CN110436668A - 废水处理方法及系统 - Google Patents

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杜亚威
董涛
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Abstract

本发明提供了一种废水处理方法及系统，属于废水处理技术领域，废水处理方法包括的主要步骤为向调节好PH值的废水中加入含有亚铁离子的溶液，同时向废水中持续加入双氧水；废水处理的装置包括芬顿罐，芬顿罐设有内壳和外壳，内壳和外壳之间设有冷却层，外壳分别设有进水口和出水口，进水口与冷却塔的出水口连通，进水口与冷却塔的进水口连通。本发明提供的废水处理方法，减少芬顿反应中双氧水与Fe2+的摩尔比，进而减少反应生成的羟基自由基被双氧水捕获而失效；本发明提供的废水处理系统，对芬顿罐进水冷降温，减少双氧水的分解；废水处理方法及系统，共同保证芬顿反应更加充分。

Description

废水处理方法及系统
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，更具体地说，是涉及一种废水处理方法及系统。
背景技术
废水处理是的向废水中加入Fe2+(二价铁离子)和双氧水，Fe2+与双氧水反应生成羟基自由基，利用羟基自由基降解废水中的有机物。现有技术中，Fe2+与双氧水均为一次性添加，反应产生的羟基自由基一部分用于降解废水中的有机物，另一部分被双氧水捕获，造成用于降解有机物的羟基自由基减少，反应不充分。芬顿反应会产生较多的热量，而双氧水在温度高于80℃时会加速分解生成水和氧气，造成氧化剂减少，反应不充分。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废水处理方法及系统，以解决现有技术中存在的芬顿反应不充分的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种废水处理方法，包括以下步骤：
a.向废水中加入酸性调节剂，调节废水的PH值的范围在3和4之间；
b.向步骤a所得的废水中加入含有亚铁离子的溶液，同时向步骤a所得的废水中持续加入双氧水至反应结束；
c.向步骤b所得的废水中加入助凝剂，使废水静置分层，得到污泥和上清液；
d.将步骤c所得的污泥转移至污泥收集装置，将步骤c所得的上清液转移至污水池；
e.干化步骤d所得的污泥。
进一步地，步骤b中，保持反应温度小于等于50℃。
进一步地，步骤c中，助凝剂为氢氧化钠。
进一步地，步骤e中，干化污泥的方法为压滤干化法。
本发明提供的废水处理方法的有益效果在于：双氧水持续加入到废水中，减少废水中双氧水与Fe2+的摩尔比，生成的羟基自由基更多的用于降解有机物。
本发明的技术方案还包括一种废水处理系统，包括用于调节废水PH值的调节罐、与所述调节罐连通用于废水反应的芬顿罐、与所述芬顿罐连通用于收集污泥的污泥罐以及与所述芬顿罐连通用于收集上清液的污水池，其特征在于：所述芬顿罐设有内壳和外壳，所述内壳和外壳之间设有冷却层，所述外壳分别设有冷却液进口和冷却液出口，所述冷却液进口用于与冷却塔的出水口连通，所述冷却液出口用于与所述冷却塔的进水口连通。
进一步地，所述内壳的侧壁分别设有贯穿所述外壳并与所述外壳密封连接的进料管和出料管。
进一步地，所述内壳的底部设有贯穿所述外壳并与所述外壳密封连接的污泥管。
进一步地，所述芬顿罐的内部设有搅拌桨，所述搅拌桨的桨轴与所述芬顿罐的中心线重合，所述桨轴的顶部与驱动电机的输出轴共轴连接。
本发明提供的废水处理系统的有益效果在于：芬顿罐外壳和内壳之间设有冷却层，冷却塔中的冷却水流经冷却层对芬顿罐降温，减少双氧水的分解，使芬顿反应充分，也可以缓解高温对反应器的腐蚀。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的废水处理系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的芬顿罐的结构示意图；
其中，图中各附图标记：
1、调节罐；2、芬顿罐；21、内壳；22、外壳；23、冷却液进口；24、冷却液出口；25、进料管；26、出料管；27、污泥管；28、搅拌桨；281、桨轴；29、驱动电机；210、联轴器；3、污水池；4、污泥罐；5、冷却塔。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
现对本发明提供的废水处理方法进行说明。
废水处理方法，包括以下步骤：
a.芬顿反应需要在酸性条件下才能发挥较强的氧化性，所以反应前向废水中加入稀硫酸，调节废水的PH值到3，因为芬顿反应在PH＝3的酸性条件下能够发挥最强的氧化性；
b.向调节好PH值的废水中加入含有硫酸亚铁溶液和双氧水，双氧水通过管线持续通入废水中，直至硫酸亚铁全部反应，保证废水中的Fe2+与双氧水充分反应；
c.向废水中加入助凝剂，静置分层，分层后，污泥沉淀在底部，与上清液分离；
d.泥水分层后，将污泥抽吸至污泥收集装置，将上清液抽吸至污水池进行下一步污水处理工序；
e.将抽吸出的污泥干化处理。
本发明提供的废水处理方法，与现有技术相比，双氧水持续加入到废水中，减少废水中双氧水与Fe2+的摩尔比，生成的羟基自由基更多的用于降解有机物。
作为本发明提供的废水处理方法的一种具体实施方式，步骤b即芬顿反应过程会产生较多的热量，为了防止温度过高时双氧水分解，持续对芬顿反应降温，保持芬顿反应过程的温度不高于50℃。
作为本发明提供的废水处理方法的一种具体实施方式，芬顿反应中，Fe2+一次性加入，而双氧水为持续加入，随着反应的进行，Fe2+反应消耗，废水中Fe2+的量逐渐减少，为了避免双氧水的浪费，双氧水的通入量也要逐渐减少，在通入双氧水的管线上设置有流量法，通过控制流量法控制双氧水的注入量，并且保证整个芬顿反应过程中，双氧水不间断。
作为本发明提供的废水处理方法的一种具体实施方式，步骤c中，加入的助凝剂为氢氧化钠，使溶液为偏碱性，进行絮凝沉淀。
作为本发明提供的废水处理方法的一种具体实施方式，将抽吸出的污泥采用压滤法进行干化，压滤干化方法能够将污泥中的水分由95％降低至40％，是一种比较有效的干化方法，经过压滤干化的污泥在进入后续的焚烧、填埋等处理工序。
请参阅图1，本发明还提供一种废水处理系统，包括调节罐1、与调节罐1连通的芬顿罐2以及分别于芬顿罐2连通的污泥罐4和污水池3。芬顿反应前，向废水中加稀硫酸，调节PH值到3，PH＝3的条件下，芬顿反应才能发挥出最强的氧化性，酸性调节的工序在调节罐1中进行。酸性调节完成后，将酸性废水通入芬顿罐2中，芬顿罐2为双层壳结构，包括内壳21和套设在内壳21外部的外壳22，内壳21和外壳22之间形成封闭的空间，作为冷却层，外壳22的靠近顶部的部分开设有冷却液进23，外壳22的底部设有冷却液出口24，冷却液进口23与冷却塔5的出水口连通，冷却液出口24与冷却塔5的进水口连通，冷却塔5中设有冷却装置，将经过冷却的水注入芬顿罐2的冷却层中，冷却层中的冷水与芬顿罐2内部的废水进行热交换，对废水降温，经过热交换的水再次进入冷却塔5中进行冷却，然后再次进入冷却层中，形成循环，持续对芬顿罐2进行冷却，在芬顿罐2的内壳21的内部设置温度传感器，实时检测芬顿反应过程中芬顿罐2内部的温度，确保反应过程中温度不超过50℃。芬顿反应完成后，在芬顿罐2中加入氢氧化钠，调节溶液呈偏碱性，进行絮凝沉淀，沉淀在芬顿罐2底部的污泥转移至污泥罐4中，上清液转移至污水池3中，对污泥和上清液分别进行处理。
本发明提供的废水处理系统，与现有技术相比，芬顿罐2外壳22和内壳21之间设有冷却层，冷却塔5中的冷却水流经冷却层对芬顿罐2降温，减少双氧水的分解，使芬顿反应充分，也可以缓解高温对反应器的腐蚀。
作为本发明提供的废水处理系统的一种具体实施方式，内壳21的侧壁靠近顶部的位置设有进料口，进料口连接有进料管25，进料管25贯穿外壳22并且进料管25的外壁与外壳22用满焊的方式密封连接，防止冷却层中的水从进料管25与外壳22的连接处泄漏；内壳21的侧壁靠近底部的位置设有出料口，出料口连接有出料管26，出料管26贯穿外壳22并且出料管26的外壁与外壳22用满焊的方式密封连接，防止冷却层中的水从出料管26与外壳22的连接处泄漏。废水从通过进料管25进入芬顿罐2中，经过芬顿反应处理以及絮凝沉降后，上清液从出料管26中排出。
作为本发明提供的废水处理系统的一种具体实施方式，内壳21的最底部设有污泥出口，污泥出口连接污泥管27，沉降在芬顿罐2底部的污泥经由污泥管27被抽吸至污泥罐4中，污泥管27贯穿外壳22并且污泥管27的外壁与外壳22用满焊的方式密封连接，防止冷却层中的水从污泥管27与外壳22的连接处泄漏。
作为本发明提供的废水处理系统的一种具体实施方式，芬顿罐2的内部设有搅拌桨28，用于搅拌芬顿罐2中的溶液，一方面使通入的双氧水与Fe2+充分接触反应，生成羟基自由基，另一方面，通过搅拌，生成的羟基自由基与废水中的有机物充分接触。在芬顿罐的顶部安装驱动电机29，将搅拌桨28的桨轴281与驱动电机29的输出轴通过联轴器210连接，驱动电机29带动搅拌桨28转动。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.向废水中加入酸性调节剂，调节废水的PH值的范围在3和4之间；
b.向步骤a所得的废水中加入含有亚铁离子的溶液，同时向步骤a所得的废水中持续加入双氧水至反应结束；
c.向步骤b所得的废水中加入助凝剂，使废水静置分层，得到污泥和上清液；
d.将步骤c所得的污泥转移至污泥收集装置，将步骤c所得的上清液转移至污水池；
e.干化步骤d所得的污泥。
2.如权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于：步骤b中，保持反应温度小于等于50℃。
3.如权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于：步骤c中，助凝剂为氢氧化钠。
4.如权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于：步骤e中，干化污泥的方法为压滤干化法。
5.应用如权利要求1-4任一项所述的废水处理方法的废水处理系统，包括用于调节废水PH值的调节罐、与所述调节罐连通用于废水反应的芬顿罐、与所述芬顿罐连通用于收集污泥的污泥罐以及与所述芬顿罐连通用于收集上清液的污水池，其特征在于：所述芬顿罐设有内壳和外壳，所述内壳和外壳之间设有冷却层，所述外壳分别设有冷却液进口和冷却液出口，所述冷却液进口用于与冷却塔的出水口连通，所述冷却液出口用于与所述冷却塔的进水口连通。
6.如权利要求5所述的废水处理系统，其特征在于：所述内壳的侧壁分别设有贯穿所述外壳并与所述外壳密封连接的进料管和出料管。
7.如权利要求5所述的废水处理系统，其特征在于：所述内壳的底部设有贯穿所述外壳并与所述外壳密封连接的污泥管。
8.如权利要求5-7任一项所述的废水处理系统，其特征在于：所述芬顿罐的内部设有搅拌桨，所述搅拌桨的桨轴与所述芬顿罐的中心线重合，所述桨轴的顶部与驱动电机的输出轴共轴连接。
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