(jìn)藥管，7—氧化塔，8—底部進(jìn)水管，9一進(jìn)水布水區(qū)，10—篩板、11一芬頓氧化區(qū)，12—填料A、13—鐵碳反應(yīng)區(qū)，14一填料B，15一出水區(qū)，16—循環(huán)裝置，17—出水堰，18—出水槽，19一出水管，20—中部進(jìn)水管，21—加料口，22—排渣口，23—支架，24—塔底錐面，25—回流栗，26—調(diào)節(jié)閥。
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容，但不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在不背離本發(fā)明精神和實(shí)質(zhì)的情況下，對(duì)本發(fā)明方法、步驟或條件所作的修改和替換，均屬于本發(fā)明的范圍。若未特別指明，實(shí)施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段。
[0037]實(shí)施例1
某化工企業(yè)綜合廢水，經(jīng)必要的預(yù)處理后，廢水中⑶3000mg/L，pH 6.5?8.5，SS彡150mg/L，特征污染物氯苯類< 50mg/L，需要進(jìn)行處理。
[0038]采用本發(fā)明提供的新型芬頓流化床進(jìn)行高級(jí)氧化處理。處理裝置:一種芬頓流化床裝置，主要包括有氧化塔、篩板、填料A、填料B、芬頓氧化區(qū)、鐵碳反應(yīng)區(qū)、進(jìn)水布水區(qū)、出水區(qū)、出水槽、循環(huán)裝置、加料口、排渣口、硫酸進(jìn)藥管、雙氧水進(jìn)藥管、硫酸亞鐵進(jìn)藥管和原水進(jìn)水管;氧化塔為圓筒形，三塊篩板把氧化塔自下而上分為進(jìn)水布水區(qū)、芬頓氧化區(qū)、鐵碳反應(yīng)區(qū)和出水區(qū)；芬頓氧化區(qū)加有填料A，鐵碳反應(yīng)區(qū)加有填料B;循環(huán)裝置連接了出水槽和塔體的底部進(jìn)水管與中部進(jìn)水管;硫酸進(jìn)藥管、雙氧水進(jìn)藥管、硫酸亞鐵進(jìn)藥管和原水進(jìn)水管均接入底部進(jìn)水管;排渣口位于塔體最下端;加料口位于芬頓氧化區(qū)的上部和鐵碳反應(yīng)區(qū)的上部。硫酸進(jìn)藥管、雙氧水進(jìn)藥管、硫酸亞鐵進(jìn)藥管和原水進(jìn)水均安裝有調(diào)節(jié)流量的調(diào)節(jié)閥；循環(huán)裝置的兩根進(jìn)水管均安裝有調(diào)節(jié)流量的調(diào)節(jié)閥。篩板開(kāi)孔率為40%，且均勻分布，孔徑不大于2mm。芬頓氧化區(qū)的填料A采用石英砂，石英砂的粒徑在0.5?1.5 mm，鐵碳反應(yīng)區(qū)設(shè)置的填料B，采用活性炭纖維氈;先采用液相還原法在活性炭纖維氈上負(fù)載零價(jià)納米鐵，再裝填入鐵碳反應(yīng)區(qū);活性炭纖維氈，呈網(wǎng)狀交叉置于上層篩板與中間篩板之間。
[0039]處理廢水的方法步驟:廢水經(jīng)過(guò)進(jìn)水栗輸送入芬頓流化床進(jìn)水區(qū)，通過(guò)環(huán)形穿孔管布水和底層篩板布水;廢水進(jìn)入芬頓流化床芬頓氧化區(qū)，同時(shí)通過(guò)加藥系統(tǒng)向芬頓流化床中分別加入H2SO4溶液、FeSO4溶液和H2O2溶液，通過(guò)回流栗將出水槽中的水部分地回流進(jìn)芬頓流化床內(nèi)，使芬頓流化床內(nèi)呈現(xiàn)流化態(tài)，通過(guò)芬頓反應(yīng)去除廢水中部分COD和大部分氯苯類有機(jī)污染物;調(diào)節(jié)回流流量，控制填料膨脹的高度不超過(guò)中間的篩板;廢水經(jīng)中間的篩板進(jìn)入鐵碳反應(yīng)區(qū)，在鐵碳微電解條件下，催化氧化廢水中難降解有機(jī)污染物;經(jīng)鐵碳微電解催化氧化的廢水通過(guò)上層篩板，經(jīng)出水堰進(jìn)入出水槽中，通過(guò)出水管進(jìn)入下一處理單元；頂部出水槽中連接循環(huán)裝置，分兩根進(jìn)水管分別送入芬頓氧化區(qū)的下部和鐵碳反應(yīng)區(qū)的下部，回流進(jìn)水流量分別為91和92，01與出以1113/(1計(jì)比值為8:1。
[0040]芬頓流化床處理過(guò)程中，H2O2與COD的濃度比(mg/L)為2.5:1 ,H2O2與Fe2+的摩爾比為4:1，廢水在芬頓氧化區(qū)的平均停留時(shí)間控制在I小時(shí)，廢水在鐵碳反應(yīng)區(qū)的平均停留時(shí)間控制在30分鐘，通過(guò)加藥系統(tǒng)和在線pH計(jì)調(diào)節(jié)芬頓流化床中廢水的pH值，使pH值維持在3.0?4.0之間。
[0041 ] 處理后出水指標(biāo)COD彡1800mg/L，pH 6.5?8.5，SS彡70mg/L，特征污染物濃度氯苯類 <8mg/L。
[0042]因?yàn)樽非筮^(guò)高的COD的去除率會(huì)使得設(shè)備造價(jià)與運(yùn)行要求費(fèi)用大大增加，芬頓流化床屬于前端的高級(jí)氧化處理，整個(gè)處理流程中一般還有厭氧、好氧生物處理和深度處理單元，因此控制⑶D的去除率在40%左右是比較經(jīng)濟(jì)合理的，同時(shí)特征污染物氯苯類的去除率達(dá)到80%以上，達(dá)到了化學(xué)氧化單元的處理目標(biāo)，即一定程度的降低了廢水的C0D，同時(shí)對(duì)特征污染物取得比較高的去除率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種芬頓流化床，其特征在于:主要包括有氧化塔、篩板、填料A、填料B、芬頓氧化區(qū)、鐵碳反應(yīng)區(qū)、進(jìn)水布水區(qū)、出水區(qū)、出水槽、循環(huán)裝置、加料口、排渣口、硫酸進(jìn)藥管、雙氧水進(jìn)藥管、硫酸亞鐵進(jìn)藥管和原水進(jìn)水管； 氧化塔為圓筒形，三塊篩板把氧化塔自下而上分為進(jìn)水布水區(qū)、芬頓氧化區(qū)、鐵碳反應(yīng)區(qū)和出水區(qū)；芬頓氧化區(qū)加有填料A，鐵碳反應(yīng)區(qū)加有填料B;循環(huán)裝置連接了出水槽和塔體的底部進(jìn)水管與中部進(jìn)水管;硫酸進(jìn)藥管、雙氧水進(jìn)藥管、硫酸亞鐵進(jìn)藥管和原水進(jìn)水管均接入底部進(jìn)水管;排渣口位于塔體最下端;加料口位于芬頓氧化區(qū)的上部和鐵碳反應(yīng)區(qū)的上部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芬頓流化床，其特征在于:所述的硫酸進(jìn)藥管、雙氧水進(jìn)藥管、硫酸亞鐵進(jìn)藥管和原水進(jìn)水管均安裝有調(diào)節(jié)流量的調(diào)節(jié)閥；循環(huán)裝置的兩根進(jìn)水管均安裝有調(diào)節(jié)流量的調(diào)節(jié)閥。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芬頓流化床，其特征在于:填料A采用石英砂，所述的石英砂的粒徑在0.5?1.5 _，所述的鐵碳反應(yīng)區(qū)設(shè)置的填料B，采用活性炭纖維氈;先采用液相還原法在活性炭纖維氈上負(fù)載零價(jià)納米鐵，再裝填入鐵碳反應(yīng)區(qū);所述的活性炭纖維氈，呈網(wǎng)狀交叉置于上層篩板與中間篩板之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芬頓流化床，其特征在于:篩板的開(kāi)孔率為30?50%，且開(kāi)孔均勾分布，孔徑不大于2mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芬頓流化床，其特征在于:待處理水經(jīng)原水進(jìn)水管接入芬頓流化床的底部進(jìn)水管，再通過(guò)環(huán)形穿孔管和底層篩板布水。6.一種芬頓流化床處理廢水的方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)廢水經(jīng)過(guò)進(jìn)水栗輸送入芬頓流化床進(jìn)水區(qū)，通過(guò)環(huán)形穿孔管和底層篩板布水； (2)廢水進(jìn)入芬頓流化床的芬頓氧化區(qū)，同時(shí)通過(guò)加藥系統(tǒng)向芬頓流化床中分別加入H2SO4溶液、FeSO4溶液和H2O2溶液，通過(guò)回流栗將出水槽中的水部分回流進(jìn)芬頓流化床內(nèi)，使芬頓流化床內(nèi)的填料A呈現(xiàn)流化態(tài)，通過(guò)芬頓反應(yīng)降低廢水的COD和難降解有機(jī)污染物指標(biāo);調(diào)節(jié)回流流量，控制填料膨脹的高度不超過(guò)中間的篩板； (3)廢水經(jīng)中間的篩板進(jìn)入鐵碳反應(yīng)區(qū)，在鐵碳微電解條件下，催化氧化廢水中難降解有機(jī)污染物； (4)經(jīng)鐵碳微電解催化氧化的廢水通過(guò)上層篩板，經(jīng)出水堰進(jìn)入出水槽中，通過(guò)出水管進(jìn)入下一處理單元； (5)頂部出水槽中連接循環(huán)裝置，分兩根進(jìn)水管分別送入芬頓氧化區(qū)的下部和鐵碳反應(yīng)區(qū)的下部，回流進(jìn)水流量分別為Qi和Q2，Qi與Q2以m3/d計(jì)比值為8:1?10:1。7.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的芬頓流化床處理廢水的方法，其特征在于:芬頓流化床處理過(guò)程中，H2O2與COD以mg/L計(jì)比值為2?4:1 ,H2O2與Fe2+的摩爾比為3?5:1，廢水在芬頓氧化區(qū)的平均停留時(shí)間控制在0.5?1.5小時(shí)，廢水在鐵碳反應(yīng)區(qū)的平均停留時(shí)間控制在15?45分鐘，通過(guò)加藥系統(tǒng)和在線pH計(jì)調(diào)節(jié)芬頓流化床中廢水的pH值，使其維持在3.0?4.0之間。8.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的芬頓流化床處理廢水的方法，其特征在于:活性炭纖維氈，在負(fù)載的零價(jià)納米鐵消耗掉之后，將纖維氈取出，用液相還原法再生，再循環(huán)使用。
【文檔編號(hào)】C02F1/461GK105884005SQ201610485365
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年6月29日
【發(fā)明人】劉本志, 潘梅, 楊百忍, 金建祥, 陳天明, 李朝霞, 任生鼎, 朱雪晴
【申請(qǐng)人】鹽城工學(xué)院