CN105461103B - 用氧化铁红做载体的芬顿流化床废水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用氧化铁红做载体的芬顿流化床废水处理方法，在Fenton流化床反应柱中将装有氧化铁红、待处理的废水通过进水泵泵入流化床柱的循环管路中，补加双氧水、硫酸亚铁水溶液以及硫酸，再从流化床上部吸水、下部进水，将流化区的上升流速控制在20‑30米/小时，大部分流化床上部带有氧化铁红载体的水溶液被循环泵打入循环管路回流，而废水进入酸碱中和沉淀反应器，通过加碱、PAM，调节PH值，再经沉淀、脱絮得到净水。本发明通过使用氧化铁红作为芬顿催化氧化流化床的载体，通过氧化铁与双氧水存在的类芬顿反应，拓宽芬顿反应的PH值，降低亚铁离子使用量，提高芬顿化学氧化的效率，降低芬顿化学氧化的处理成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水处理方法，具体涉及利用氧化铁红作为芬顿（Fenton）流化床的载体，提高废水芬顿反应的氧化效率，高效处理难生物降解有机物废水的一种方法。它属于环境保护的技术领域。
背景技术
芬顿（Fenton）氧化反应就是在有亚铁离子的存在下，通过双氧水，当PH值偏酸性时，在亚铁离子的催化作用下，过氧化氢会分解产生羟基自由基（OH），从而引发一系列的链反应，从而具有极强的氧化作用，用于氧化废水中的有机污染物。Fenton试剂产生自由基氧化机理如下：
Fe2++H2O2 Fe3++(OH)+OH- (1)
Fe2++(OH)Fe3++OH- (2)
Fe3++H2O2 Fe2++(HO2)+H+ (3)
(HO2)+H2O2 O2+H2O+(OH) (4)
RH+(OH)(R)+H2O (5)
(R)+Fe3+ R++Fe2+ (6)
R++O2ROO+…CO2+H2O (7)
上述反应中Fe2+起着催化剂的作用，它与H2O2之间的反应很快，生成氧化能力很强的（OH）自由基。有三价铁共存时，由于Fe3+与H2O2缓慢地生成Fe2+，接着Fe2+再与H2O2迅速反应，生成（OH），（OH）与有机物RH反应生成有机自由基（R），（R）进一步氧化最终使有机物结构发生碳链断裂，氧化为二氧化碳和水，从而降解污染物。
芬顿氧化技术具有操作简单，反应快速等特点，因而得到了广泛的研究。但是传统均相芬顿（Fenton）体系中，亚铁盐使用量大，生成大量含铁污泥，这就增加了处理成本，同时也产生二次污染的问题，制约了均相Fenton体系的工业应用。
目前，国内外的文献对于芬顿氧化处理方法的报道主要集中在芬顿氧化技术的催化技术的改进提高以及芬顿氧化与其他处理技术联用来处理废水方面，例如：有用石英砂负载氧化铁作为芬顿流化床非均相催化氧化反应体系的研究，但石英砂颗粒较粗大（50-80目），提供的比表面积比较小，且因石英砂的颗粒较大，需要高达60-80米/小时的上升流速，才能使石英砂处于流态化状态，故反应系统流态化的循环流量大，动力消耗也比较高。
发明内容
本发明的目的是针对传统芬顿氧化处理方法双氧水和七水硫酸亚铁离子使用量大，反应后生成的含铁污泥较多，以及石英砂Fenton流化床上升流速过快，动力消耗大而提出一种用氧化铁红做载体的芬顿流化床废水处理方法。
本发明目的通过如下技术方案实现：
一种用氧化铁红做载体的芬顿流化床废水处理方法，包括如下步骤和工艺条件：
1、在一个Fenton流化床反应柱中，装填有湿法生产的氧化铁红，待处理的废水，通过
进水泵，泵入流化床柱的循环管路中。同时按废水处理的要求，不断在进水泵的水泵出口补加双氧水、硫酸亚铁水溶液，以及硫酸，维持反应体系PH值为3-5。
2、通过一个循环泵，从流化床的流化区的上部吸水，下部进水，将流化床中流化区的上
升流速控制在20-30米/小时，大部分流化床上部的水溶液（带有氧化铁红载体）被循环泵打入循环管路回流，回流从出水取水再打回进水端的进水管，溢流的部分因上升流速较小，氧化铁红不可能随废水带出，废水进入下一步的酸碱中和沉淀反应器。
3、在下一步的酸碱中和沉淀反应器，通过加入碱（氢氧化钠、碳酸钠、石灰）和PAM
（聚丙烯酰胺），调节废水的PH值为7-8，这时，水中形成大量氢氧化铁的絮体，通过沉淀，脱除这些絮体，从而废水得到净化。
相对于现有技术，本发明具有如下优点：
1、本发明通过使用湿法生产得到的氧化铁红作为芬顿催化氧化流化床的载体，通过氧化
铁与双氧水存在的类芬顿反应，从而拓宽了芬顿反应的PH值，降低了亚铁离子的使用量，提高了芬顿化学氧化的效率，减少了芬顿氧化所产生的含氢氧化铁的污泥量，从而降低了芬顿化学氧化的处理成本。
2、本发明采用湿法氧化铁红作为非均相催化氧化的载体，由于氧化铁红的颗粒微小，在
氧化铁红Fenton流化床体系中，能提供巨大的比表面积，更易与反应体系形成铁的羟基化合物，而具备催化氧化作用，催化氧化的效果证明，用氧化铁红作为非均相氧化的催化载体，效率比用石英砂为载体的催化氧化体系高得多。从而减少了亚铁的使用量，也减少了后续处理过程中含氧化铁污泥的产量，降低了化学氧化的处理成本。
3、本发明采用湿法生产的氧化铁红作为非均相催化的载体，因氧化铁红的粉末比较细小，
可参与反应器的反应液循环，不会对循环水泵产生损害，同时由于其粒径较小，其上升流速，只要控制在超过20米/小时的范围，就能使用于非均相催化作用的氧化铁红，处于流态化状态，从而节省了用于流态化时的动力消耗，且大大增加了此流化床系统的操作弹性。
具体实施方式
下面结合实例对本发明作进一步的详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实例表示的范围。
实施例1
处理垃圾填埋场经前段生化处理后的垃圾渗滤液（COD为800mg/L），使用氧化铁红作为催化载体的Fenton流化床系统，与采用传统不加载体的Fenton反应、加石英砂作为催化载体的Fenton反应，COD处理效果及各项运行费用如表1所示：
表1 三种Fenton工艺的处理比较
从上表看，采用负载有氧化铁红催化载体的非均相Fenton流化床系统COD去除率最高（处理效果最好），加入的双氧水和七水硫酸亚铁最少，运行电耗最少（运行费用最低），污泥产量最少（二次污染物最少）。
Claims (1)
1.一种用氧化铁红做载体的芬顿流化床废水处理方法，包括以下工序：
步骤1：在一个Fenton流化床反应柱中，装填有湿法生产的氧化铁红，待处理的废水，通过进水泵，泵入流化床柱的循环管路中，同时按废水处理的要求，不断在进水泵的水泵出口补加2L/T 的30%双氧水、2L/T 的20%硫酸亚铁水溶液以及0.3 L/T的98%硫酸，维持反应体系pH 值为3-5；
步骤2：通过一个循环泵，从流化床的流化区的上部吸水，下部进水，将流化床中流化区的上升流速控制在20-30米/小时，大部分流化床上部带有氧化铁红载体的水溶液被循环泵打入循环管路回流，回流从出水取水再打回进水端的进水管，溢流的部分因上升流速较小，氧化铁红不可能随废水带出，废水进入下一步的酸碱中和沉淀反应器；
步骤3：在下一步的酸碱中和沉淀反应器，通过加入碱和PAM，调节废水的pH 值为7-8，这时，水中形成大量氢氧化铁的絮体，通过沉淀，脱除这些絮体，从而废水得到净化；所述的碱是指2L/T 的30%氢氧化钠、碳酸钠、石灰。
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Denomination of invention: Fenton fluidized bed wastewater treatment method using iron oxide red as carrier Effective date of registration: 20210903 Granted publication date: 20190924 Pledgee: Development Zone sub branch of Bank of Guangzhou Co.,Ltd. Pledgor: GUANGZHOU HUALU ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980008836 |
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Date of cancellation: 20221013 Granted publication date: 20190924 Pledgee: Development Zone sub branch of Bank of Guangzhou Co.,Ltd. Pledgor: GUANGZHOU HUALU ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980008836 |
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Denomination of invention: Fenton fluidized bed wastewater treatment method using iron oxide red as a carrier Effective date of registration: 20231214 Granted publication date: 20190924 Pledgee: Shanghai Pudong Development Bank Limited by Share Ltd. Guangzhou branch Pledgor: GUANGZHOU HUALU ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980071759 |