公布日：2022.06.03
申请日：2022.03.23
分类号：C02F9/06(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明涉及污水处理的技术领域，涉及一种难降解废水的还原内电解‑Fenton氧化处理工艺。具体步骤包括：将废水pH值调至2‑6后进入还原内电解反应池，反应池内设置填料，废水经过填料层发生还原内电解反应，出水进入Fenton氧化反应池后将pH调至2‑4投加亚铁盐和双氧水进行Fenton氧化反应，然后投加碱液进行脱气，投加絮凝剂进行絮凝，最后进入泥水分离器进行泥水分离，得到降解后废水。本发明利用还原内电解过程产生的Fe2+及Fe2+调节投加装置，合理控制还原内电解与Fenton氧化工艺反应条件，在保证处理效果的同时使各工艺段在适宜的条件下运行，相互促进。
权利要求书
1.一种难降解废水的还原内电解-Fenton氧化处理系统，其特征在于，包括依次连通的还原内电解反应池，Fenton氧化反应池和泥水分离器；其中，所述还原内电解反应池的底部一端设有进水口，顶部一端设有出水口，所述出水口和Fenton氧化反应池的进水口连通，Fenton氧化反应池的出水口和泥水分离器进水口连通。
2.根据权利要求1所述的难降解废水的还原内电解-Fenton氧化处理系统，其特征在于，所述Fenton氧化反应池根据废水流通方向依次设置有pH调整区、第一反应区、第二反应区、脱气区、脱稳反应区。
3.根据权利要求2所述的难降解废水的还原内电解-Fenton氧化处理系统，其特征在于，还设置有pH调节池，所述还原内电解反应池的进水口和所述pH调节池连通；所述pH调节池和pH调整区前端设置有加药系统；所述第一反应区前端设置有亚铁盐加药系统；所述第一反应区和第二反应区前端设置有双氧水加药系统；所述脱气区前端设置有碱液加药系统；所述脱稳反应区前端设置有絮凝药剂加药系统；所述脱气区设置有鼓风机。
4.根据权利要求1所述的难降解废水的还原内电解-Fenton氧化处理系统，其特征在于，所述还原内电解反应池的形式为固定床、滚筒式、转鼓式、膨胀床或流化床；所述还原内电解反应池内设置有填料，所述填料选自铁-碳、铁-铜或含有铁和活泼性弱于铁的金属；所述还原内电解反应池曝气、不曝气或间歇曝气；所述Fenton氧化反应池内反应形式为均相反应；所述泥水分离器为沉淀池或气浮器；所述反应区和脱气区内设置有水喷淋或消泡喷淋装置，所述反应区和脱气区内设置有曝气搅拌或机械搅拌装置。
5.一种难降解废水的还原内电解-Fenton氧化处理方法，其特征在于，使用权利要求1-4任一项所述的难降解废水的还原内电解-Fenton氧化处理系统；具体包括以下步骤：将废水pH值调至2-6后进入还原内电解反应池，反应池内设置填料，废水经过填料层发生还原内电解反应，出水进入Fenton氧化反应池后将pH调至2-4后投加亚铁盐和双氧水进行Fenton氧化反应，然后投加碱液进行脱气，投加絮凝剂进行絮凝，最后进入泥水分离器进行泥水分离，得到降解后废水。
6.根据权利要求5所述的难降解废水的还原内电解-Fenton氧化处理方法，其特征在于，使用权利要求3所述的难降解废水的还原内电解-Fenton氧化处理系统进行废水降解时，包括以下步骤：废水由pH调节池调节pH值至2-6后，进入还原内电解反应池，反应池内设置填料，废水经过填料层发生还原内电解反应，出水进入Fenton氧化反应池的pH调整区调整pH值至2-4，然后依次进入第一反应区和第二反应区，投加亚铁盐和双氧水进行Fenton氧化反应，然后进入脱气区投加碱液进行脱气反应，然后进入脱稳反应区投加絮凝药剂进行絮凝反应，最后进入泥水分离器进行泥水分离，得到降解后废水。
7.根据权利要求6所述的难降解废水的还原内电解-Fenton氧化处理方法，其特征在于，所述废水在还原内电解反应池内的停留时间为0.5-3h，所述废水在第一反应区和第二反应区的总停留时间为1-3h。
8.根据权利要求6所述的难降解废水的还原内电解-Fenton氧化处理方法，其特征在于，所述双氧水与COD投加质量比为2:1-3:1，双氧水和体系中亚铁离子的摩尔比为3:1-10:1，其中亚铁离子包括还原内电解反应池出水所携带的亚铁离子和投加的亚铁盐；所述亚铁盐投加到第一反应区，双氧水分别投加到第一反应区和第二反应区；所述双氧水在第一反应区和第二反应区的投加质量比为1:1-5:1；所述絮凝药剂为聚丙烯酰胺和/或聚合氯化铝，所述絮凝药剂的投加量为1-5mg/L；所述脱气区的气水比为2:1-5:1。
9.根据权利要求6所述的难降解废水的还原内电解-Fenton氧化处理方法，其特征在于，当还原内电解反应池的出水有机物与Fe2+质量比小于等于0.5时，泥水分离器出水回流至Fenton氧化反应池的pH调整区；回流水量不低于进水量的一半。
10.根据权利要求5-9所述的难降解废水的还原内电解-Fenton氧化处理方法，所述填料为含碳质量百分比2-5％的铁屑。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点以及降本增效、达标处理的难降解废水处理现实需求，本发明目的在于提供一种难降解废水的还原内电解-Fenton氧化处理工艺。利用还原内电解过程产生的Fe2+及Fe2+调节投加装置，合理控制还原内电解与Fenton氧化工艺反应条件，在保证处理效果的同时使各工艺段在适宜的条件下运行，相互促进。
本发明的技术方案之一，一种难降解废水的还原内电解-Fenton氧化处理系统，包括依次连通的还原内电解反应池，Fenton氧化反应池和泥水分离器；
其中，所述还原内电解反应池的底部一端设有进水口，顶部一端设有出水口，所述出水口和Fenton氧化反应池的进水口连通，Fenton氧化反应池的出水口和泥水分离器进水口连通。
进一步地，所述Fenton氧化反应池根据废水流通方向依次设置有pH调整区、第一反应区、第二反应区、脱气区、脱稳反应区。
进一步地，还设置有pH调节池，所述还原内电解反应池的进水口和所述pH调节池连通。
进一步地，所述pH调节池和pH调整区前端设置有加药系统，具体包括酸加药系统和/或碱加药系统。
进一步地，所述第一反应区前端设置有亚铁盐加药系统。
进一步地，所述第一反应区和第二反应区前端设置有双氧水加药系统。
进一步地，所述脱气区前端设置有碱液加药系统。
进一步地，所述脱稳反应区前端设置有絮凝药剂加药系统。
进一步地，所述脱气区设置有鼓风机。
进一步地，所述还原内电解反应池的形式可选择固定床、滚筒式、转鼓式、膨胀床或流化床。
进一步地，所述还原内电解反应池内设置有填料，所述填料选自铁-碳、铁-铜或含有铁和活泼性弱于铁的金属。
进一步地，所述还原内电解反应池曝气、不曝气或间歇曝气。
进一步地，所述Fenton氧化反应池内反应形式为均相反应。
进一步地，所述泥水分离器为沉淀池或气浮器。
进一步地，所述反应区和脱气区内设置有水喷淋或消泡喷淋装置。
进一步地，所述反应区和脱气区内设置有曝气搅拌或机械搅拌装置。
本发明的技术方案之二，一种难降解废水的还原内电解-Fenton氧化处理方法，使用上述难降解废水的还原内电解-Fenton氧化处理系统；具体包括以下步骤：
将废水pH值调至2-6后进入还原内电解反应池，反应池内设置填料，废水经过填料层发生还原内电解反应，出水进入Fenton氧化反应池后将pH调至2-4后投加亚铁盐和双氧水进行Fenton氧化反应，然后投加碱液进行脱气，投加絮凝剂进行絮凝，最后进入泥水分离器进行泥水分离，得到降解后废水。
进一步地，包括以下步骤：废水由pH调节池调节pH值至2-6后(优选的pH至调至2.5-4，pH调节池可使用水力搅拌、空气搅拌或机械搅拌的形式，通过酸加药系统或碱加药系统调节pH值)，进入还原内电解反应池，反应池内设置填料，废水经过填料层发生还原内电解反应，出水进入Fenton氧化反应池的pH调整区调整pH值至2-4(优选的pH值调至3.5，pH调节池可使用水力搅拌、空气搅拌或机械搅拌的形式调节pH值)，然后依次进入第一反应区和第二反应区，投加亚铁盐和双氧水进行Fenton氧化反应，然后进入脱气区投加碱液(氢氧化钠溶液)进行脱气反应，然后进入脱稳反应区投加絮凝药剂进行絮凝反应，最后进入泥水分离器进行泥水分离，得到降解后废水。
进一步地，所述废水在还原内电解反应池内的停留时间为0.5-3h，所述废水在第一反应区和第二反应区的总停留时间为1-3h。
进一步地，所述双氧水与COD投加质量比为2:1-3:1，双氧水和体系中亚铁离子的摩尔比为3:1-10:1，其中亚铁离子包括还原内电解反应池出水所携带的亚铁离子和投加的亚铁盐；
进一步地，为减少双氧水一次性投加所导致的无效反应，Fenton氧化反应池的反应区分为两格，其中所述亚铁盐投加到第一反应区，双氧水分别投加到第一反应区和第二反应区；所述双氧水在第一反应区和第二反应区的投加质量比为1:1-5:1；
进一步地，所述絮凝药剂为聚丙烯酰胺和/或聚合氯化铝，所述絮凝药剂的投加量为1-5mg/L；
进一步地，所述脱气区的气水比为2:1-5:1。
进一步地，当还原内电解反应池的出水有机物与Fe2+质量比小于等于0.5时，泥水分离器出水回流至Fenton氧化反应池的pH调整区；回流水量不低于进水量的一半。以降低Fenton氧化反应池进水的Fe2+、减少Fenton氧化反应池内无效反应的发生并确保系统出水有机物满足要求。
进一步地，所述填料为含碳质量百分比2-5％的铁屑；
进一步地，脱稳反应区分为一格或两格，并采用机械搅拌的形式；
进一步地，所述泥水分离器设置有撇渣装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)本发明通过还原内电解及Fenton氧化工艺的结合，大幅分解废水中的难降解有机物，使其直接碳化或转化为易降解有机物，尤其适用于单一氧化或还原工艺无法经济有效处理的难降解废水。
(2)利用还原内电解工艺产生的Fe2+作为Fenton氧化反应的催化剂，可减少或不再投加亚铁盐类催化剂，节省运行成本。
(3)采用的Fenton氧化反应池为均相反应池，操作简单、反应效果好、投资及运行成本低。相比于Fenton流化床，其有效避免了流化床易结晶、易堵塞、循环水泵耗能大、操作管理复杂、处理效果不稳定等问题。
(4)还原内电解反应池前后均设置pH调节装置，可根据来水水质控制反应pH，既能确保还原内电解工艺在适宜的条件下运行，又能为后续Fenton氧化反应池的正常、高效运行创造条件。
(5)根据还原内电解反应池的出水有机物含量及Fe2+含量，泥水分离器出水可部分回流至Fenton氧化反应池的pH调整区，减少后续Fenton氧化反应池内无效反应的发生并确保系统出水有机物满足要求。
(6)Fenton氧化反应池合理设置药剂投加方式，在保证系统处理效果的同时，大大减少无效反应的产生。
（发明人：周泽婷;赵宁华;刘霞;刘飞峰;鲍磊;卢毅明）
