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        如何利用芬頓氧化處理有機廢水

        發布時間:2019-12-18 11:53:22  中國污水處理工程網

          申請日2019.09.05

          公開(公告)日2019.12.13

          IPC分類號C02F1/72; C02F9/04; C02F101/30

          摘要

          本發明公開了一種利用芬頓氧化處理有機廢水的工藝,涉及芬頓氧化的技術領域,包括以下工藝步驟:S1:將廢水進行前處理工序;S2:將前處理后的廢水通入添加有芬頓試劑的芬頓氧化罐中,芬頓氧化罐的內側壁上嵌設有鐵礦類催化劑和負載鐵型催化劑;S3:將經過芬頓氧化后的廢水通入脫氣池中處理;S4:將經過脫氣池的廢水通入混凝沉淀池中進行沉淀后,濾液進行排放。本發明的制備方法具有避免芬頓氧化完成后投加氫氧化鈉處理鐵離子,降低成本耗費優點。

          權利要求書

          1.一種利用芬頓氧化處理有機廢水的工藝,其特征在于:包括以下工藝步驟:

          S1:將廢水進行前處理工序;

          S2:將前處理后的廢水通入添加有芬頓試劑的芬頓氧化罐中,芬頓氧化罐的內側壁上嵌設有鐵礦類催化劑和負載鐵型催化劑;

          S3:將經過芬頓氧化后的廢水通入脫氣池中處理;

          S4:將經過脫氣池的廢水通入混凝沉淀池中進行沉淀后,濾液進行排放。

          2.根據權利要求1所述的一種利用芬頓氧化處理有機廢水的工藝,其特征在于:所述步驟S1中前處理工序為依次將廢水通過初沉池、水解池、曝氣池、二沉池和pH調節池進行處理。

          3.根據權利要求1所述的一種利用芬頓氧化處理有機廢水的工藝,其特征在于:所述步驟S2中的芬頓氧化罐中的鐵礦類催化劑選自磁鐵礦、赤鐵礦、錳鐵礦、鈦鐵礦以及菱鐵礦中的一種或多種。

          4.根據權利要求1所述的一種利用芬頓氧化處理有機廢水的工藝,其特征在于:所述步驟S2中的芬頓氧化罐中的負載鐵型催化劑按重量百分比包括載體50~70%、鐵源20~30%和助催化劑8~20%,所述載體選自硅膠、活性炭、沸石中的一種或多種,所述助催化劑選自三甲基鋁、三乙基鋁、三丙基鋁、三丁基鋁、三異丙基鋁、三異丁基鋁、三叔丁基鋁、三戊基鋁中的一種或多種。

          5.根據權利要求1所述的一種利用芬頓氧化處理有機廢水的工藝,其特征在于:所述負載鐵型催化劑的周側沿負載鐵型催化劑周向均勻嵌設鐵礦類催化劑。

          6.根據權利要求1所述的一種利用芬頓氧化處理有機廢水的工藝,其特征在于:所述芬頓氧化罐上設置有預處理單元,所述芬頓氧化罐包括罐體(1),所述罐體(1)側壁上連接有進水管(12),所述進水管(12)遠離與罐體(1)側壁相連的一端連接有預處理機構(2),所述預處理機構(2)包括殼體(11),所述殼體(11)一端的側壁與進水管(12)相連通,所述殼體(11)遠離與進水管(12)相連的一端連接有水管(13);所述殼體(11)內安裝有濾網組(21),所述濾網組(21)包括至少一個軸線與殼體(11)軸線重合的圓筒狀過濾網(22),不同所述過濾網(22)上的濾孔孔徑不同,所述過濾網(22)之間存在空隙,所述殼體(11)的頂壁上沿殼體(11)周向開設有至少一個的環形通孔(3),所述環形通孔(3)的圓心與殼體(11)的軸線相重合,環形通孔(3)兩側的殼體(11)頂壁和底壁之間連接有支撐桿(32),所述環形通孔(3)的直徑與過濾網(22)的直徑相等,所述殼體(11)的底壁上開設有與環形通孔(3)相對應的環形槽(31),所述過濾網(22)一端與環形槽(31)相卡接,所述過濾網(22)另一端與環形通孔(3)滑動連接,所述殼體(11)的頂壁上設置有鎖定過濾網(22)的鎖定件(33)。

          7.根據權利要求6所述的一種利用芬頓氧化處理有機廢水的工藝,其特征在于:所述環狀連接塊(36)與過濾網(22)和環形通孔(3)滑動相連的一端固定相連,所述鎖定件(33)包括第一鎖定塊(331),所述第一鎖定塊(331)一端與殼體(11)的頂壁相鉸接,所述第一鎖定塊(331)的鉸接軸相套設有扭簧(334),所述第一鎖定塊(331)遠離扭簧(334)的一端傾斜設置有第二鎖定塊(332),所述環狀連接塊(36)上開設有鎖定槽(35),所述扭簧(334)處于自然狀態下,所述第二鎖定塊(332)與鎖定槽(35)相卡接,所述殼體(11)頂壁上開設有配合第一鎖定塊(331)卡接的安裝槽(333),所述安裝槽(333)設置在第一鎖定塊(331)遠離殼體(11)中心的一側,所述殼體(11)頂壁上轉動連接有設置在安裝槽(333)一側的抵接塊(34)。

          8.根據權利要求6所述的一種利用芬頓氧化處理有機廢水的工藝,其特征在于:所述進水管(12)上安裝有圓形卡接板(4),所述圓形卡接板(4)的圓心與進水管(12)的軸線相重合,所述卡接板(4)靠近殼體(11)的一側的側壁上沿卡接板(4)周向固定連接有第一卡接塊(41),所述第一卡接塊(41)遠離與卡接板(4)相連的一端垂直連接有第二卡接塊(42),所述第二卡接塊(42)設置在第一連接塊靠近進水管(12)的一側,所述第一卡接塊(41)為彈性塊,所述第二卡接塊(42)與卡接板(4)之間形成配合環狀連接塊(36)使用的卡接槽,所述過濾網(22)的兩側設置有與過濾網(22)兩端固定相連的第一加強桿(23),所述第一加強桿(23)與過濾網(22)的軸線相平行,所述第一加強桿(23)之間安裝有傾斜設置的第二加強桿(24)。

          9.根據權利要求6所述的一種利用芬頓氧化處理有機廢水的工藝,其特征在于:所述殼體(11)包括環狀周側板(111)、與周側板(111)固定相連的頂板(113)以及與周側板(111)可拆卸相連的底板(112),所述底板(112)沿底板(112)周向開設有一個以上的固定孔(17),所述周側板(111)的周側沿周側板(111)周向開設有貫穿孔,所述周側板(111)與底板(112)相抵接的端面上設置有一個以上的螺母(16),所述底板(112)上設置有固定螺栓(15),所述固定螺栓(15)穿過固定孔(17)和貫穿孔與螺母(16)螺紋連接,所述底板(112)與周側板(111)相抵接的側壁上固定連接有橡膠密封層(14),所述橡膠密封層(14)遠離與底板(112)相連的一端與周側板(111)相抵接。

          說明書

          一種利用芬頓氧化處理有機廢水的工藝

          技術領域

          本發明涉及有機廢水處理工藝的技術領域,尤其是涉及一種利用芬頓氧化處理有機廢水的工藝。

          背景技術

          造紙工業、紡織染整工業、石油化工等行業在生產制造的過程中會產生具有很多難降解有機物的廢水,而在這些工業園區內處理廢水時通常采用芬頓氧化法。

          芬頓氧化法是指有亞鐵離子與過氧化氫組成的均相液體體系所組成的芬頓試劑發生一系列的鏈反應生成具有強氧化性羥基自由基,羥基自由基對廢水中的難以通過生物降解或者一般化學氧化進行氧化處理的有機物進行氧化處理。

          上述中的現有技術方案存在以下缺陷:芬頓氧化工藝中通常加入的催化劑為硫酸亞鐵鹽,芬頓氧化完成后需要投加氫氧化鈉將作為催化劑的鐵離子沉淀出來,氫氧化鈉的投加產生了額外的成本耗費,這部分的成本甚至大于氧化劑本身。

          發明內容

          針對現有技術存在的不足,本發明的目的在于提供一種利用芬頓氧化處理有機廢水的工藝,通過在芬頓氧化罐中添加非均相催化劑鐵礦類催化劑和負載鐵型催化劑進行催化產生羥基自由基,避免芬頓氧化完成后投加氫氧化鈉處理鐵離子,降低成本耗費。

          本發明的上述目的是通過以下技術方案得以實現的:

          一種利用芬頓氧化處理有機廢水的工藝,包括以下工藝步驟:

          S1:將廢水進行前處理工序;

          S2:將前處理后的廢水通入添加有芬頓試劑的芬頓氧化罐中,芬頓氧化罐的內側壁上嵌設有鐵礦類催化劑和負載鐵型催化劑;

          S3:將經過芬頓氧化后的廢水通入脫氣池中處理;

          S4:將經過脫氣池的廢水通入混凝沉淀池中進行沉淀后,濾液進行排放。

          通過采用上述技術方案,廢水先進行前處理去除廢水中的大顆粒懸浮物以及在酸性條件下易產生有毒有害氣體的污染物,然后在將經過前處理后的廢水通入芬頓氧化罐中。芬頓氧化罐中預先添加有芬頓試劑以及在芬頓氧化罐的內側壁上嵌設有催化劑。當廢水進入芬頓氧化罐后,芬頓試劑中的少量亞鐵離子和雙氧水之間發生鏈反應生成羥基自由基,同時芬頓氧化罐上的鐵礦類催化劑和負載鐵型催化劑催化雙氧水進行分解產生羥基自由基,生成的羥基自由基具有很強的氧化能力,可以無選擇的將廢水中的大多數有機物氧化,降低廢水的COD值。當廢水中的COD值將降低至達到排放標準后,再通入至脫氣池中進行處理,然后再次沉淀后即可過濾排放。

          本發明進一步設置為:所述步驟S1中前處理工序為依次將廢水通過初沉池、水解池、曝氣池、二沉池和pH調節池進行處理。

          通過采用上述技術方案,廢水在前處理時,先經過初沉池進行初步沉降,將廢水中的大部分固體難溶物沉淀除去,然后再將沉降后的廢水通入水解池中將廢水中的大分子物質斷鏈,提高廢水的可生化性。廢水再通過曝氣池,曝氣池加強廢水與空氣之間的接觸,并通過曝氣池中的活性污泥進行生物氧化降解部分有機物,然后再通過二沉池進行二次沉降,再將沉降后的廢水通入pH調節池中調節pH,完成廢水的前處理。前處理后的廢水中易降解的有機物在前處理過程中進行處理降解,使得廢水中剩余難于用普通生化反應進行降解的有機物,這部分有機物再通入芬頓氧化罐中進行芬頓氧化處理,提高資源的合理使用。

          本發明進一步設置為:所述步驟S2中的芬頓氧化罐中的鐵礦類催化劑選自磁鐵礦、赤鐵礦、錳鐵礦、鈦鐵礦以及菱鐵礦中的一種或多種。

          通過采用上述技術方案,鐵氧化物還具有比表面積大、催化活性高的優點。而且鐵是自然環境中主要元素之一,具有很好的環境相容性。磁鐵礦催化劑具有磁性,在反應結束后可在外加電場下分離,回收更加方便,回收率高。錳鐵礦催化劑中Mn和Fe兩種元素之間存在一定的協同作用,可以提高催化劑,對于催化劑活性的提高具有明顯的作用。鈦鐵礦中的鈦元素對于催化活性的提高也有一定的效果。

          本發明進一步設置為:所述步驟S2中的芬頓氧化罐中的負載鐵型催化劑按重量百分比包括載體50~70%、鐵源20~30%和助催化劑8~20%,所述載體選自硅膠、活性炭、沸石中的一種或多種,所述助催化劑選自三甲基鋁、三乙基鋁、三丙基鋁、三丁基鋁、三異丙基鋁、三異丁基鋁、三叔丁基鋁、三戊基鋁中的一種或多種。

          通過采用上述技術方案,負載鐵型催化劑其本身可作為芬頓氧化的催化劑對芬頓氧化過程起到催化作用,生成羥基自由基對廢水的難降解有機物進行氧化降解。負載型催化劑在進行催化作用時,載體硅膠、活性炭或者沸石具有多孔結構,吸附作用強,可以將鐵源以及助催化劑吸附在多孔表面,當廢水中的有機物和雙氧水與其接觸后,在表面發生催化氧化作用,從而將有機物降解。負載鐵型催化劑中的載體上,廢水在流經時,廢水中的有機物會被氧化分解,同時廢水中的隨芬頓試劑一同加入的鐵離子也會被載體上的多孔結構所吸附,從而對起到降低廢水中的鐵離子的含量的效果。

          本發明進一步設置為:所述負載鐵型催化劑的周側沿負載鐵型催化劑周向均勻嵌設鐵礦類催化劑。

          通過采用上述技術方案,負載型催化劑中的載體通常具有多孔的形貌,因此具有較大的比表面積,對于有機物具有較好的吸附作用,雙氧水和有機物在載體表面被載體上負荷的鐵源和助催化劑一同作用,發生催化氧化作用將有機物分解。而在此過程中,有機物和雙氧水在被吸附聚集時,由于負載鐵型催化劑的周側設置有鐵礦類催化劑,從而使得富集的有機物和雙氧水可以同時受到鐵礦類催化劑的催化作用,提高有機物的氧化降解效率。

          本發明進一步設置為:所述芬頓氧化罐上設置有預處理單元,所述芬頓氧化罐包括罐體,所述罐體側壁上連接有進水管,所述進水管遠離與罐體側壁相連的一端連接有預處理機構,所述預處理機構包括殼體,所述殼體一端的側壁與進水管相連通,所述殼體遠離與進水管相連的一端連接有水管;所述殼體內安裝有濾網組,所述濾網組包括至少一個軸線與殼體軸線重合的圓筒狀過濾網,不同所述過濾網上的濾孔孔徑不同。所述過濾網之間存在空隙,所述殼體的頂壁上沿殼體周向開設有至少一個的環形通孔,所述環形通孔的圓心與殼體的軸線相重合,環形通孔兩側的殼體頂壁和底壁之間連接有支撐桿,所述環形通孔的直徑與過濾網的直徑相等,所述殼體的底壁上開設有與環形通孔相對應的環形槽,所述過濾網一端與環形槽相卡接,所述過濾網另一端與環形通孔滑動連接,所述殼體的頂壁上設置有鎖定過濾網的鎖定件。

          通過采用上述技術方案,廢水通進水管時先經過預處理機構再進入罐體內進行芬頓氧化處理。廢水在通過預處理機構時,廢水從過濾網中心向過濾網外側擴散,廢水在通過過濾網時,廢水中的大顆粒物被過濾網過濾。過濾后的廢水再通入芬頓氧化罐中,減少中間單獨設置過濾設備的的成本和使用單獨過濾的步驟。

          過濾網可以進行方便快捷的更換或清理。更換時,先解除殼體頂壁上的鎖定件,然后拉動過濾網,過濾網與環形槽分離并沿環形通孔滑動至殼體外,然后對過濾網進行清理或者更換,然后再將過濾網沿環形通孔滑動回殼體內,從而完成對過濾網進行簡單地清理或者更換。

          本發明進一步設置為:所述環狀連接塊與過濾網和環形通孔滑動相連的一端固定相連,所述鎖定件包括第一鎖定塊,所述第一鎖定塊一端與殼體的頂壁相鉸接,所述第一鎖定塊的鉸接軸相套設有扭簧,所述第一鎖定塊遠離扭簧的一端傾斜設置有第二鎖定塊,所述環狀連接塊上開設有鎖定槽,所述扭簧處于自然狀態下,所述第二鎖定塊與鎖定槽相卡接,所述殼體頂壁上開設有配合第一鎖定塊卡接的安裝槽,所述安裝槽設置在第一鎖定塊遠離殼體中心的一側,所述殼體頂壁上轉動連接有設置在安裝槽一側的抵接塊。

          通過采用上述技術方案,鎖定件的鎖定方式簡單快捷。鎖定件在解鎖時,轉動第一鎖定塊,第一鎖定塊轉動帶動第二鎖定塊移動,使得第二鎖定塊與鎖定槽分離,從而將過濾網解鎖。鎖定件在鎖定時,釋放第一鎖定塊,第一鎖定塊在扭簧恢復形變的作用力下驅動第一鎖定塊轉動回到初始位置,同時第二鎖定塊與鎖定槽卡接,從而將過濾網抵緊鎖定。鎖定件在解鎖時,第一鎖定塊在轉動時,第一鎖定塊與安裝槽相配合卡接,然后轉動抵接塊,使得抵接塊與第一鎖定塊側壁相抵接。第一鎖定塊由于受到扭簧的彈力,第一鎖定塊與抵接塊抵緊,抵接塊不易發生轉動而解放第一鎖定塊。這使得工人在進行解鎖鎖定件時,可以方便地將第一鎖定塊固定,不需要一直用手將其進行限位,解放工人的雙手,使得過濾網的拆裝過程更加方便快捷。

          本發明進一步設置為:所述進水管上安裝有圓形卡接板,所述圓形卡接板的圓心與進水管的軸線相重合,所述卡接板靠近殼體的一側的側壁上沿卡接板周向固定連接有第一卡接塊,所述第一卡接塊遠離與卡接板相連的一端垂直連接有第二卡接塊,所述第二卡接塊設置在第一連接塊靠近進水管的一側,所述第一卡接塊為彈性塊,所述第二卡接塊與卡接板之間形成配合環狀連接塊使用的卡接槽。所述過濾網的兩側設置有與過濾網兩端固定相連的第一加強桿,所述第一加強桿與過濾網的軸線相平行,所述第一加強桿之間安裝有傾斜設置的第二加強桿。

          通過采用上述技術方案,過濾網在進行滑動滑出殼體時,過濾網頂壁上的環狀連接塊先抵接第二卡接塊,使得第二卡接塊受到擠壓而將第一卡接塊相外側形變,從而環形卡接塊可以順利卡進卡接槽內,使得過濾網在滑出殼體后可以進行固定,方便對過濾網的清理。

          第一加強桿和第二加強桿以及過濾網兩端的側壁之間形成三角形穩定結構,提高過濾網的結構強度,使得過濾網在滑動的過程中不易發生損壞。

          本發明進一步設置為:所述殼體包括環狀周側板、與周側板固定相連的頂板以及與周側板可拆卸相連的底板,所述底板沿底板周向開設有一個以上的固定孔,所述周側板的周側沿周側板周向開設有貫穿孔,所述周側板與底板相抵接的端面上設置有一個以上的螺母,所述底板上設置有固定螺栓,所述固定螺栓穿過固定孔和貫穿孔與螺母螺紋連接。

          通過采用上述技術方案,殼體的底板可以通過轉動固定螺栓與螺紋槽分離進行拆卸,從而使得殼體內過濾得到雜質可以進行方便快捷地排除。橡膠密封層增加底板與周側板之間的連接密封性,防止在過濾過程中,殼體中的廢水滲出。

          與現有技術相比,本發明的有益效果是:

          1、通過在芬頓氧化罐中添加鐵礦類催化劑和負載鐵型催化劑作為芬頓氧化的催化劑,在催化氧化降解有機物的同時可以避免芬頓氧化后添加氫氧化鈉降低成本;

          2、通過設置鐵礦類催化劑和負載鐵型催化劑的排布方式,使得有機物的降解效率得到提高;

          3、通過在芬頓氧化罐的罐體上直接設置預處理機構,使得廢水在進入罐體前可以經過快捷方便地過濾,使得廢水中的大顆粒物被除去;

          4、通過設置鎖定件和卡接板使得過濾網可以得到方便快捷地更換和清理,提高廢水處理的效率。(發明人裘偉民;章好強)

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