本實用新型屬于污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種多維多相Fenton污水處理系統(tǒng)。

技術(shù)背景

社會的高速發(fā)展，工業(yè)的日新月異發(fā)展，造成大量污水的產(chǎn)生，給環(huán)境造成巨大破壞。目前，污水具有污染物種類多且量大、水質(zhì)成分復雜、水質(zhì)波動大、有機物含量高等特征，而且大多數(shù)工業(yè)污水還具有生物毒性高，生化降解性差等問題。隨著人們的環(huán)境保護意識增強，環(huán)境自我調(diào)節(jié)修復能力的趨弱，導致污水處理的排放標準越來越高，很多污水處理都需要提標改造。基于面臨的問題，高級氧化技術(shù)已逐漸成為各種污水處理必不可少的工藝技術(shù)，既可以用來作為預(yù)處理工藝，來降低COD并提高污水可生化性，又可以用于污水深度處理或直接處理，來實現(xiàn)達標排放。

Fenton作為一種高級氧化技術(shù)，對于處理難生物降解或一般化學氧化難以奏效的有機污水時尤其有效，具有操作簡單、試劑易得、設(shè)備簡單、經(jīng)濟節(jié)約且對環(huán)境友好等優(yōu)點。Fenton試劑處理污水主要從兩方面發(fā)揮作用：羥基自由基(·OH)的高級氧化和鐵鹽的混凝沉淀。Fenton試劑產(chǎn)生的羥基自由基(·OH)，具有很強的氧化能力，對有機物沒有選擇性，適用范圍極其廣泛，能夠與有機物反應(yīng)生成有機自由基，有機自由基進一步氧化，使有機物結(jié)構(gòu)發(fā)生碳鏈斷裂，使大分 子難降解物質(zhì)斷鍵開鏈，大分子變成小分子，最終氧化成H₂O和CO₂，個別有機物直接礦化。均相Fenton反應(yīng)一般存在產(chǎn)泥比較多、氧化劑消耗量相對較大等問題。Fenton流化床技術(shù)通常采用石英砂作為載體，結(jié)合了均相化學氧化和異相化學氧化，將傳統(tǒng)的Fenton氧化法作了大幅度的改良，可降低Fenton反應(yīng)用藥量并減少了污泥產(chǎn)量；但是存在催化劑載體的比表面積小、無吸附能力、自身無催化能力，在載體表面形成的鐵氧化物的利用率低等問題。

鑒于現(xiàn)有Fenton水處理技術(shù)存在的一些問題，而新實施的《環(huán)境保護法》對于污水處理單位提出了更高的要求，亟需一種高效、經(jīng)濟、簡單的方法對各類污水進行處理，以期達到國家排放要求。

本實用新型的目的是提供一種多維多相Fenton污水處理系統(tǒng)及其應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種多維多相Fenton污水處理系統(tǒng)，用于提高污水的處理效果，減少處理流程，具有工藝簡單、藥劑利用率高、節(jié)省土建面積、降低基建成本、減少污泥產(chǎn)量等特點。

本實用新型技術(shù)是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種多維多相Fenton污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括Fenton反應(yīng)單元和絮凝/斜板沉降單元；

所述Fenton反應(yīng)單元包括Fenton反應(yīng)器、第一藥劑加入組件、 進水組件、回流組件；所述的Fenton反應(yīng)器通過出水管路與所述的絮凝/斜板沉降單元相連；所述的絮凝/斜板沉降單元包括絮凝/斜板沉降裝置、第二藥劑加入組件、曝氣組件。

所述的Fenton反應(yīng)單元中所述的進水組件包括污水進水管(1)、污水進水泵(2)、污水出水管(3)、第一管道混合器(18)、液體總管(19)；

所述的第一藥劑加入組件包括第一藥劑存儲裝置(4)、氧化劑進管(8)、催化劑進管(9)、酸進管(10)、氧化劑計量泵(11)、催化劑計量泵(12)、酸計量泵(13)、氧化劑出管(14)、催化劑出管(15)、酸出管(16)，其中第一藥劑存儲裝置(4)包括氧化劑儲槽(5)、催化劑儲槽(6)、酸儲槽(7)；

所述的Fenton反應(yīng)器(20)包括Fenton反應(yīng)器腔體(21)、混合槽(22)、布水板(28)、布氣管(29)、多孔催化劑(30)、Fenton反應(yīng)器出水槽(31)、Fenton反應(yīng)器出水管(32)、Fenton反應(yīng)器放空口(33)；

回流組件包括回流管(23)、第二管道混合器(24)、回流泵進水管(25)、回流泵(26)、Fenton反應(yīng)器進水管(27)；所述的絮凝/斜板沉降單元中：所述的絮凝/斜板沉降裝置(34)包括中和池(35)、絮凝池(36)、整流墻(48)、穿孔排泥管(49)、污泥斗(50)、阻流板(51)、斜板(52)、絮凝/斜板沉降單元出水槽(53)、絮凝/斜板沉降單元出水管(54)、絮凝/斜板沉降單元排空口(55)；中和池(35) 和絮凝池(36)連接；多個并排布置的污泥斗(50)的上面設(shè)有阻流板(51)和斜板(52)，每個污泥斗(50)的底部設(shè)有穿孔排泥管(49)；在第一個污泥斗(50)的穿孔排泥管(49)前設(shè)有整流墻(48)，整流墻(48)與阻流板(51)和斜板(52)固定在一起；絮凝/斜板沉降單元中斜板(52)的上面設(shè)有絮凝/斜板沉降單元出水槽(53)，絮凝/斜板沉降單元出水槽(53)設(shè)有絮凝/斜板沉降單元出水管(54)，并排的多個污泥斗(50)所在底部側(cè)面設(shè)有絮凝/斜板沉降單元排空口(55)；

所述的第二藥劑加入組件包括第二藥劑存儲裝置(37)、堿進管(39)、堿計量泵(40)、堿出管(41)、助凝劑進管(43)、助凝劑計量泵(44)、助凝劑出管(45)，其中第二藥劑存儲裝置(37)包括堿儲槽(38)、助凝劑儲罐(42)；

所述的曝氣組件包括氣泵(46)、中和池曝氣管(47a)、絮凝池曝氣管(47b)、Fenton反應(yīng)器曝氣管(47c)；

污水進水管(1)通過污水進水泵(2)、污水出水管(3)和第一管道混合器(18)連接；氧化劑儲槽(5)通過氧化劑進管(8)、氧化劑計量泵(11)、氧化劑出管(14)和混合槽(22)連接，混合槽(22)位于Fenton反應(yīng)器腔體(21)上部內(nèi)側(cè)；催化劑儲槽(6)通過催化劑進管(9)、催化劑計量泵(12)、催化劑出管(15)和第一管道混合器(18)連接；酸儲槽(7)通過酸進管(10)、酸計量泵(13)、酸出管(16)和第一管道混合器(18)連接；第一管道混合器(18)通過液體總管(19)和混合槽(22)連接；混合槽(22)通過回流管 (23)、第二管道混合器(24)、回流泵進水管(25)、回流泵(26)、Fenton反應(yīng)器進水管(27)和Fenton反應(yīng)器腔體(21)底部連接；Fenton反應(yīng)器腔體(21)內(nèi)部自下而上依次為布水板(28)、布氣管(29)、多孔催化劑(30)；Fenton反應(yīng)器腔體(21)底部還設(shè)有Fenton反應(yīng)器放空口(33)；Fenton反應(yīng)器腔體(21)內(nèi)側(cè)上部設(shè)有Fenton反應(yīng)器出水槽(31)；Fenton反應(yīng)器出水槽(31)通過Fenton反應(yīng)器出水管(32)和中和池(35)連接；堿儲槽(38)通過堿進管(39)、堿計量泵(40)、堿出管(41)與中和池(35)連接；助凝劑儲罐(42)通過助凝劑進管(43)、助凝劑計量泵(44)、助凝劑出管(45)和絮凝池(36)連接；

氣泵(46)通過中和池曝氣管(47a)與中和池連接，氣泵(46)通過絮凝池曝氣管(47b)與絮凝池連接，氣泵(46)通過Fenton反應(yīng)器曝氣管(47c)與Fenton反應(yīng)器布氣管連接(29)。

進一步優(yōu)選催化劑出管(15)和酸出管(16)與藥劑總管(17)匯總后再與第一管道混合器(18)連接。

進一步優(yōu)選氣泵(46)通過總氣管(47)分別與中和池曝氣管(47a)、絮凝池曝氣管(47b)、Fenton反應(yīng)器曝氣管(47c)連接。

進一步優(yōu)選堿出管(41)與Fenton反應(yīng)器出水管(32)匯總后再與中和池(35)連接。

多孔催化劑(30)優(yōu)選為整體式多孔多維催化劑，優(yōu)選進一步優(yōu)選Sinopuri層次孔多維催化劑。

所述的Sinopuri層次孔多維催化劑由具有層次孔結(jié)構(gòu)的催化劑載體和多維催化劑組成。

Sinopuri層次孔多維催化劑的層次孔結(jié)構(gòu)的催化劑載體材料為具有層次孔結(jié)構(gòu)的多孔碳、層次孔結(jié)構(gòu)的多孔陶瓷、層次孔結(jié)構(gòu)的多孔火山巖、層次孔結(jié)構(gòu)的多孔氧化鋁、層次孔結(jié)構(gòu)的多孔青堇石、層次孔結(jié)構(gòu)的多孔二氧化硅、層次孔結(jié)構(gòu)的多孔硅藻土中的一種或多種組合。

Sinopuri層次孔多維催化劑的催化劑為零維結(jié)構(gòu)的金屬或金屬氧化物、一維結(jié)構(gòu)的金屬或金屬氧化物、二維結(jié)構(gòu)的金屬或金屬氧化物、多孔或多維結(jié)構(gòu)金屬或金屬氧化物顆粒中的一種或多種組合。

Sinopuri層次孔多維催化劑的多孔或多維催化劑為鐵、鐵的氧化物、銅、銅的氧化物、錳、錳的氧化物、鈷、鈷的氧化物、鎳、鎳的氧化物、鈰、鈰的氧化鈰、稀土金屬、稀土氧化物、鉑、銀、金、釕、銠的一種或多種組合。

上述一種多維多相Fenton污水處理系統(tǒng)，其特征在于；應(yīng)用時包括以下步驟：

需處理的污水由污水進水管(1)進入污水進水泵(2)，然后通過污水出水管(3)進入第一管道混合器(18)；存儲在酸儲槽(7)中的酸液通過酸進管(10)進入酸計量泵(13)，然后通過酸出管(16)最終進入第一管道混合器(18)；存儲在催化劑儲槽(6)中的催化劑溶液通過催化劑進管(9)進入催化劑計量泵(12)，然后通過催化劑 出管(15)最終進入第一管道混合器(18)；酸液和催化劑溶液在第一管道混合器(18)中與從污水出水管(3)過來的污水進行混合；在第一管道混合器(18)中混合的液體通過液體總管(19)進入Fenton反應(yīng)器(20)的Fenton反應(yīng)器混合槽(22)；存儲在氧化劑儲槽(5)中的氧化劑溶液通過氧化劑進管(8)進入氧化劑計量泵(11)，然后通過氧化劑出管(14)進入Fenton反應(yīng)器(20)的Fenton反應(yīng)器混合槽(22)，并開始進行混合與均相催化氧化反應(yīng)；污水與藥劑混合并反應(yīng)的同時，通過回流管(23)進入第二管道混合器(24)進一步混合，接著通過回流泵進水管(25)進入回流泵(26)，并通過Fenton反應(yīng)器進水管(27)進入Fenton反應(yīng)器(20)的底部，反應(yīng)液體上流通過布水板(28)向上流動，經(jīng)過多孔催化劑(30)，并進行異相催化氧化反應(yīng)，同時，由氣泵(46)產(chǎn)生的空氣分別經(jīng)過Fenton反應(yīng)器曝氣管(47c)，再通過Fenton反應(yīng)器(20)的布氣管(29)進入Fenton反應(yīng)器，參與多相反應(yīng)，并起到攪拌均質(zhì)的作用；污水被多維多相催化氧化處理的同時繼續(xù)往上流動，一部分進入混合槽(22)進行回流，一部分進入Fenton反應(yīng)器出水槽(31)，再通過Fenton反應(yīng)器出水管(32)進入絮凝/斜板沉降裝置(34)的中和池(35)；同時，存儲在第二藥劑存儲裝置(37)中的堿儲槽(38)中的堿液通過堿液進管(39)進入堿液計量泵(40)，然后通過堿液出管(41)進入Fenton反應(yīng)器出水管(32)，與催化氧化后的污水進行混合，并一起進入中和池(35)，調(diào)堿后的污水流入絮凝池(36)；同時，存儲在助凝劑儲罐(42)中的助凝劑溶液通過助凝劑進管(43)進入助凝 劑計量泵(44)，然后通過助凝劑出管(45)進入絮凝池(36)與調(diào)堿后的污水混合；同時，由氣泵(46)產(chǎn)生的空氣分別通過中和池曝氣管(47a)和絮凝池曝氣管(47b)對中和池(35)和絮凝池(36)進行通氣攪拌；絮凝后的污水進入沉淀區(qū)，即先通過整流墻(48)流至斜板(52)下方，并上流進行斜板沉降，沉降后的污水通過絮凝/斜板沉降單元出水槽(53)，進入絮凝/斜板沉降單元出水管(54)后排出整個多維多相Fenton水處理系統(tǒng)；系統(tǒng)產(chǎn)生的泥通過穿孔排泥管(49)排出整個多維多相Fenton污水處理系統(tǒng)。

氧化劑優(yōu)選為雙氧水、過硫酸鹽或高氯酸鹽溶液的一種或多種組合；催化劑溶液優(yōu)選為Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、Cu⁺、Mn²⁺、Mn⁴⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Ce²⁺中的一種或多種組合；酸優(yōu)選為硫酸或鹽酸；堿液優(yōu)選為NaOH溶液或KOH溶液；助凝劑溶液優(yōu)選為PAM溶液。

Fenton水處理系統(tǒng)可以作為污水的預(yù)處理工藝，也可以作為污水的深度處理工藝，也可以作為單獨處理工藝；Fenton水處理系統(tǒng)可以用來處理各類工業(yè)污水，包括石化污水、造紙污水、醫(yī)藥污水、化工污水、園區(qū)污水、事故污水、皮革污水、醫(yī)院污水、煤化工污水、食品污水、養(yǎng)殖污水。

附圖說明

圖1為一種多維多相Fenton污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

污水進水管1、污水進水泵2、污水出水管3、第一藥劑存儲裝 置4、氧化劑儲槽5、催化劑儲槽6、酸儲槽7、氧化劑進管8、催化劑進管9、酸進管10、氧化劑計量泵11、催化劑計量泵12、酸計量泵13、氧化劑出管14、催化劑出管15、酸出管16、藥劑總管17、第一管道混合器18、液體總管19、Fenton反應(yīng)器20、Fenton反應(yīng)器腔體21、Fenton反應(yīng)器混合槽22、回流管23、第二管道混合器24、回流泵進水管25、回流泵26、Fenton反應(yīng)器進水管27、布水板28、布氣管29、多孔催化劑30、Fenton反應(yīng)器出水槽31、Fenton反應(yīng)器出水管32、Fenton反應(yīng)器放空口33、絮凝/斜板沉降裝置34、中和池35、絮凝池36、第二藥劑存儲裝置37、堿儲槽38、堿進管39、堿計量泵40、堿出管41、助凝劑儲罐42、助凝劑進管43、助凝劑計量泵44、助凝劑出管45、氣泵46、氣管47、中和池曝氣管47a、絮凝池曝氣管47b、Fenton反應(yīng)器曝氣管47c、整流墻48、穿孔排泥管49、污泥斗50、阻流板51、斜板52、絮凝/斜板沉降單元出水槽53、絮凝/斜板沉降單元出水管54、絮凝/斜板沉降單元排空口55。

圖2為一種多維多相Fenton污水處理系統(tǒng)作為污水預(yù)處理工藝流程圖；

圖3為一種多維多相Fenton污水處理系統(tǒng)作為污水深度處理工藝流程圖；

圖4為一種多維多相Fenton污水處理系統(tǒng)作為污水處理工藝流程圖；

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本實用新型做進一步說明，但本實用新型并不限于以下實施例。

附圖將結(jié)合下面的文字加以說明。圖1為一種多維多相Fenton污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

Fenton污水處理系統(tǒng)包括污水進水管1、污水進水泵2、污水出水管3、第一藥劑存儲裝置4、氧化劑儲槽5、催化劑儲槽6、酸儲槽7、氧化劑進管8、催化劑進管9、酸進管10、氧化劑計量泵11、催化劑計量泵12、酸計量泵13、氧化劑出管14、催化劑出管15、酸出管16、藥劑總管17、第一管道混合器18、液體總管19、Fenton反應(yīng)器20、Fenton反應(yīng)器腔體21、Fenton反應(yīng)器混合槽22、回流管23、第二管道混合器24、回流泵進水管25、回流泵26、Fenton反應(yīng)器進水管27、布水板28、布氣管29、多孔催化劑30、Fenton反應(yīng)器出水槽31、Fenton反應(yīng)器出水管32、Fenton反應(yīng)器放空口33、絮凝/斜板沉降裝置34、中和池35、絮凝池36、第二藥劑存儲裝置37、堿儲槽38、堿進管39、堿計量泵40、堿出管41、助凝劑儲罐42、助凝劑進管43、助凝劑計量泵44、助凝劑出管45、氣泵46、氣管47、中和池曝氣管47a、絮凝池曝氣管47b、Fenton反應(yīng)器曝氣管47c、整流墻48、穿孔排泥管49、污泥斗50、阻流板51、斜板52、絮凝/斜板沉降裝置出水槽53、絮凝/斜板沉降裝置出水管54、絮凝/斜板沉降裝置排空口55。

實施例1

使用上述實用新型進行高含鹽石化污水的深度處理。污水進水COD為150～90mg/L，經(jīng)過Fenton水處理系統(tǒng)處理后，降到50mg/L以下，出水COD滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918-2002)一級標準的A標準。實驗表明，該處理系統(tǒng)對石化污水的深度處理具有良好效果。

實施例2

使用上述實用新型進行醫(yī)藥污水的深度處理。污水進水COD為180～120mg/L，經(jīng)過Fenton水處理系統(tǒng)處理后，降到50mg/L以下，出水COD滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918-2002)一級標準的A標準。實驗表明，該處理系統(tǒng)對醫(yī)藥污水的深度處理具有良好效果。

實施例3

使用上述實用新型進行造紙污水的RO處理濃水直接進行處理。污水進水COD為220～150mg/L，經(jīng)過Fenton水處理系統(tǒng)處理后，降到50mg/L以下，出水COD滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918-2002)一級標準的A標準。實驗表明，該處理系統(tǒng)對造紙污水的RO處理濃水處理具有良好效果。

實施例4

使用上述實用新型進行化工污水的預(yù)處理。污水進水COD為6000～7500mg/L，B/C比小于1.9，經(jīng)過Fenton水處理系統(tǒng)處理后，降到1200mg/L以下，B/C比超過3.1，COD顯著降低，可生化性提 高，進一步進行生化處理后，出水COD降到50mg/L以下，滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918-2002)一級標準的A標準。實驗表明，該處理系統(tǒng)對化工污水的預(yù)處理具有良好效果。