類芬頓-流化床污水處理裝置及其處理污水的方法

專利名稱：類芬頓-流化床污水處理裝置及其處理污水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水處理裝置及其處理污水的方法。
背景技術(shù)：
高濃度難生物降解的有機廢水，已經(jīng)成為污染環(huán)境的最大問題。目前在廢 水高級處理技術(shù)方面，類芬頓法因具有高效、應(yīng)用范圍廣、低操作費用的優(yōu)點， 已廣泛的應(yīng)用在此領(lǐng)域，但類芬頓法在降解有機物廢水的反應(yīng)中存在著反應(yīng)條 件苛刻(必須在酸性條件下進(jìn)行)，反應(yīng)過程中會產(chǎn)生大量的含鐵污泥的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有在降解有機物廢水的反應(yīng)中存在著反應(yīng)條 件苛刻，反應(yīng)過程中會產(chǎn)生大量的含鐵污泥的問題，而提供了類芬頓-流化床 污水處理裝置及其處理污水的方法。
類芬頓-流化床污水處理裝置，它主要由第一芬頓反應(yīng)器、第二芬頓反應(yīng) 器、提升泵、第一循環(huán)泵和第二循環(huán)泵構(gòu)成；第一芬頓反應(yīng)器與第二芬頓反應(yīng) 器之間通過提升泵相連通；第一循環(huán)泵兩端與第一芬頓反應(yīng)器相通，第二循環(huán) 泵兩端與第二芬頓反應(yīng)器相通。
類芬頓-流化床污水處理裝置處理污水的方法按以下步驟進(jìn)行 一、將單 質(zhì)鐵與質(zhì)量濃度為5%的1"1202溶液加入第一芬頓反應(yīng)器內(nèi)的污水中，并按 lmL/min的氣流速度從第一芬頓反應(yīng)器底部通入空氣，反應(yīng)4 5min; 二、開 啟第一循環(huán)泵調(diào)節(jié)回流比控制第一芬頓反應(yīng)器的出水指標(biāo)BOD5/CODMn> 0.30;三、第一芬頓反應(yīng)器出水通過提升泵泵送到裝有顆粒活性鋁填料的第二 芬頓反應(yīng)器中，然后加入H202溶液，并用NaOH調(diào)節(jié)水體pH值為7.5 8.5; 四、開啟第二循環(huán)泵調(diào)節(jié)回流比控制第二芬頓反應(yīng)器2出水BOD5/CODMn> 0.50、鐵離子濃度《1.5mg/L，出水，即完成處理污水；步驟一中^02溶液中 H2O2與污水中CODMn的質(zhì)量比為0.8 1.5 : 1;壓02溶液中11202與單質(zhì)鐵的 摩爾比為2.5 4: 1;其中步驟三中11202溶液的加入量與步驟一的相同。
本發(fā)明類芬頓-流化床沉淀結(jié)晶處理方法克服了類芬頓法整個反應(yīng)中由于
4速率常數(shù)較低，限制了反應(yīng)過程中F^+返回F^+的反應(yīng)，使得鐵離子的循環(huán)受
阻，降低了廢水中有機污染物的降解；在本發(fā)明中因單質(zhì)鐵可以生成Fe2、同 時FeQ的存在可以及時將產(chǎn)生的F^+還原成Fe2+，使F^+循環(huán)過程及時得到補 充，因此在本發(fā)明類芬頓-流化床沉淀結(jié)晶方法將提高OH的濃度而有效降解 有機污染物。
在本發(fā)明中F^+在pH大于6以上將會沉淀結(jié)晶，在第二芬頓反應(yīng)器內(nèi)Fe3+ 結(jié)晶成型，因Fe(OH)3晶體顆粒含水低，含鐵污泥量將大大減少。


圖1是類芬頓-流化床污水處理裝置圖；圖2是采用具體實施方式
十七的 方法處理廢水的COD與BOD的變化圖，圖中COD用"□"表示，BOD用 "図"表示。
具體實施例方式
本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間的任意組合。
具體實施方式
一結(jié)合圖1說明本實施方式類芬頓-流化床污水處理裝置，
它主要由第一芬頓反應(yīng)器1、第二芬頓反應(yīng)器2、提升泵7、第一循環(huán)泵3和 第二循環(huán)泵9構(gòu)成；第一芬頓反應(yīng)器1與第二芬頓反應(yīng)器2之間通過提升泵7 相連通；第一循環(huán)泵3兩端與第一芬頓反應(yīng)器1相通，第二循環(huán)泵9兩端與第 二芬頓反應(yīng)器2相通。
具體實施方式
二本實施方式與具體實施方式
一不同的是第二芬頓反應(yīng)器 2內(nèi)裝有顆粒活性鋁，其中顆粒活性鋁的直徑為2 5mm。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是第二芬頓反應(yīng)器 2內(nèi)裝有顆粒活性鋁，其中顆粒活性鋁的直徑為3mm。其它步驟及參數(shù)與具體 實施方式一相同。
具體實施方式
四:結(jié)合圖1說明本實施方式類芬頓-流化床污水處理裝置 處理污水的方法按以下步驟進(jìn)行 一、將單質(zhì)鐵與質(zhì)量濃度為5%的11202溶液 加入第一芬頓反應(yīng)器1內(nèi)的污水中，并按lmL/min的氣流速度從第一芬頓反 應(yīng)器l底部通入空氣，反應(yīng)4 5min; 二、開啟第一循環(huán)泵3調(diào)節(jié)回流比控制
5第一芬頓反應(yīng)器1的出水指標(biāo)BOD5/CODMn》0.30;三、第一芬頓反應(yīng)器1出
水通過提升泵7泵送到裝有顆粒活性鋁填料的第二芬頓反應(yīng)器2中，然后加入 &02溶液，并用NaOH調(diào)節(jié)水體pH值為7.5 8.5;四、開啟第二循環(huán)泵9調(diào) 節(jié)回流比控制第二芬頓反應(yīng)器2出水BOD5/CODMn>0.50、鐵離子濃度《 1.5mg/L，出水，即完成處理污水；步驟一中H202溶液中&02與污水中CODMn 的質(zhì)量比為0.8 1.5 : 1; H2(V溶液中&02與單質(zhì)鐵的摩爾比為2.5 4 : 1;
其中步驟三中H202溶液的加入量與步驟一的相同。
本實施方式中類芬頓-流化床污水處理裝置，它由第一芬頓器1、第二芬頓 器2、第一循環(huán)泵3、污水泵4、壓縮空氣泵5、壓02投加泵6、提升泵(7)、 出水管)和第二循環(huán)泵9構(gòu)成，其特征在于&02投加泵6的出料口分別與第 一芬頓器1和第二芬頓器2下部的進(jìn)料口連通，壓縮空氣泵5的出氣口與分別 與第一芬頓器1和第二芬頓器2底部進(jìn)氣口連通，污水泵4的出水口和第一芬 頓器1下部的進(jìn)水口連通，第一芬頓器1上部的出水口與第二芬頓器2下部的 進(jìn)水口通過提升泵7連通，第二芬頓器2上部的出水口與出水管8的進(jìn)水口連 通，第一芬頓器1的水通過循環(huán)泵3在第一芬頓器1上下進(jìn)行循環(huán)，第二芬頓 器2的水通過循環(huán)泵9在第一芬頓器2上下進(jìn)行循環(huán)，第二芬頓器2內(nèi)裝有流 化載體；其中流化載體為直徑為2 5mm顆粒活性鋁。
本實施方式步驟四中控制水鐵離子的濃度沉淀結(jié)晶條件可形成羥基氫氧 化鐵(FeOOH)晶體顆粒，由于羥基氫氧化鐵具有很好的吸附性能和催化性能， 可作為鐵源物質(zhì)，這樣可以進(jìn)一步對有機污染物的氧化去除，從而提高整個系 統(tǒng)的去污染能力。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
四不同的是步驟一中H202 溶液中&02與污水中COD他的質(zhì)量比為0.9 1.2 : 1。其它步驟及參數(shù)與具 體實施方式四相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
四不同的是步驟一中H202 溶液中11202與污水中COD他的質(zhì)量比為1:1。其它步驟及參數(shù)與具體實施 方式四相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
四或五不同的是步驟一中
&02溶液中11202與單質(zhì)鐵的摩爾比為3.2 3.8 : 1 。其它步驟及參數(shù)與具體實 施方式四或五相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
四或五不同的是步驟一中
仏02溶液中11202與單質(zhì)鐵的摩爾比為3.5 : 1。其它步驟及參數(shù)與具體實施方 式四或五相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
七不同的是步驟一中反應(yīng)時 間為4.5min。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
七相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
四、五或九不同的是步驟二 中出水指標(biāo)為BOD5/CODMn〉0.40。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
四、五或 九相同。
具體實施方式
十一本實施方式與具體實施方式
四、五或九不同的是步驟
二中出水指標(biāo)為BOD5/CODMn二0.45。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
四、五 或九相同。
具體實施方式
十二本實施方式與具體實施方式
十不同的是步驟三中將
pH調(diào)節(jié)為7.8 8.2。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十相同。
具體實施方式
十三本實施方式與具體實施方式
十不同的是步驟三中將 pH調(diào)節(jié)為8.0。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十相同。
具體實施方式
十四本實施方式與具體實施方式
四、五、九或十二不同的 是步驟四中出水指標(biāo)為BOD5/CODMn〉0.60。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
四、五、九或十二相同。
具體實施方式
十五本實施方式與具體實施方式
四、五、九或十二不同的 是步驟四中出水指標(biāo)為BOD5/CODMn = 0.65。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
四、五、九或十二相同。
具體實施方式
十六本實施方式與具體實施方式
十四不同的是步驟四中溶 液中水鐵離子濃度〈1.2mg/L。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十四相同。
具體實施方式
十六本實施方式與具體實施方式
十四不同的是步驟四中溶 液中水鐵離子濃度二1.0mg/L。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十四相同。
具體實施方式
十七結(jié)合圖1說明本實施方式類芬頓-流化床污水處理裝置處理污水的方法按以下步驟進(jìn)行 一、將單質(zhì)鐵與質(zhì)量濃度為5%的H202
溶液加入第一芬頓反應(yīng)器1內(nèi)的污水中，并按lmL/min的氣流速度從第一芬 頓反應(yīng)器l底部通入空氣，反應(yīng)4.5min; 二、開啟第一循環(huán)泵3調(diào)節(jié)回流比控 制第一芬頓反應(yīng)器1的出水指標(biāo)BOD5/CODMn二0.30;三、第一芬頓反應(yīng)器l 出水通過提升泵7泵送到裝有顆粒活性鋁填料的第二芬頓反應(yīng)器2中，然后加 入&02溶液，并用NaOH調(diào)節(jié)水體pH值為8.0;四、開啟第二循環(huán)泵9調(diào)節(jié) 回流比控制第二芬頓反應(yīng)器2出水BOD5/CODMn = 0.50、鐵離子濃度= L2mg/L，出水，即完成處理污水；步驟一中&02溶液中壓02與污水中CODMn 的質(zhì)量比為1 : 1; &02溶液中11202與單質(zhì)鐵的摩爾比為3.5 : 1;其中步驟三
中H202溶液的加入量與步驟一的相同。
本實施方式的工藝方法，對某化工廠實際生產(chǎn)廢水處理，經(jīng)過氣相色譜一 質(zhì)譜分析檢驗該化工廠含有醋酸、糠醛以及醇類、醛類、酮類、酯類、有機酸 類等多種有機物40余種，其中以醋酸、糠醛為主。水樣顯透明狀、顯淡黃色 度、pH為1.5 2.5、 COD為17000 19000 mg/L、 BOD為2700 2900mg/L、 B/C0.16、可生化性不佳。經(jīng)過半年后檢測，檢測效果如圖2所示，從圖2中 可以看出出水幾乎無糠醛檢出，但出水仍然含有部分羧酸，出水COD為 16000 18000 mg/L ( COD下降不太明顯)，BOD變化較大(升高到90009500mg/L)， B/C提高到0.54左右，出水具有很好的生化活性，可以滿足后于 生化處理工藝的要求。
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權(quán)利要求
1、類芬頓-流化床污水處理裝置，它主要由第一芬頓反應(yīng)器(1)、第二芬頓反應(yīng)器(2)、提升泵(7)、第一循環(huán)泵(3)和第二循環(huán)泵(9)構(gòu)成；第一芬頓反應(yīng)器(1)與第二芬頓反應(yīng)器(2)之間通過提升泵(7)相連通；第一循環(huán)泵(3)兩端與第一芬頓反應(yīng)器(1)相通，第二循環(huán)泵(9)兩端與第二芬頓反應(yīng)器(2)相通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的類芬頓-流化床污水處理裝置其特征在于第二芬頓反應(yīng)器(2)內(nèi)裝有顆粒活性鋁，其中顆粒活性鋁的直徑為2 5mm。
3、 用權(quán)利要求1所述類芬頓-流化床污水處理裝置處理污水的方法，其特 征在于類芬頓-流化床污水處理裝置處理污水的方法按以下步驟進(jìn)行 一、將 單質(zhì)鐵與質(zhì)量濃度為5%的11202溶液加入第一芬頓反應(yīng)器(1)內(nèi)的污水中， 并按lmL/min的氣流速度從第一芬頓反應(yīng)器(1 )底部通入空氣，反應(yīng)4 5min; 二、開啟第一循環(huán)泵(3)調(diào)節(jié)回流比控制第一芬頓反應(yīng)器(1)的出水指標(biāo) BOD5/CODMn》0.30;三、第一芬頓反應(yīng)器(1)出水通過提升泵(7)泵送到 裝有顆粒活性鋁填料的第二芬頓反應(yīng)器(2)中，然后加入11202溶液，并用 NaOH調(diào)節(jié)水體pH值為7.5 8.5;四、開啟第二循環(huán)泵(9)調(diào)節(jié)回流比控制 第二芬頓反應(yīng)器(2)出水BOD5/CODMn》0.50、鐵離子濃度《1.5mg/L，出水， 即完成處理污水；步驟一中&02溶液中&02與污水中CODMn的質(zhì)量比為 0.8 1.5 : 1; &02溶液中&02與單質(zhì)鐵的摩爾比為2.5 4 : 1;其中步驟三中H202溶液的加入量與步驟一的相同。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的類芬頓-流化床污水處理裝置處理污水的方法， 其特征在于步驟一中11202溶液中&02與污水中CODMn的質(zhì)量比為0.9 1.2二 L
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的類芬頓-流化床污水處理裝置處理污水的方 法，其特征在于步驟一中11202溶液中&02與單質(zhì)鐵的摩爾比為3.2 3.8 : 1。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的類芬頓-流化床污水處理裝置處理污水的方法， 其特征在于步驟一中反應(yīng)時間為4.5min。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3、 4或6所述的類芬頓-流化床污水處理裝置處理污水 的方法，其特征在于步驟二中出水指標(biāo)為BOD5/CODMn〉0.40。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的類芬頓-流化床污水處理裝置處理污水的方法，其特征在于步驟三中將pH調(diào)節(jié)為7.8 8.2。
9、 根據(jù)權(quán)利要求3、 4、 6或8所述的類芬頓-流化床污水處理裝置處理污 水的方法，其特征在于步驟四中出水指標(biāo)為BOD5/CODMn〉0.60。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的類芬頓-流化床污水處理裝置處理污水的方法， 其特征在于步驟四中溶液中水鐵離子濃度〈1.2mg/L。
全文摘要
類芬頓-流化床污水處理裝置及其處理污水的方法，它涉及一種水處理裝置及其處理污水的方法。本發(fā)明解決了在降解有機物廢水的反應(yīng)中存在著反應(yīng)條件苛刻，反應(yīng)過程中會產(chǎn)生大量的含鐵污泥的問題。裝置第一芬頓反應(yīng)器(1)、第二芬頓反應(yīng)器(2)、提升泵(7)、第一循環(huán)泵(3)和第二循環(huán)泵(9)構(gòu)成。方法一、在第一芬頓反應(yīng)器(1)進(jìn)行處理；二、控制出水指標(biāo)；三、在第一芬頓反應(yīng)器(2)進(jìn)行處理并調(diào)節(jié)pH值；四、控制出水指標(biāo)及溶液中水鐵離子濃度。本發(fā)明采用類芬頓工藝和沉淀結(jié)晶工藝相結(jié)合的方法，工藝改善和提高生物處理的活性。該工藝適合利用處理常規(guī)工藝法無法處理和處理效果不好的高濃度難生物降解的特種有機廢水的處理。
文檔編號C02F9/00GK101486518SQ20091007146
公開日2009年7月22日 申請日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者任南琪, 崔學(xué)剛, 徐貞貞, 李學(xué)艷, 沈吉敏, 陳忠林 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)