[发明专利]用于工业废水处理的非均相Fenton反应连续装置及处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业废水连续处理装置及处理工艺，具体涉及一种用于非均相Fenton体系处理含有机污染物的工业废水的装置及处理工艺。

背景技术

有机污染物是环境中主要的污染物之一，尤其是持久性和难降解的有机物，其对人体健康的危害已经得到共识。因此，含有机污染物的工业废水的降解处理具有重大意义。

Fenton氧化法是一种典型的高级氧化技术。其氧化过程中产生的羟基自由基·OH作为一种强力氧化剂，可以有效的降解废水中的有机污染物。

Fenton反应中，关键的氧化剂：羟基自由基、过氧基以及过羟基等自由基可以由过氧化氢经过以下反应得到(其中，S和S⁺分别表示还原态和氧化态的金属离子，比如Fe²⁺)：

S+H₂O₂→S⁺+OH^-+·OH    (1)

S⁺+H₂O₂→S+·HO²+H⁺    (2)

鉴于羟基自由基的强氧化力，污水中的有机物可以被迅速分解，且最终产物是水和二氧化碳，可不经后续处理而直接排放。Fenton氧化过程适用于处理有机物浓度为10^-2至10^-3M的低浓度工业废水，并已被证实能够有效除去工业废水的异味和有毒物质。

Fenton体系一般分为均相和非均相。传统的均相Fenton处理装置中，通常是使用铁盐作为催化剂，但铁盐的流失造成二价铁的不可还原，导致铁盐的过度消耗，并随之产生大量铁淤泥，需要进行后处理，弊病极多。

非均相Fenton体系有效解决了铁盐过度损耗及铁淤泥后处理的问题，因而得到了越来越多的关注与研究。

发明内容

本发明提供了一种高效、节能、简易、安全的处理工业废水的非均相Fenton反应连续装置，以及在连续装置中的处理工艺，解决了均相Fenton反应体系中铁絮凝的问题，避免了高消耗的后处理过程。同时，连续循环过程增加了装置的适用范围，极大降低了处理成本，废水的处理效果也得到大幅度提升，COD值可在20min内由1000下降至100或以下。

一种用于工业废水处理的非均相Fenton反应装置，其特征在于，所述的装置包括：一个过氧化氢储罐1和一个废液储罐2并联后接入供废液与过氧化氢溶液预混合的原料液混合罐3，原料液混合罐3上带有一个PH调节器6，原料液混合罐3的出口依次通过流量计10、换热器9与固定床催化反应器4下端的入口相连接，固定床催化反应器4上端的出口设有一个污水检测系统7并与处理液储罐5入口相连，处理液储罐5通过一个排放口排放合格处理液，通过处理液储罐5出口使不合格处理液进入原料液混合罐3循环处理，在处理液储罐5和原料液混合罐3之间设置有循环泵8。

上述固定床催化反应器4优选2～10级串联的固定床催化反应器；

上述污水检测系统7为COD测定仪。

本发明还提供一种用于上述装置的处理工艺，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1、将过氧化氢储罐1中过氧化氢溶液与废液储罐2中的工业废水在原料液混合罐3中预混合，并通过pH调节器6调节混合液的pH至2-10，其中，过氧化氢溶液的浓度(mg/L)为工业废水初始COD值(mg/L)的1-500倍；

2、通过换热器将原料液混合罐3中混合液温度升高至25℃-100℃，2；通过流量计调节混合液进入固定床催化反应器4的流量，使混合液在催化剂床层的停留时间为30s-60min；

3、混合液从固定床催化反应器4下端进入，逆流经催化剂床层，从上端排出，从固定床催化反应器4顶端流出的混合液，流入处理液储罐5，经污水检测系统7检测，符合国家排放标准的则直接排放，不合格的处理液通过循环泵8循环至原料液储罐3，进行再处理。

所述的混合液的pH值优选2-4，过氧化氢溶液的浓度优选为工业废水初始COD值的100倍；

所述的混合液温度优选为5-50℃；

混合液在催化剂床层的停留时间优选30s-2min；