[发明专利]Fenton催化氧化法处理制浆废水的装置及方法

权利要求书

1.Fenton催化氧化法处理制浆废水的装置，其特征在于，包括集水池、催化氧化塔、中和池、混凝沉淀塔、清水池和药剂制备系统；催化氧化塔顶部的均衡调节槽通过管道与集水池连接；集水池与均衡调节槽的连接管道上设置有依次连接的第一水泵、第一管道混合器、第二管道混合器和第一流量计；第一管道混合器通过管道与药剂制备系统的酸液贮存槽的出口连接；第一管道混合器与药剂制备系统的酸液贮存槽出口的连接管道上设置有第二计量泵；第二管道混合器通过管道与药剂制备系统的催化剂贮存槽的出口连接；第二管道混合器与药剂制备系统的催化剂贮存槽出口的连接管道上设置有第一计量泵；

所述均衡调节槽通过管道与催化氧化塔的流态化催化反应柱底部的布水管连接；均衡调节槽与布水管的连接管道上设置有依次连接的第二流量计、第二水泵和第三管道混合器；第三管道混合器通过管道与药剂制备系统的过氧化氢贮存槽的出口连接；第三管道混合器与药剂制备系统的过氧化氢贮存槽出口的连接管道上设置有第三计量泵；

所述流态化催化反应柱的上部外壁设置有循环出水槽，循环出水槽通过管道与布水管连接；循环出水槽与布水管的连接管道上设置有依次连接的第三流量计和循环水泵；循环出水槽还通过出水管道与中和池的进水口连接，出水管道上还设置有第四流量计；

所述中和池通过管道与混凝沉淀塔的布水管连接，中和池与混凝沉淀塔的布水管的连接管道上设置有依次连接的第三水泵和第四管道混合器；中和池中设置有搅拌装置，中和池通过管道与药剂制备系统的碱液贮存槽的出口连接，且连接管道上设置有第四计量泵；第四管道混合器通过管道与药剂制备系统的絮凝剂贮存槽的出口连接；第四管道混合器与药剂制备系统的絮凝剂贮存槽出口的连接管道上设置有第五计量泵；

所述混凝沉淀塔上部外壁上设置有出水槽，混凝沉淀塔顶部通过溢流口与出水槽连接；出水槽通过出水管与清水池连接，出水槽还通过第三溢流管与清水池连接；

所述催化氧化塔的流态化催化反应柱中还设置有射流板和粒子投入口；

所述均衡调节槽通过第一溢流管与集水池连接。

2.根据权利要求1所述的Fenton催化氧化法处理制浆废水的装置，其特征在于，所述均衡调节槽中设置有数块彼此分离的隔板。

3.根据权利要求1所述的Fenton催化氧化法处理制浆废水的装置，其特征在于，所述射流板为设置有锥孔的多孔扇形板。

4.根据权利要求1所述的Fenton催化氧化法处理制浆废水的装置，其特征在于，所述循环出水槽通过第二溢流管与集水池连接。

5.应用权利要求1‐4任一项所述装置的Fenton催化氧化法处理制浆废水的方法，其特征在于包括以下步骤和工艺条件：

1）均衡调节处理：将集水池中的废水通过第一水泵输送到催化氧化塔顶部的均衡调节槽，同时通过第一管道混合器和第二管道混合器分别加入H₂SO₄和FeSO₄·7H₂O；废水在均衡调节槽的停留时间为10～15分钟；加入的FeSO₄·7H₂O与待处理水中COD质量比为1.5～2.5:1；出口处废水的pH为3～4；

2）流态化催化氧化处理：经过均衡调节处理的废水采用第二水泵通过管道输送进入流态化催化反应柱底部的布水管，通过第三管道混合器加入与待处理水中COD质量比为1.5～3.5:1的过氧化氢，通过粒子投入口向流态化催化反应柱投入粒径为0.5～1.5mm的小颗粒石英砂；从布水管流出的废水以45～65m/h的流速在流态化催化反应柱的底部向上流动，使小颗粒石英砂呈流态化状态，进行流态化催化氧化反应；废水经过流态化催化氧化处理后到达流态化催化反应柱的上部，废水与石英砂分离通过出水堰溢流到循环出水槽；循环出水槽中的部分水通过循环水泵经管道输送进入流态化催化反应柱底部的布水管，和来自均衡调节槽的废水混合，以维持废水在流态化反应柱中的上流速度，使小颗粒石英砂充分流态化；循环出水槽中的另一部分水通过顶部的出水堰溢流进入中和池；

3）混凝沉淀和净化：经催化氧化处理的废水通过循环出水槽进入中和池，第四计量泵向中和池中加入氢氧化钠溶液，调节废水的pH值至7.5～8；然后，通过第三水泵经管道输送到混凝沉淀塔的布水管，进入混凝沉淀塔的流态化反应区，通过第四管道混合器向废水中加入絮凝剂聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺的加入量为1.5～2mg/L；在流态化反应区，微絮体开始形成，维持水流上升速度为（25～45）m/h；从流态化反应区出来的废水进入絮体增长反应区，废水的流速下降，流态化逐渐减弱，微絮体在絮凝剂作用下相互凝聚，形成较大的絮体开始下沉；接着，废水进入絮体分离沉淀区；在絮体分离沉淀区，废水上升的流速进一步下降，絮体逐渐下沉至污泥浓缩区，在反应器底部形成沉淀并逐渐浓缩，废水上流至混凝沉淀塔顶部的澄清水区，通过溢流堰溢流进入出水槽，再通过出水管输送到清水池，完成废水的Fenton催化氧化处理过程。