申请日2018.02.11
公开(公告)日2018.06.29
IPC分类号C02F1/72; C02F1/52; C02F1/66; C02F101/34
摘要
本发明公开一种苯酚废水处理过程中的参数控制方法。该方法包括：向芬顿氧化反应器导入苯酚废水并投加酸液，使苯酚废水的pH值在3‑5之间，从而为芬顿氧化反应提供酸性环境;向苯酚废水中投加芬顿试剂使芬顿试剂与苯酚废水进行芬顿氧化反应，并实时获取氧化还原电位在线检测仪检测到的氧化还原电位值，当苯酚废水的氧化还原电位值符合预设条件时停止投加芬顿试剂;投加芬顿试剂后的苯酚废水进行氧化降解反应;投加碱液，将苯酚废水的pH值调控到7‑8之间，从而对苯酚废水进行絮凝处理，得到絮凝后的废水;将絮凝后的废水沉淀一段时间后将沉淀后的上清液和废泥从芬顿氧化反应器中排出。本发明公开的方法能够提高苯酚废水的处理效果。
权利要求书
1.一种苯酚废水处理过程中的参数控制方法，其特征在于所述参数控制方法按如下步骤获得：
选定水量为20-50m3/d、苯酚浓度为30-50mg/L的苯酚废水，作为待处理苯酚废水;
运行序批式芬顿氧化反应器，所述序批式芬顿氧化反应器组数为1-3组，并将每组所述序批式芬顿氧化反应器的水力停留时间设置为6-10小时;每组所述序批式芬顿氧化反应器按周期运行，每日运行2-4个周期;所述序批式芬顿氧化反应器每周期包括：进水工序、调控pH值工序、芬顿试剂投加工序、芬顿氧化反应器工序、絮凝工序、沉淀工序、排水与排泥工序7个工序;
所述序批式芬顿氧化反应器安装有pH值在线检测仪和氧化还原电位在线检测仪;所述pH值在线检测仪和氧化还原电位在线检测仪的安装位置为距离芬顿氧化反应器底部20cm处、所述苯酚废水的中间深度处和所述苯酚废水的水面以下20cm处;
在所述序批式芬顿氧化反应器进水工序，向所述芬顿氧化反应器导入所述苯酚废水，所述序批式芬顿氧化反应器进水工序时间为10-30分钟;
在所述序批式芬顿氧化反应器调控pH值工序，投加酸液，使所述苯酚废水的pH值保持在3-5之间，从而为芬顿氧化反应提供酸性环境;所述序批式芬顿氧化反应器调控pH值在距离所述苯酚废水导入所述芬顿氧化反应器的进水工序结束前5-15分钟时;所述序批式芬顿氧化反应器pH值调控工序采用机械搅拌方式，搅拌速度梯度为720～900s-1;
在所述序批式芬顿氧化反应器芬顿试剂投加工序，向所述苯酚废水中投加芬顿试剂;在所述序批式芬顿氧化反应器芬顿试剂投加工序，每隔30秒获取氧化还原电位在线检测仪检测到的氧化还原电位值，并计算氧化还原电位值的平均值，并判断所述平均值是否处于450-500mV之间，利用PID算法计算判断结果，并根据判断所述判断结果控制芬顿试剂投加系统的试剂投加过程;所述芬顿试剂投加工序采用机械搅拌方式，搅拌速度为720～900s-1，以对投加有芬顿试剂的所述苯酚废水进行搅拌;所述芬顿试剂中过氧化氢贮备液的投加浓度为330g/L，每组芬顿氧化反应器在每周期的投加流量为0.2～3.0L/min，硫酸亚铁贮备液的投加浓度为22.67g/L，每组芬顿氧化反应器每周期的投加流量为40～160L/min;
在所述序批式芬顿氧化反应器芬顿试剂反应工序，采用机械搅拌方式，搅拌速度梯度为240～300s-1，以对投加有所述芬顿试剂的所述苯酚废水进行搅拌;所述序批式芬顿氧化反应器芬顿氧化反应工序时间为5-7小时;
在所述序批式芬顿氧化反应器絮凝工序，向苯酚废水中投加碱液，在碱液投加阶段内以720～900s-1的搅拌速度梯度对投加有碱液的废水进行搅拌，并利用pH值在线检测仪实时检测投加有碱液的废水的pH，根据投加有碱液的废水的pH值实时调整碱液的投加流量，使投加有碱液的废水的pH维持在7-8之间;在所述碱液投加结束后，以20～60s-1的搅拌速度梯度对投加有碱液的废水进行搅拌，从而对苯酚废水进行絮凝处理，得到絮凝后的废水;所述序批式芬顿氧化反应器絮凝工序时间为20-40分钟;
在所述序批式芬顿氧化反应器沉淀工序，所述絮凝后的废水沉淀;所述序批式芬顿氧化反应器沉淀工序时间为0.5小时;
所述序批式芬顿氧化反应器排水和排泥工序时间为1-1.5小时。
2.根据权利要求1所述的一种苯酚废水处理过程中的参数控制方法，其特征在于所述序批式芬顿氧化反应器进水工序时长为20分钟。
3.根据权利要求1所述的一种苯酚废水处理过程中的参数控制方法，其特征在于调控pH工序的时长为10分钟。
4.根据权利要求1所述的一种苯酚废水处理过程中的参数控制方法，其特征在于每组芬顿氧化反应器在每个周期内硫酸亚铁贮备液的投加流量为100L/min;每组芬顿氧化反应器在每个周期内过氧化氢贮备液的投加流量为2.25L/min。
5.根据权利要求1所述的一种苯酚废水处理过程中的参数控制方法，其特征在于所述序批式芬顿氧化反应器芬顿氧化反应工序时长为6小时。
6.根据权利要求1所述的一种苯酚废水处理过程中的参数控制方法，其特征在于絮凝工序的时长为30分钟。
7.根据权利要求1所述的一种苯酚废水处理过程中的参数控制方法，其特征在于排水与排泥工序的时长为1.2小时。
8.根据权利要求1所述的一种苯酚废水处理过程中的参数控制方法，其特征在于氧化还原电位设定值为475mV。
9.根据权利要求1所述的一种苯酚废水处理过程中的参数控制方法，其特征在于所述序批式芬顿氧化反应器中的水力停留时间为8小时。
说明书
一种苯酚废水处理过程中的参数控制方法
技术领域
本发明涉及苯酚废水处理领域，特别是涉及一种苯酚废水处理过程中的参数控制方法。
背景技术
近年来随着石化行业的发展，苯酚废水污染问题日渐突出。苯酚具有稳定的苯环结构，不易降解，直接应用物理、生化法处理苯酚废水难以达到理想的处理效果，必须进行深度处理。目前常用的深度处理工艺包括：活性炭吸附、混凝沉淀、臭氧氧化、芬顿氧化等。芬顿氧化自1894年被法国科学家Fenton 发现以来，至今已有百年历史，作为一种有效的高级氧化工艺，由于其设备简单、氧化能力强、处理效率高，被广泛应用于处理各种难降解工业废水。芬顿氧化法的实质是在酸性条件下二价铁离子(Fe2+)和过氧化氢发生链反应，催化生成羟基自由基。羟基自由基具有较强的氧化能力，其氧化还原电位仅次于氟，高达2.80V;另外，羟基自由基电子亲和能力达569.3kJ，具有很强的加成反应特性，因而芬顿试剂可无选择地氧化废水中大多数有机物，特别适用于生物难降解或一般化学氧化难以奏效的有机废水氧化处理。Fe2+与H2O2之间的反应速度很快，生成羟基自由基同时生成Fe3+。在碱性条件下Fe3+生成具有吸附、絮凝作用的Fe(OH)3，进一步去除水中有机物质。
由芬顿反应机理可以看出，芬顿氧化反应的关键在于羟基自由基，因此 Fe2+与H2O2投加量对深度处理苯酚废水的效果影响很大。当Fe2+和H2O2投量较低时，羟基自由基(·OH)的生成量相对较少，进而处理效率较低。但H2O2同时是羟基自由基的捕获剂，H2O2投量过高时，将捕获体系产生的羟基自由基。当铁的投量过高时，H2O2被迅速地催化分解产生大量的活性羟基自由基，然而羟基自由基同基质的反应相对而言速度较慢，所以未消耗的游离羟基自由基彼此发生淬灭反应生成水。铁投量过高不仅增加处理的水的色度，而且产生更多污泥。此外，Fe2+和H2O2药剂成本较高。再加上苯酚废水在水质浓度、水量等方面都有较大变化，且芬顿反应及氧化过程是相当复杂的动态过程，若不对芬顿试剂投加过程加以监测、控制，将很难达到预期处理效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够提高苯酚废水的处理效果的序批式芬顿氧化反应过程控制方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种苯酚废水处理过程中的参数控制方法，按如下步骤获得：
选定水量为20-50m3/d、苯酚浓度为30-50mg/L的苯酚废水，作为待处理苯酚废水;
运行序批式芬顿氧化反应器，所述序批式芬顿氧化反应器组数为1-3组，并将每组所述序批式芬顿氧化反应器的水力停留时间设置为6-10小时;每组所述序批式芬顿氧化反应器按周期运行，每日运行2-4个周期;所述序批式芬顿氧化反应器每周期包括：进水工序、调控pH值工序、芬顿试剂投加工序、芬顿氧化反应器工序、絮凝工序、沉淀工序、排水与排泥工序7个工序;
所述序批式芬顿氧化反应器安装有pH值在线检测仪和氧化还原电位在线检测仪;所述pH值在线检测仪和氧化还原电位在线检测仪的安装位置为距离芬顿氧化反应器底部20cm处、所述苯酚废水的中间深度处和所述苯酚废水的水面以下20cm处;
在所述序批式芬顿氧化反应器进水工序，向所述芬顿氧化反应器导入所述苯酚废水，所述序批式芬顿氧化反应器进水工序时间为10-30分钟;
在所述序批式芬顿氧化反应器调控pH值工序，投加酸液，使所述苯酚废水的pH值保持在3-5之间，从而为芬顿氧化反应提供酸性环境;所述序批式芬顿氧化反应器调控pH值在距离所述苯酚废水导入所述芬顿氧化反应器的进水工序结束前5-15分钟时;所述序批式芬顿氧化反应器pH值调控工序采用机械搅拌方式，搅拌速度梯度为720～900s-1;
在所述序批式芬顿氧化反应器芬顿试剂投加工序，向所述苯酚废水中投加芬顿试剂;在所述序批式芬顿氧化反应器芬顿试剂投加工序，每隔30秒获取氧化还原电位在线检测仪检测到的氧化还原电位值，并计算氧化还原电位值的平均值，并判断所述平均值是否处于450-500mV之间，利用PID算法计算判断结果，并根据判断所述判断结果控制芬顿试剂投加系统的试剂投加过程;所述芬顿试剂投加工序采用机械搅拌方式，搅拌速度为720～900s-1，以对投加有芬顿试剂的所述苯酚废水进行搅拌;所述芬顿试剂中过氧化氢贮备液的投加浓度为330g/L，每组芬顿氧化反应器每周期投加流量为0.2～3.0L/min，硫酸亚铁贮备液的投加浓度为22.67g/L，每组芬顿氧化反应器每周期投加流量为 40～160L/min;
在所述序批式芬顿氧化反应器芬顿试剂反应工序，采用机械搅拌方式，搅拌速度梯度为240～300s-1，以对投加有所述芬顿试剂的所述苯酚废水进行搅拌;所述序批式芬顿氧化反应器芬顿氧化反应工序时间为5-7小时;
在所述序批式芬顿氧化反应器絮凝工序，向所述苯酚废水中投加碱液，在碱液投加阶段内以720～900s-1的搅拌速度梯度对投加有碱液的废水进行搅拌，并利用pH值在线检测仪实时检测投加有碱液的废水的pH，根据投加有碱液的废水的pH值实时调整碱液的投加流量，使投加有碱液的废水的pH维持在 7-8之间;在所述碱液投加结束后，以20～60s-1的搅拌速度梯度对投加有碱液的废水进行搅拌，从而对苯酚废水进行絮凝处理，得到絮凝后的废水;所述序批式芬顿氧化反应器絮凝工序时间为20-40分钟;
在所述序批式芬顿氧化反应器沉淀工序，所述絮凝后的废水沉淀;所述序批式芬顿氧化反应器沉淀工序时间为0.5小时;
所述序批式芬顿氧化反应器排水和排泥工序时间为1-1.5小时。
可选的，所述序批式芬顿氧化反应器进水工序时长为20分钟。
可选的，调控pH工序的时长为10分钟。
可选的，每组芬顿氧化反应器在每个周期内硫酸亚铁贮备液的投加流量为 100L/min;每组芬顿氧化反应器在每个周期内过氧化氢贮备液的投加流量为 2.25L/min。
可选的，所述序批式芬顿氧化反应器芬顿氧化反应工序时长为6小时。
可选的，絮凝工序的时长为30分钟。
可选的，排水与排泥工序的时长为1.2小时。
可选的，氧化还原电位设定值为475mV。
可选的，所述序批式芬顿氧化反应器中的水力停留时间为8小时。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明公开的参数控制方法，在投加芬顿试剂的过程中利用氧化还原电位在线检测仪对氧化还原电位值进实时进行检测，从而根据氧化还原电位值控制芬顿试剂的投加量，能够很好地实现对芬顿试剂投加量的控制，避免芬顿试剂投加过少使苯酚废水处理不彻底以及芬顿试剂投加过量造成资源浪费和废水再污染，提高了废水处理的效果。
