[发明专利]基于芬顿技术的污水处理系统及其处理方法

说明书

本发明揭示了基于芬顿技术的污水处理系统及其处理方法，其中处理系统包括依次连接的砂滤罐，具有截留污水中的污染物的结构；芬顿反应器，以活性炭作为催化剂与过氧化氢反应生成羟基自由基；反应池，用于去除芬顿反应器中多余的过氧化氢；清水池，用于调节其内污水的PH值。本方案设计精巧，活性炭既作为吸附剂也作为催化剂，一来通过吸附作用使污染物形成富集，减少污染物的含量；同时活性炭催化H₂O₂形成·OH自由基，充分与污染物反应、降解，大大提高反应效率，并且，活性炭在反应过程中不作为反应物参加反应，活性炭的量不会随反应减少，因此大大降低了药剂使用量，省去了反复添加药剂的繁琐操作，同时减少污泥产量，降低了运行成本。

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其是基于芬顿技术的污水处理系统及其处理方法。

背景技术

化工、轻纺、制药、电镀等工业中所产生的大量工业废水，其具有成分复杂、种类繁多、COD浓度高、可生化性差、有毒有害等特定点，如不进行有效的控制和治理，将对环境造成无法挽救的污染和破坏，因此各种污水处理技术应运而生。

其中芬顿类氧化处理就是其中的重要研究方向，芬顿反应主要是通过过氧化氢(H₂O₂)与二价铁离子的混合溶液将很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，反应具有去除难降解有机污染物的高能力，在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中有很广泛的应用。

在芬顿类处理工艺中，UV/Fenton工艺又叫光助芬顿工艺被认为是最具前景的处理技术，其是普通Fenton工艺与UV/H₂O₂两种系统的复合，由于Fe²⁺和紫外线对H₂O₂的催化分解存在协同效应，光助芬顿工艺降低了Fe²⁺用量，提高了H₂O₂的利用率，提高了反应速率。

但该工艺存在的主要问题是：

(1)成本高、易形成二次污染。

铁离子流失导致反应过程中需要不断添加亚铁试剂，铁离子的投加增加了水的色度，同时用碱中和后会形成大量铁泥，造成铁离子流失和二次污染，实际应用中，后续铁泥处理成本要远远大于投加药剂的成本和反应过程中的能耗。

(2)H₂O₂利用率低。

Fe²⁺和H₂O₂既是体系所需的催化剂和氧化剂，又是·OH的捕获剂，因此当其投入量不足时反应速率低，而投入量过高时，·OH的猝灭反应又使得H₂O₂的利用率降低。

(3)Fenton体系pH适用范围窄。

在Fenton反应中，Fe²⁺在强酸性条件下(一般pH为2-3)才能有效催化H₂O₂产生·OH，因此需在反应前调节水体的pH值，容易对反应设备产生腐蚀等问题。反应结束后需要用大量的碱中和水体中的酸，增加了处理成本，同时也使得水体中的盐度升高，增加了后续的处理难度。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种基于芬顿技术的污水处理系统及其处理方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

基于芬顿技术的污水处理系统，包括依次连接的

砂滤罐，具有截留污水中的污染物的结构；