專利名稱：一種多級(jí)多相Fenton電解流化床耦合高級(jí)氧化內(nèi)循環(huán)塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多級(jí)多相Fenton電解流化床耦合高級(jí)氧化內(nèi)循環(huán)塔。
背景技術(shù)：
Fenton法作為一種新興的污水處理技術(shù)，通過(guò)協(xié)同產(chǎn)生氧化性僅次于氟離子的 OH自由基對(duì)廢水中的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行深度氧化，達(dá)到一般生物處理法無(wú)法達(dá)到的去除效果。然而Fenton法通常具有鐵泥量過(guò)高、反應(yīng)pH條件低的問題,故國(guó)內(nèi)外在傳統(tǒng)Fenton技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，出現(xiàn)了 Fenton電解氧化法、Fenton電解還原法、光催化Fenton法、Fenton流化床法等新興技術(shù)。普通Fenton法的降解作用主要包括對(duì)有機(jī)物的氧化和混凝兩種作用。對(duì)有機(jī)物的氧化作用是指Fe2+與H2O2作用，生成具有極強(qiáng)氧化能力的羥基自由基^OH而進(jìn)行的游離基反應(yīng)；另一方面，反應(yīng)中生成的Fe(OH)3膠體具有絮凝、吸附功能，也可去除水中部分有機(jī)物。然而普通Fenton法在黑暗中就能破壞有機(jī)物，具有設(shè)備投資省的優(yōu)點(diǎn)。但其存在兩個(gè)缺點(diǎn)一是需要投加大量的外加試劑，增加了運(yùn)營(yíng)成本；二是產(chǎn)生大量的鐵泥量，固液分離困難從而后續(xù)需要投入大型污泥處理工藝。電Fenton法旨在克服傳統(tǒng)Fenton法需要外加藥劑及污泥處理困難的問題，電Fenton法可以分為兩種形式一種是電極氧化法，通過(guò)在陽(yáng)極氧化生成亞鐵離子(Fe2+)，降低鐵泥的投放量；另一種是電極還原法，在陰極將Fe3+還原成Fe2+，可實(shí)現(xiàn)污泥的減量化。光催化Fenton法通過(guò)光福照(如紫外光)，F(xiàn)enton試劑氧化性能有所改善(尤其是對(duì)污染物質(zhì)濃度較高的水溶液)。若在該體系中加入某些絡(luò)合劑(如C2042 —、EDTA、檸檬酸鹽等)，可增加對(duì)有機(jī)物的去除效果。Fenton流體化床工藝是為了克服Fenton法污泥量過(guò)大的問題產(chǎn)生的新型處理工藝。該法利用Fe2++H202 — OH + FeOOH (結(jié)晶)，利用鐵離子的結(jié)晶化，可減少70%的鐵污
泥產(chǎn)量。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種多級(jí)多相Fenton電解流化床耦合高級(jí)氧化內(nèi)循環(huán)+
o本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是—種多級(jí)多相Fenton電解流化床稱合高級(jí)氧化內(nèi)循環(huán)塔,包括一個(gè)Fenton電解氧化反應(yīng)罐，F(xiàn)enton電解氧化反應(yīng)罐內(nèi)自下而上設(shè)置有循環(huán)配水區(qū)、亞鐵流化結(jié)晶區(qū)、一級(jí)三相分離器、三維電極電解還原區(qū)、二級(jí)三相分離器。還包括一個(gè)雙氧水加藥罐，其通過(guò)加藥管與Fenton電解氧化反應(yīng)罐相連通。Fenton電解氧化反應(yīng)罐頂部設(shè)有一個(gè)氣體收集罐。Fenton電解氧化反應(yīng)罐底部設(shè)有一個(gè)進(jìn)水管。加藥管上設(shè)置加藥控制閥。[0014]本實(shí)用新型的有益效果是利用本實(shí)用的多級(jí)多相Fenton結(jié)晶體高級(jí)氧化內(nèi)循環(huán)塔創(chuàng)新地結(jié)合了電解法氧化還原技術(shù)、流化床法結(jié)晶濃縮技術(shù)，結(jié)合內(nèi)循環(huán)塔分級(jí)處理工藝，一方面克服了傳統(tǒng)Fenton法處理高濃度廢水時(shí)需要加入大量藥劑、反應(yīng)條件苛刻的弊端，另一方面可實(shí)現(xiàn)污泥100%減量化，克服傳統(tǒng)Fenton法處理高濃度有機(jī)廢水時(shí)污泥量極大、固液分離困難的問題。該技術(shù)可處理COD濃度100(Tl0000mg/L的高濃度難降解有機(jī)廢水，并使出水達(dá)到國(guó)家相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。

圖I為本實(shí)用新型的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明實(shí)施例I : 如圖I所示，一種多級(jí)多相Fenton電解流化床耦合高級(jí)氧化內(nèi)循環(huán)塔，包括一個(gè)Fenton電解氧化反應(yīng)罐，F(xiàn)enton電解氧化反應(yīng)罐內(nèi)自下而上設(shè)置有循環(huán)配水區(qū)21、亞鐵流化結(jié)晶區(qū)19、一級(jí)三相分離器3、三維電極電解還原區(qū)20、二級(jí)三相分離器6，其中，亞鐵流化結(jié)晶區(qū)19中有鐵晶體載體2。Fenton電解氧化反應(yīng)罐底部設(shè)有一個(gè)進(jìn)水管LFenton電解氧化反應(yīng)罐側(cè)部上端設(shè)置有一個(gè)出水管18，F(xiàn)enton電解氧化反應(yīng)罐頂部設(shè)有第一回流管9。Fenton電解氧化反應(yīng)罐側(cè)部上設(shè)置第二回流管14進(jìn)行連通，第二回流管14上設(shè)置有回流閥13。Fenton電解氧化反應(yīng)罐頂部設(shè)有一個(gè)氣體收集罐10，氣體收集罐10上側(cè)設(shè)有一個(gè)氣體排出管11。雙氧水加藥罐15通過(guò)加藥管17與Fenton電解氧化反應(yīng)罐連通，加藥管17上設(shè)置加藥控制閥16。一級(jí)三相分離器3通過(guò)一級(jí)氧氣收集管7插入到氣體收集罐10中。二級(jí)三相分離器6通過(guò)二級(jí)氧氣收集管8插入到氣體收集罐10中。三維電極電解還原區(qū)20中排列有電解池陽(yáng)極4和電解池陰極5，電解池陽(yáng)極和陰極與電源12相連。下面具體說(shuō)明本實(shí)用新型的使用方法如圖I中所示，多級(jí)多相Fenton電解流化床耦合高級(jí)氧化內(nèi)循環(huán)塔，具有一個(gè)進(jìn)行Fenton氧化反應(yīng)的罐，罐體內(nèi)部設(shè)有循環(huán)配水區(qū)21，廢水經(jīng)過(guò)進(jìn)水管I流經(jīng)循環(huán)配水區(qū)后，被均勻分配到亞鐵流化結(jié)晶區(qū)19，與雙氧水和鐵晶體載體2表面的亞鐵反應(yīng)生成具有高氧化性的羥基自由基，與有機(jī)廢水進(jìn)行協(xié)同氧化作用；廢水進(jìn)一步流經(jīng)一級(jí)三相分離器3，產(chǎn)生的氧氣隨一級(jí)氧氣收集管7進(jìn)入氣體收集罐10，固體被截留在亞鐵流化結(jié)晶區(qū)19內(nèi)部，有機(jī)污水隨后進(jìn)入三維電極電解還原區(qū)20，在三維電極電解還原區(qū)20中，有機(jī)廢水中殘留的亞鐵與加藥管17加入的雙氧水對(duì)廢水中有機(jī)物進(jìn)行二級(jí)深度氧化，反應(yīng)結(jié)束后被氧化的三價(jià)鐵在電解還原作用下生成二價(jià)鐵，通過(guò)第二回流管14再次回流到Fenton電解氧化反應(yīng)罐底部，再次形成結(jié)晶體。而后廢水流經(jīng)二級(jí)三相分離器6，生成的氧氣通過(guò)二級(jí)氧氣收集管8提升到氣體收集罐10，被氧氣帶出的廢水會(huì)通過(guò)第一回流管9再次回到一級(jí)反應(yīng)區(qū)19中進(jìn)行循環(huán)處理。下面具體結(jié)合應(yīng)用例對(duì)本實(shí)用新型的應(yīng)用及效果做進(jìn)一步的說(shuō)明應(yīng)用例I : 采用多級(jí)多相Fenton電解流化床耦合高級(jí)氧化內(nèi)循環(huán)塔對(duì)醫(yī)藥廢水進(jìn)行深度處理，進(jìn)水前的COD為1200mg/L，日處理水量為5t/h。具體處理方式如下首先進(jìn)行一個(gè)月的養(yǎng)晶階段采用水中七水合硫酸亞鐵濃度lOOOppm，回流比200%的方式保持Fenton電解氧化反應(yīng)罐內(nèi)具備高的鐵離子濃度。養(yǎng)晶結(jié)束后，將三維電極電解還原區(qū)20中的電解池相連接的電源12打開，并通入40A的直流電源，并按500mg/L的濃度加入雙氧水(即IL廢水加A 500mg的雙氧水，雙氧水的質(zhì)量濃度為30%)，將廢水預(yù)調(diào)解到pH=4，然后通過(guò)計(jì)量泵將廢水通過(guò)進(jìn)水管I泵入Fenton電解氧化反應(yīng)罐底部，廢水通過(guò)反應(yīng)罐底部設(shè)置的均勻布水器均勻通過(guò)結(jié)晶填料。三價(jià)鐵在三維電極電解還原區(qū)20內(nèi)被還原成為二價(jià)鐵并和廢水一起通過(guò)第二回流管14回流至罐底，回流比設(shè)置為150%。廢水在整個(gè)塔內(nèi)的停留時(shí)間設(shè)定為6h。處理后的出水COD可達(dá)到107. 4mg/L, COD去除率達(dá)到91. 05%。應(yīng)用例2 :采用多級(jí)多相Fenton電解流化床耦合高級(jí)氧化內(nèi)循環(huán)塔對(duì)電鍍廢水進(jìn)行深度處理，進(jìn)水前的COD為8000mg/L，日處理水量為200t/d。具體處理方式如下首先進(jìn)行一個(gè)月的養(yǎng)晶階段首先持續(xù)通入3000mg/L的七水合硫酸亞鐵到Fenton電解氧化反應(yīng)罐內(nèi)，保持回流比200%，養(yǎng)晶結(jié)束后，將三維電極電解還原區(qū)20中的電解池相連接的電源12打開，并通入60A的直流電源，并按7500mg/L的濃度加入雙氧水(即IL廢水加入7500mg的雙氧水，雙氧水的質(zhì)量濃度為30%)，將廢水預(yù)調(diào)解到pH=4. 5，然后通過(guò)計(jì)量泵將廢水通過(guò)進(jìn)水管I泵入Fenton電解氧化反應(yīng)罐底部，廢水通過(guò)反應(yīng)罐底部設(shè)置的均勻布水器均勻通過(guò)結(jié)晶填料。三價(jià)鐵在三維電極電解還原區(qū)20內(nèi)被還原成為二價(jià)鐵并和廢水一起通過(guò)第二回流管14回流至塔底，回流比設(shè)置為250%。廢水在整個(gè)塔內(nèi)的停留時(shí)間設(shè)定為10h。處理后的出水COD可達(dá)到1300mg/L，COD去除率達(dá)到83. 75%。應(yīng)用例3 首先通過(guò)投加1250mg/L的硫酸亞鐵，回流比為250%，經(jīng)過(guò)45d養(yǎng)成鐵晶體，而后將pH為6. 98，COD為5900mg/L，濁度為30. 2NTU，色度為1720的涂裝廢水加入到多級(jí)多相Fenton電解流化床I禹合高級(jí)氧化內(nèi)循環(huán)塔,加入硫酸調(diào)解pH至3. 5,并以5500mg/L的濃度投加雙氧水(即IL廢水加入5500mg的雙氧水，雙氧水的質(zhì)量濃度為30%)，設(shè)置回流比為200%，停留時(shí)間設(shè)定為8h。經(jīng)處理后出水COD小于620mg/L，濁度小于5NTU，色度小于30，去除率分別達(dá)到89. 49%、83. 4%, 98. 2%。
權(quán)利要求1.一種多級(jí)多相Fenton電解流化床稱合高級(jí)氧化內(nèi)循環(huán)塔,包括一個(gè)Fenton電解氧化反應(yīng)罐，其特征在于=Fenton電解氧化反應(yīng)罐內(nèi)自下而上設(shè)置有循環(huán)配水區(qū)、亞鐵流化結(jié)晶區(qū)、一級(jí)三相分離器、三維電極電解還原區(qū)、二級(jí)三相分離器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多級(jí)多相Fenton電解流化床耦合高級(jí)氧化內(nèi)循環(huán)塔，其特征在于還包括一個(gè)雙氧水加藥罐，其通過(guò)加藥管與Fenton電解氧化反應(yīng)罐相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多級(jí)多相Fenton電解流化床稱合高級(jí)氧化內(nèi)循環(huán)塔,其特征在于Fenton電解氧化反應(yīng)罐頂部設(shè)有一個(gè)氣體收集罐。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多級(jí)多相Fenton電解流化床稱合高級(jí)氧化內(nèi)循環(huán)塔,其特征在于=Fenton電解氧化反應(yīng)罐底部設(shè)有一個(gè)進(jìn)水管。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多級(jí)多相Fenton電解流化床耦合高級(jí)氧化內(nèi)循環(huán)塔，其特征在于加藥管上設(shè)置加藥控制閥。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多級(jí)多相Fenton電解流化床耦合高級(jí)氧化內(nèi)循環(huán)塔，包括一個(gè)Fenton電解氧化反應(yīng)罐，F(xiàn)enton電解氧化反應(yīng)罐內(nèi)自下而上設(shè)置有循環(huán)配水區(qū)、亞鐵流化結(jié)晶區(qū)、一級(jí)三相分離器、三維電極電解還原區(qū)、二級(jí)三相分離器。利用本實(shí)用的多級(jí)多相Fenton結(jié)晶體高級(jí)氧化內(nèi)循環(huán)塔創(chuàng)新地結(jié)合了電解法氧化還原技術(shù)、流化床法結(jié)晶濃縮技術(shù)，結(jié)合內(nèi)循環(huán)塔分級(jí)處理工藝，一方面克服了傳統(tǒng)Fenton法處理高濃度廢水時(shí)需要加入大量藥劑、反應(yīng)條件苛刻的弊端，另一方面可實(shí)現(xiàn)污泥100%減量化，克服傳統(tǒng)Fenton法處理高濃度有機(jī)廢水時(shí)污泥量極大、固液分離困難的問題。
文檔編號(hào)C02F1/461GK202499737SQ20122003294
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月2日
發(fā)明者吳早春, 張濟(jì), 曹姝文, 肖晶 申請(qǐng)人:廣州市環(huán)境保護(hù)工程設(shè)計(jì)院有限公司