申请日2017.06.28
公开(公告)日2017.09.26
IPC分类号C02F1/56; C02F1/72; C02F103/30
摘要
本发明提供了一种以快速芬顿反应实验为基础所设计的一体化芬顿反应器。本发明首先通过停留光谱仪，研究了芬顿反应在充分混合条件下对部分燃料的降解效果，并提出了用以快速深度处理印染废水生化出水的系统。该系统通过管道混合器，在二级处理工艺二沉池出水管道中投加入芬顿试剂，利用管道混合器的强混合效果，增强传质效果，以期在管道中便实现芬顿药剂的充分混合和反应完全。并在管道末端加入碱液，调节pH，并加入PAM，进行混凝沉淀，再进行排放。该深度处理系统，大大缩短了传统芬顿处理废水工艺所需的时间，并且也省去了繁琐的投加池体，节约了建造成本和运营成本。
权利要求书
1.一种氧化时间以秒计的印染废水深度处理一体化工艺，其特征在于具体步骤如下：
(1)首先用泵将待处理废水抽入管道中，控制管道内待处理废水流量为1000-3000m3/h，以满足每日至少20000吨的污水处理量;
(2)在管道前端接入第一个水射器，投加预先配好的酸化的Fe2SO4溶液，控制废水的pH值为0.5~1.5;充分混合后，控制废水中的pH值小于4;控制第一个水射器投加酸化的Fe2SO4溶液的速度为1~5m3/h，废水中硫酸亚铁浓度为400-800mg/L;
(3)在步骤(2)后管道再接入第二个水射器，用于投加双氧水溶液，控制双氧水浓度为25%~50%，第二个水射器投加双氧水速度为1~5m3/h，确保双氧水投加量为100~250mg/L，投加当量为COD的100%~200%，以确保出水水质达标;硫酸亚铁与双氧水的质量投加比为4：1~8：1;
(4)在步骤(3)后提供足够的管道长度，控制管道长度为50~100m，允许水体在管道内可以流动30~60s，确保芬顿反应充分;
(5)在步骤(4)后管道接入第三个水射器，用于投加氢氧化钠溶液，用于终止反应，并促进铁离子起到混凝沉淀作用;控制氢氧化钠溶液浓度为20%~40%，第三个水射器投加氢氧化钠溶液速度为1~5m3/h，加氢氧化钠溶液后水体pH值为7~9;
(6)在步骤(5)后管道排水口前通过第四个水射器投加PAM溶液， PAM溶液浓度为8%~10%，第四个水射器投药速度为1~5m3/h;PAM投加后浓度为3~7ppm。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤(1)中所述管道的管径DN为1000-2000mm。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤(2)中所述控制废水中的pH值小于4，具体为水体的pH值为2.5~3.5。
说明书
一种氧化时间以秒计的印染废水深度处理一体化工艺
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种氧化时间以秒计的印染废水深度处理一体化工艺。
背景技术
芬顿反应是一种广为人知的高级氧化反应，在含有机废水的处理上也已经有了诸多应用。芬顿反应主要利用了Fe2+离子在酸性条件下与H2O2溶液接触，能够反应产生大量的活性羟基自由基HO·，进而氧化分解有机物质。羟基自由基具有很高的氧化还原电位(2.80eV)，因此对于水体中一些难降解的有机物也能有很好的去除效果。芬顿反应的原理如下反应方程式所示：
Fe2++H2O2→HO·+Fe3++OH-
RH+HO·→H2O+R·
并且Fe3+离子还能通过进一步反应重新生成亚铁离子：
Fe3++H2O2→Fe-OOH2++H+
Fe-OOH2+→HO2·+Fe2+
通过实验研究发现，芬顿反应在充分混合的情况下，能在很短的时间内完成反应。在以亚甲基蓝为反应底物的快速芬顿反应实验结果表明，在30s左右芬顿反应对亚甲基蓝的去除效果已经基本完成。该实验结果对本发明提出的氧化时间以秒计的芬顿深度处理方法提供了理论依据。
在目前印染行业排水标准不断提高的现状下，许多污水处理厂的排水已无法满足新的标准，因此提标改造显得尤为紧迫。芬顿法作为高级氧化法，对有机物的处理效果好，成本便宜，且在使用过程中试剂不具有毒性，且生成产物也不具有明显毒性，因此在对废水的深度处理的工艺中很受欢迎。然而传统的芬顿工艺仍需要建设池体进行多步骤的加药和去除污泥，需要新的空间和建设周期。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氧化时间以秒计的印染废水深度处理一体化工艺，本发明设计了一种传质效率高，反应速度快且处理效果好的氧化时间以秒计的芬顿反应器，配合混凝沉淀，应用于印染废水的深度处理。
本发明的氧化时间以秒计的快速芬顿法的印染废水深度处理工艺以快速芬顿反应实验为基础，并分析研究了传质对反应效果的影响，采用水射器作为加药方式，快速混合反应药剂与处理水体，在出水口调节pH终止反应，中和出水，并投加絮凝剂进行混凝沉淀处理，提高出水水质。
本发明提出的一种氧化时间以秒计的印染废水深度处理一体化工艺，具体步骤如下：
(1)首先用泵将待处理废水抽入管道中，控制管道内待处理废水流量为1000-3000m3/h，以满足每日至少20000吨的污水处理量;
(2)在管道前端接入第一个水射器，投加预先配好的酸化的Fe2SO4溶液，控制Fe2SO4溶液的pH值为0.5～1.5;充分混合后，控制废水中的pH值小于4;控制第一个水射器投加酸化的Fe2SO4溶液的速度为1～5m3/h，废水中硫酸亚铁浓度为400-800mg/L;
(3)在步骤(2)后管道再接入第二个水射器，用于投加双氧水溶液，控制双氧水浓度为25%～50%，第二个水射器投加双氧水速度为1～5m3/h，确保双氧水投加量为100～250mg/L，投加当量为COD的100%～200%，以确保出水水质达标;硫酸亚铁与双氧水的质量投加比为4：1～8：1;
(4)在步骤(3)后提供足够的管道长度，控制管道长度为50～100m，允许水体在管道内可以流动30～60s，确保芬顿反应充分;
(5)在步骤(4)后管道接入第三个水射器，用于投加氢氧化钠溶液，用于终止反应，并促进铁离子起到混凝沉淀作用;控制氢氧化钠溶液浓度为20%～40%，第三个水射器投加氢氧化钠溶液速度为1～5m3/h，加氢氧化钠溶液后水体pH值为7～9;
(6)在步骤(5)后管道排水口前通过第四个水射器投加PAM溶液，PAM溶液浓度为8%～10%，第四个水射器投药速度为1～5m3/h;PAM投加后浓度为3～7ppm。
本发明中，步骤(1)中所述管道的管径DN为1000-2000mm。
本发明中，步骤(2)中所述控制废水中的pH值小于4，具体为水体的pH值为2.5～3.5。
本发明具有以下的突出特点和有益效果：
(1)该新型芬顿反应器大大缩短了芬顿反应处理印染废水的时间，改变了传统对与芬顿反应的应用方式。根据实验结果，在管道混合充分的情况下，芬顿反应可在30s内完成。在芬顿药剂与印染废水的充分混合的条件下，在一分钟内就可以基本完成反应。不需要再像传统工艺中采用二十到四十分钟的反应时间，大大缩短了水力停留时间
(2)该新型芬顿反应器大大减少了传统芬顿反应器在实际应用过程中的占地面积。在传统的芬顿反应器中，往往需要多个调节池和加药池;在本反应器中，通过管道加药器，省去了酸化池，加药池，只需在出水后布置一个混凝沉淀池即可完成处理，同时有利于对于已建成废水处理厂的提标改造。
