CN109896593A - 处理高浓度有机废水的电-Fenton装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理高浓度有机废水的电‑Fenton装置及方法，属于难降解有机废水的电化学处理技术，电‑Fenton装置主要由电解槽、阴极、阳极、负载铁粒性载体、稳压稳流电源、循环反应槽、循环泵组成，其特征在于高效的铁(III)电解还原效率，流化的粒性负载铁粒性载体改进铁(III)还原效率，减少铁泥，降低运行成本，本发明方法对高浓度有机废水处理效率高、操作简单、运行可靠。

Description

处理高浓度有机废水的电-Fenton装置及方法

技术领域

本发明属于难降解有机废水的电化学处理技术领域，涉及用于高浓度有机废水处理的电-Fenton 装置及方法。

背景技术

随着经济快速发展，各种工业过程中都不可避免地排放大量含难生物降解有机污染物的废水，对于这类废水一般用基于产生羟基自由基的高级氧化技术处理。而各种高级氧化技术中，Fenton法具有投资成本低、原料易获取、操作简便、有效去除难生物降解有机物等优点，应用广泛。但是传统Fenton法存在铁盐投加大、铁泥产量大的缺点，尤其是高浓度废水，铁盐投加量大，运行成本高，因此改进Fenton技术，电-Fenton技术是电化学技术与传统Fenton技术结合，产生协同效应，提高COD去除效率，减少产生污泥量。

常用电Fenton技术包括牺牲阳极法（EF-FeOx）、阴极电Fenton法（EF-H2O2法）、EF-FeRe法等。EFFeox法是由铁阳极电解提供Fe²⁺，污泥产量相对较高；EF-H₂O₂法是把空气（或氧气）喷到电解池的阴极，溶解氧在阴极还原为H₂O₂，与Fe²⁺反应，生成Fe³⁺在阴极还原为Fe^{2 +}，该方法不用外加H₂O₂，降低处理费用，但是受电极材料等因素限制，电流效率不高，H₂O₂产量不高，影响COD去除效率。EF-FeRe法H₂O₂由外部加A入，初始加入少量Fe²⁺，后续Fe³⁺在阴极还原得到Fe²⁺，减少污泥产量，电解效率较前种方法高，同时产泥量少。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于处理高浓度有机废水的电-Fenton 装置及方法。通过改进Fe³⁺还原率，可以显著地减少污泥产量和运行费用。

具体技术方案如下：

一种处理高浓度有机废水的电-Fenton装置，包括电解槽、阴极、阳极、负载铁粒性载体、稳压稳流电源，有机废水置于电解槽内，电解槽废水入口连接H₂O₂加药泵，电解槽内布置负载铁粒性载体，阳极接负载铁粒性载体，阴极置于有机废水中，阴极、阳极通过稳压稳流电源连接。

进一步，还包括循环反应槽、循环泵，电解槽废水出口与循环反应槽入口连通，循环反应槽出口连接循环泵，循环泵连接至电解槽底部。

上述处理高浓度有机废水的电-Fenton装置的处理方法包括如下步骤：

a调节废水pH≤2.5，将废水加入电解槽，加入硫酸亚铁和负载铁粒性载体，启动循环泵，开启稳压稳流电源。

b电解槽中连续泵入H₂O₂药剂；

c反应出水调节中性，絮凝沉淀后测COD。

优选的，a中的硫酸亚铁在废水中的投入量为1-5g/L，

优选的，b中H₂O₂药剂和需去除的废水中COD的质量比为0.5-3.0:1。

优选的，a中废水的pH值1.5-2.5，负载铁粒性载体通过循环废水流化。

本方法特点为电解和氧化在负载铁粒性载体的流化床中实施。Fe³⁺的电解还原效率被流体化的粒性载体改进，H₂O₂连续地加入反应器，还原的Fe²⁺与H₂O₂进行芬顿反应，Fe³⁺在阴极还原得到Fe²⁺。如此，Fe³⁺高效还原为Fe²⁺，改进Fe³⁺电解还原效率。

与现有电Fenton方法不同点：

1、加入负载铁粒性载体，循环形成流化床。

2、系统中Fe³⁺1000mg/L即可使电流效率大于70%，而现有相同原理电Fenton技术系统中Fe³⁺30000mg/L才能确保较高的电流效率。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的电Fenton装置示意图，其中1-电解槽，2-负载铁粒性载体，3-H₂O₂加药泵，4-稳压稳流电源，5-循环反应槽，6-循环泵。

具体实施方式

下面结合附图做进一步详细描述。

如图1所示的一种处理高浓度有机废水的电-Fenton装置，包括电解槽1、阴极、阳极、负载铁粒性载体2、H₂O₂加药泵3、稳压稳流电源4、循环反应槽5、循环泵6，有机废水置于电解槽1内，电解槽1内布置负载铁粒性载体2，阳极接负载铁粒性载体2，阴极置于有机废水中，阴极、阳极通过稳压稳流电源4连接。电解槽1废水出口与循环反应槽5入口连通，循环反应槽5出口连接循环泵6，循环泵6连接至电解槽1底部。电解槽1废水入口连接H₂O₂加药泵3。

处理方法包括如下步骤：

a调节废水pH为1.5-2.5，将废水加入电解槽1，加入硫酸亚铁和负载铁粒性载体2，硫酸亚铁在废水中的投入量为1-5g/L，启动循环泵6，开启稳压稳流电源4。

b电解槽中连续泵入H₂O₂药剂，H₂O₂药剂和需去除的废水中COD的质量比为0.5-3.0:1；

c反应出水调节中性，絮凝沉淀后测COD。

实际应用中采用本发明的装置及方法可达到如下技术指标。

项目 指标

较传统Fenton减少铁污泥产生量 70%

运行成本(元/m3) 1—3.5

COD去除率 50-90%

运行成本（元/kgCOD） 10—35。

Claims (6)

1.一种处理高浓度有机废水的电-Fenton装置，其特征在于：

包括电解槽、阴极、阳极、负载铁粒性载体、H₂O₂加药泵、稳压稳流电源，有机废水置于电解槽内，电解槽废水入口连接H₂O₂加药泵，电解槽内布置负载铁粒性载体，阳极接负载铁粒性载体，阴极置于有机废水中，阴极、阳极通过稳压稳流电源连接。

2.根据权利要求1所述的处理高浓度有机废水的电-Fenton装置，其特征在于：

还包括循环反应槽、循环泵，电解槽废水出口与循环反应槽入口连通，循环反应槽出口连接循环泵，循环泵连接至电解槽底部。

3.如权利要求2所述的处理高浓度有机废水的电-Fenton装置的处理方法包括如下步骤：

a调节废水pH≤2.5，将废水加入电解槽，加入硫酸亚铁和负载铁粒性载体，启动循环泵，开启稳压稳流电源;

b电解槽中连续泵入H₂O₂药剂；

c反应出水调节中性，絮凝沉淀后测COD。

4.根据权利要求3所述的处理高浓度有机废水的电-Fenton装置的处理方法，其特征在于：

a中的硫酸亚铁在废水中的投入量为1-5g/L。

5.根据权利要求4所述的处理高浓度有机废水的电-Fenton装置的处理方法，其特征在于：

b中H₂O₂药剂和需去除的废水中COD的质量比为0.5-3.0:1。

6.根据权利要求5所述的处理高浓度有机废水的电-Fenton装置的处理方法，其特征在于：

a中废水的pH值1.5-2.5，负载铁粒性载体通过循环废水流化。