[发明专利]一种三相单挡板内环流芬顿流化床处理废水装置及工艺

说明书

本发明公开了一种三相单挡板内环流芬顿流化床处理废水装置及其工艺。装置包括流化床反应器塔体、循环管路、进水管道、加药装置、出水管道、进气管，循环管路连接塔侧壁2/3处的循环接口和进水管道，出口连接反应器塔底部均匀布水器；塔底侧壁处接口设有加药装置，侧壁1/3处开口连接光源装置，塔体2/3处安置固液分离器，固液分离器以下部分为流化床芬顿反应区，在反应区直径1/3处安置单挡板，位于循环接口上方10cm的沉降区侧壁处开有出水口。该装置及其工艺操作简单、效率高、占地面积小、维护简便；芬顿试剂用量减少，产生化学污泥较少，运行成本低。

技术领域

本发明属于处理工业废水的技术领域。具体涉及三相单挡板内环流芬顿流化床处理有机废水工艺方法。

背景技术

随着社会经济的发展，较多行业在生产过程中均会产生大量工业废水如制浆废水、含油废水等，这些废水具有排放量大、污染物含量高、组分多、色度深、难降解等特点，而目前单纯依靠常规的生化法和物化法处理后，排放水中仍然还有部分难降解的有机物，而随着国家“节能减排”的政策提出以及对“三废”的排放要求越来越严格，必须采用更高效的废水处理工艺和技术。芬顿技术作为一种新型高级氧化技术，越来越受到业内外关注，成为最有潜力的洁净净水技术。芬顿体系是H₂O₂在Fe²⁺的催化作用下产生具有强氧化能力的羟基自由基，当引入紫外光、可见光、氧气、草酸盐等进入芬顿体系时，也可提高产生羟基自由基效率，对处理有机物有显著效果。由于芬顿体系在使用过程中具有试剂没有毒性，均相体系没有质量传输的阻碍，而且操作简单，相对投资小等优点，所以一直广泛地用于有毒有害废水的处理上。

芬顿体系中芬顿试剂之所以有很强的氧化能力，是因为H₂O₂被Fe²⁺还原分解生成羟基自由基，并引发更多的其他自由基，其反应机理如下：

Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+OH^-+·OH

Fe³⁺+H₂O₂→Fe²⁺+HO₂+H⁺

Fe²⁺+·OH→OH^-+Fe³⁺

RH+·OH→R·+H₂O

R·+Fe³⁺→R⁺+Fe²⁺

R⁺+O₂→ROO⁺→··→CO₂+H₂O

从上述链式反应过程可以看出：

(1)羟基自由基与其他强氧化剂相比，有更高的氧化还原电位(E＝2.80V)，是除F₂以外，最强的氧化剂；

(2)芬顿试剂的氧化性没有选择性,可以应用于各种有机物的处理。且反应效率高，在常温常压下即可进行，不需要复杂的反应系统；

(3)由于羟基自由基的氧化还原电位为E＝2.80V，当加入光源，比如紫外光、可见光时，可激发电子跃迁，提高电子转移效率，从而提高催化效率。

芬顿体系目前也存在一些问题，比如双氧水和Fe²⁺离子的利用率较低；药剂消耗量巨大，运行成本高。因此，更多的研究者通过改进型芬顿技术来改善这些问题，比如光芬顿、电芬顿、芬顿流化床等芬顿组合技术。

发明内容