CN113845251A - 一种低运行成本的Fenton处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低成本运行的Fenton处理系统及方法，系统包括：顺次连接的加药混合池与Fenton氧化反应池、中和脱气池和高效沉淀池，加药混合池与Fenton氧化反应池、中和脱气池和高效沉淀池内均设有搅拌装置，加药混合池与Fenton氧化反应池、中和脱气池和高效沉淀池均设有对应的加药装置；测量仪表组件测量各反应池的测量值，搅拌控制装置根据测量值分别自动控制各搅拌装置；加药控制装置根据测量值分别控制各加药装置的加药量。该系统及方法能准确控制搅拌装置的转速和加药装置的加药量，不仅保证系统运行稳定，且运行成本低。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理领域，尤其涉及一种低运行成本的Fenton处理系统及方法。
背景技术
废水处理的Fenton处理工艺是在酸性条件下，H2O2在Fe2+存在下生成强氧化能力的羟基自由基(·OH)，并引发更多的其他自由基，以实现对有机物的氧化降解,羟基自由基具有较强的氧化能力，其氧化电位仅次于氟，同时具有很高的电负性和亲电性，因而Fenton工艺可无选择氧化水中的大多数有机物，适用于难生物降解的有机废水的氧化处理。
传统Fenton处理系统主要分为调酸池、氧化反应池、中和脱气池和沉淀分离池，处理时，首先将废水调至酸性，再投加催化剂亚铁Fe2+，双氧水H2O2在Fe2+催化下生成·OH，对废水中有机物进行降解。具体是先投加硫酸将废水pH值降到3～4，再投加硫酸亚铁进行氧化反应，反应完后再中和回调pH值到7～8，pH变化范围很大，酸碱加药量很大；同时为保证处理效果，双氧水及硫酸亚铁往往过量投加，导致氧化剂与亚铁催化剂投加量过大，亚铁与双氧水质量比一般在1.5～2，亚铁离子投加量大同步带来污泥产生量巨大，污泥处理成本也增加。
因此，传统Fenton处理工艺，因其药剂使用种类多、工艺控制复杂、药剂投加量大，污泥产生量大，存在运行成本非常高的问题。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的是提供了一种低运行成本的Fenton处理系统及方法，其运行成本低，能解决现有技术中存在的上述技术问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明实施方式提供一种低成本运行的Fenton处理系统，包括：
加药混合池、Fenton氧化反应池、中和脱气池、高效沉淀池、测量仪表组件、搅拌控制装置和加药控制装置；其中，
所述加药混合池与Fenton氧化反应池、中和脱气池和高效沉淀池顺次连接；
所述加药混合池由串联的调酸分池、第二加药分池和第三加药分池组成，其中，所述调酸分池设有硫酸投加装置，第二、三加药分池体分别设有硫酸亚铁投加装置；
所述调酸分池、第二加药分池和第三加药分池内均设有搅拌装置；
所述Fenton氧化反应池由串联的两格氧化分池组成，其中，第一格氧化分池设有双氧水投加装置；
所述第一、第二格氧化分池内均设有搅拌装置；
所述第二格氧化分池的末端通过回流装置回连至所述第一格氧化分池的前端；
所述中和脱气池设有中和剂投加装置，该中和脱气池内设有第一空气搅拌装置；
所述高效沉淀池由串联的混合分池体、絮凝分池体和沉淀分池体组成，所述混合分池体内设有搅拌装置，所述絮凝分池体内设有第二空气搅拌装置；
所述测量仪表组件分别设置于所述加药混合池、Fenton氧化反应池和高效沉淀池；
所述搅拌控制装置分别与各搅拌装置、空气搅拌装置和所述测量仪表组件电气连接，能根据测量仪表组件的测量值自动控制各搅拌装置和空气搅拌装置的运行和停止；
所述加药控制装置分别与所述硫酸投加装置、硫酸亚铁投加装置、双氧水投加装置、中和剂投加装置和所述测量仪表组件电气连接，能根据所述测量仪表组件测得的测量值分别控制所述硫酸投加装置、硫酸亚铁投加装置、双氧水投加装置和中和剂投加装置进行对应药剂的添加。
本发明实施例还提供一种低成本运行的Fenton处理方法，采用本发明所述的低成本运行的Fenton处理系统，包括：
废水先进入所述处理系统的加药混合池，通过所述硫酸投加装置与硫酸亚铁投加装置依次投加硫酸与硫酸亚铁，将pH值调至3.5～4.5，通过所述加药混合池内的搅拌装置使药剂均匀混合；
废水经所述加药混合池后进入所述处理系统的Fenton氧化反应池，通过所述双氧水投加装置投加双氧水充分搅拌反应，该Fenton氧化反应池的出水部分回流至该Fenton氧化反应池的进水端；
所述Fenton氧化反应池的出水进入所述处理系统的中和脱气池，所述中和脱气池的中和池内通过所述中和剂投加装置加入氢氧化钙或氢氧化钠回调pH值至6～7，所述中和脱气池的脱气池内通过第一空气搅拌装置引入空气，吹脱多余的H2O2；
所述中和脱气池的出水进入所述处理系统的高效沉淀池，在所述高效沉淀池的混合分池体中进入PAC或硫酸铝，絮凝分池体加入PAM，该高效沉淀池的沉淀分池体的污泥部分回流至絮凝分池体；
所述高效沉淀池的沉淀分池体的出水作为好水排出，所述沉淀分池体排出的污泥经脱水机脱水后外运处置；
所述处理系统的测量仪表组件分别测量所述加药混合池的进水流量值与进水COD值，所述Fenton氧化反应池的ORP值，以及所述高效沉淀池的出水COD值；
所述搅拌控制装置，根据所述测量仪表组件测得的进水流量值，自动控制各搅拌装置和空气搅拌装置的运行和停止；
所述加药控制装置，根据所述测量仪表组件的测量值分别控制所述硫酸投加装置、硫酸亚铁投加装置、双氧水投加装置和中和剂投加装置进行对应药剂的添加。
与现有技术相比，本发明所提供的低运行成本的Fenton处理系统及方法，其有益效果包括：
通过将加药混合池、Fenton氧化反应池、中和脱气池和高效沉淀池连接，各加药混合池、Fenton氧化反应池、中和脱气池、高效沉淀池均分隔为多个池体，各池体单独设置加药和搅拌装置，配合测量仪表组件、搅拌控制装置和加药控制装置，能根据测量得到的处理污水状态的测量值进行对应的搅拌、加药控制，进而实现精确控制搅拌转速以及加药量，实现了在提高Fenton处理效果的同时实现低成本运行，运行成本比传统Fenton节省约20～30％。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的低运行成本的Fenton处理系统的构成示意图；
图2为本发明实施例提供的低运行成本的Fenton处理系统的搅拌控制装置的构成示意图；
图3为本发明实施例提供的低运行成本的Fenton处理系统的加药控制装置的构成示意图；
图4为本发明实施例提供的低运行成本的Fenton处理系统的控制结构示意图；
图中：1-加药混合池；11-调酸区；12-第一加药混合池；13-第二加药混合池；14-硫酸投加装置；15-硫酸亚铁投加装置；2-Fenton氧化反应池；21-第一格氧化分池；22-第二格氧化分池；23-双氧水投加装置；24-中和剂投加装置；3-中和脱气池；31-第一空气搅拌装置；4-高效沉淀池；41-混合区；42-絮凝区；43-沉淀区；44-第二空气搅拌装置；5-搅拌控制装置；6-加药控制装置；7-测量仪表组件；8-回流装置；9-搅拌装置；100-模型服务器；200-控制柜；A-进水管；B-出水管；C-进水量值；D-进、出水COD值。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，这并不构成对本发明的限制。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：
术语“和/或”是表示两者任一或两者同时均可实现，例如，X和/或Y表示既包括“X”或“Y”的情况也包括“X和Y”的三种情况。
术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。
术语“由……组成”表示排除任何未明确列出的技术特征要素。若将该术语用于权利要求中，则该术语将使权利要求成为封闭式，使其不包含除明确列出的技术特征要素以外的技术特征要素，但与其相关的常规杂质除外。如果该术语只是出现在权利要求的某子句中，那么其仅限定在该子句中明确列出的要素，其他子句中所记载的要素并不被排除在整体权利要求之外。
除另有明确的规定或限定外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如：可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。
术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是明示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本文的限制。
下面对本发明所提供的低运行成本的Fenton处理系统及方法进行详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本发明实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本发明实施例中所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
如图1所示，本发明实施例提供一种低成本运行的Fenton处理系统，包括：
加药混合池、Fenton氧化反应池、中和脱气池、高效沉淀池、测量仪表组件、搅拌控制装置和加药控制装置；其中，
所述加药混合池与Fenton氧化反应池、中和脱气池和高效沉淀池顺次连接；
所述加药混合池由串联的调酸分池、第二加药分池和第三加药分池组成，其中，所述调酸分池设有硫酸投加装置，第二、三加药分池体分别设有硫酸亚铁投加装置；
所述调酸分池、第二加药分池和第三加药分池内均设有搅拌装置；
所述Fenton氧化反应池由串联的两格氧化分池组成，其中，第一格氧化分池设有双氧水投加装置；
所述第一、第二格氧化分池内均设有搅拌装置；
所述第二格氧化分池的末端通过回流装置回连至所述第一格氧化分池的前端；
所述中和脱气池设有中和剂投加装置，该中和脱气池内设有第一空气搅拌装置；
所述高效沉淀池由串联的混合分池体、絮凝分池体和沉淀分池体组成，所述混合分池体内设有搅拌装置，所述絮凝分池体内设有第二空气搅拌装置；
所述测量仪表组件分别设置于所述加药混合池、Fenton氧化反应池和高效沉淀池；
所述搅拌控制装置分别与各搅拌装置、空气搅拌装置和所述测量仪表组件电气连接，能根据测量仪表组件的测量值自动控制各搅拌装置和空气搅拌装置的运行和停止；
所述加药控制装置分别与所述硫酸投加装置、硫酸亚铁投加装置、双氧水投加装置、中和剂投加装置和所述测量仪表组件电气连接，能根据所述测量仪表组件测得的测量值分别控制所述硫酸投加装置、硫酸亚铁投加装置、双氧水投加装置和中和剂投加装置进行对应药剂的添加。
上述处理系统中，所述回流装置采用气提回流装置或回流泵。
上述处理系统中，所述第一格氧化分池内的搅拌装置采用高效搅拌器。
上述处理系统中，所述调酸分池、第二加药分池和第三加药分池内的各搅拌装置均采用双曲面搅拌器。
上述处理系统中，所述测量仪表组件包括：
进水流量计、进水COD仪表、出水COD仪表和ORP仪表；其中，
所述进水流量计与进水COD仪表设置在所述加药混合池的进水管上；
所述出水COD仪表设置在所述高效沉淀池的出水管上；
所述ORP仪表设置在所述Fenton氧化反应池上。
参见图2，上述处理系统中，所述搅拌控制装置包括：
接收模块、加药混合转速控制模块、氧化反应转速控制模块和空气搅拌风量控制模块；其中，
所述接收模块，与所述测量仪表组件的进水流量计通信连接，能接收所述接收模块接收的进水流量计测得的进水流量值；
所述加药混合转速控制模块，与所述接收模块通信连接，能根据所述接收模块接收的进水流量值，动态调整所述加药混合池内各搅拌装置的转速；
所述氧化反应转速控制模块，与所述接收模块通信连接，能根据所述接收模块接收的进水流量值，动态调整所述Fenton氧化反应池内各搅拌装置的转速；
所述空气搅拌风量控制模块，与所述接收模块通信连接，能根据所述进水流量值，动态调整所述中和脱气池的第一空气搅拌装置的风量及该第一空气搅拌装置所连接风机的出口阀门的开度。
参见图3，上述处理系统中，所述加药控制装置包括：
信号接收模块、硫酸投加控制模块、硫酸亚铁投加控制模块、双氧水投加控制模块和中和剂投加控制模块；其中，
所述信号接收模块，与所述测量仪表组件通信连接，能接收所述测量仪表组件测量得到的进水流量值、进、出水COD值和所述Fenton氧化反应池的ORP值；
所述硫酸投加控制模块，分别与所述信号接收模块和所述硫酸投加装置通信连接，能根据所述信号接收模块接收的进水流量值、进、出水COD值和所述Fenton氧化反应池的ORP值，动态调整所述硫酸投加装置的加药量；
所述硫酸亚铁投加控制模块，分别与所述信号接收模块和所述硫酸亚铁投加装置通信连接，能根据所述信号接收模块接收的进水流量值、进、出水COD值和所述Fenton氧化反应池的ORP值，动态调整所述硫酸亚铁投加装置的加药量；
所述双氧水投加控制模块，分别与所述信号接收模块和所述双氧水投加装置通信连接，能根据所述信号接收模块接收的进水流量值、进、出水COD值和所述Fenton氧化反应池的ORP值，动态调整所述双氧水投加装置的加药量；
所述中和剂投加控制模块，分别与所述信号接收模块和所述中和剂投加装置通信连接，能根据所述信号接收模块接收的进水流量值、进、出水COD值和所述Fenton氧化反应池的ORP值，动态调整所述中和剂投加装置的加药量。
本发明实施例还提供一种低成本运行的Fenton处理方法，其特征在于，采用上述的低成本运行的Fenton处理系统，包括：
废水先进入所述处理系统的加药混合池，通过所述硫酸投加装置与硫酸亚铁投加装置依次投加硫酸与硫酸亚铁，将pH值调至3.5～4.5，通过所述加药混合池内的搅拌装置使药剂均匀混合；
废水经所述加药混合池后进入所述处理系统的Fenton氧化反应池，通过所述双氧水投加装置投加双氧水充分搅拌反应，该Fenton氧化反应池的出水部分回流至该Fenton氧化反应池的进水端；
所述Fenton氧化反应池的出水进入所述处理系统的中和脱气池，所述中和脱气池的中和池内通过所述中和剂投加装置加入氢氧化钙或氢氧化钠回调pH值至6～7，所述中和脱气池的脱气池内通过第一空气搅拌装置引入空气，吹脱多余的H2O2；
所述中和脱气池的出水进入所述处理系统的高效沉淀池，在所述高效沉淀池的混合分池体中进入PAC或硫酸铝，絮凝分池体加入PAM，该高效沉淀池的沉淀分池体的污泥部分回流至絮凝分池体；
所述高效沉淀池的沉淀分池体的出水作为好水排出，所述沉淀分池体排出的污泥经脱水机脱水后外运处置；
所述处理系统的测量仪表组件分别测量所述加药混合池的进水流量值与进水COD值，所述Fenton氧化反应池的ORP值，以及所述高效沉淀池的出水COD值；
所述搅拌控制装置，根据所述测量仪表组件测得的进水流量值，自动控制各搅拌装置和空气搅拌装置的运行和停止；
所述加药控制装置，根据所述测量仪表组件的测量值分别控制所述硫酸投加装置、硫酸亚铁投加装置、双氧水投加装置和中和剂投加装置进行对应药剂的添加。
上述处理方法中，所述搅拌控制装置自动控制各搅拌装置和空气搅拌装置的运行和停止的方式包括：
所述搅拌控制装置的接收模块，接收所述接收模块接收的进水流量计测得的进水流量值；
所述搅拌控制装置的加药混合转速控制模块，根据所述接收模块接收的进水流量值，动态调整所述加药混合池内各搅拌装置的转速；
所述搅拌控制装置的氧化反应转速控制模块，根据所述接收模块接收的进水流量值，动态调整所述Fenton氧化反应池内各搅拌装置的转速；
所述搅拌控制装置的空气搅拌风量控制模块，根据所述进水流量值，动态调整所述中和脱气池的第一空气搅拌装置的风量及该第一空气搅拌装置所连接风机的出口阀门的开度。
上述处理方法中，所述加药控制装置分别控制所述硫酸投加装置、硫酸亚铁投加装置、双氧水投加装置和中和剂投加装置的方式包括：
所述加药控制装置的信号接收模块，接收所述测量仪表组件测量得到的进水流量值、进、出水COD值和所述Fenton氧化反应池的ORP值；
所述硫酸投加控制模块，根据所述信号接收模块接收的进水流量值、进、出水COD值和所述Fenton氧化反应池的ORP值，动态调整所述硫酸投加装置的加药量；
所述硫酸亚铁投加控制模块，根据所述信号接收模块接收的进水流量值、进、出水COD值和所述Fenton氧化反应池的ORP值，动态调整所述硫酸亚铁投加装置的加药量；
所述双氧水投加控制模块，根据所述信号接收模块接收的进水流量值、进、出水COD值和所述Fenton氧化反应池的ORP值，动态调整所述双氧水投加装置的加药量；
所述中和剂投加控制模块，根据所述信号接收模块接收的进水流量值、进、出水COD值和所述Fenton氧化反应池的ORP值，动态调整所述中和剂投加装置的加药量。
参见图4(模型服务器100输出预先得出的模型，控制柜200中分别设置搅拌控制装置5和加药控制装置6)，优选的，上述系统及方法中，搅拌控制装置可采用“经验+前馈+模型”的控制思路，依据进水量值(确定进水流量变化)和模型，动态调整加药混合池、Fenton氧化反应池的搅拌装置的转速，动态调整中和池空气搅拌风机的风量及风机出口阀门开度，实现能耗的节约。
优选的，上述系统及方法中，加药控制装置可采用“经验+前馈+模型+反馈+大数据”的控制思路，依据进水流量值、进、出水COD值和Fenton氧化反应池的ORP值，动态调整各加药的流量，实现系统稳定运行，能精确智能投加药剂，节省药剂的投加量。
优选的，加药控制装置的控制可主要分为以下几部分：
(1)“经验+模型”的模拟过程：通过对污水厂的历史运行数据和化验数据进行分析处理，确定污水厂运行参数；再利用运行参数建立“模型”；最后通过实时运行数据、化验数据和“大数据”工具等校验模型，最后得到可靠的运行参数；
通过这个过程，可以获得动态加药量的设定值、加药泵运行频率的稳态值以及这些值随进水负荷的变化趋势值；
(2)“前馈+模型+反馈”的控制过程：通过上面模拟过程中得到运行参数和经模型计算得出药量平衡稳态值，按照该药量对各加药点进行智能控制；再利用模型对加药泵总药量进行实时控制；最后通过反馈数据和“大数据”工具校验控制效果并修改控制参数，达到稳定控制效果；
(3)“大数据”的检验过程：大数据技术的意义不在于掌握庞大的数据信息，而在于对这些含有意义的数据进行深度分析。在智能控制过程中，大数据贯穿始终，为优化控制提供数据支持。
综上可见，本发明实施例通过采用加药混合池、Fenton氧化反应池、中和脱气池与高效沉淀池连接，各加药混合池、Fenton氧化反应池、中和脱气池、高效沉淀池均分隔为多个池体，各池体单独设置加药和搅拌装置，配合测量仪表组件、搅拌控制装置、加药控制装置和回流装置，能按准确自动控制搅拌转速和加药量，实现搅拌转速的精确控制以及精准加药，实现了在提高Fenton处理效果的同时实现低成本运行，运行成本比传统Fenton节省约20～30％。
为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本发明实施例所提供的低运行成本的Fenton处理系统及方法进行详细描述。
实施例
如图1至图3所示，本发明实施例提供一种低运行成本的Fenton处理系统，包括：
加药混合池、Fenton氧化反应池、中和脱气池、高效沉淀池、测量仪表组件、搅拌控制装置和加药控制装置；其中，
加药混合池由三格加药分池串联组成，第一格加药分池加硫酸，第二、三格加药分池加亚铁，严格控制加药顺序，先调酸再加亚铁，避免亚铁水解损耗，节省药剂用量。
Fenton氧化反应池前端投加双氧水，两格第一、第二格氧化分池串联组成，推流式，避免短流。其中设置搅拌装置，有效采用高效率的搅拌器；
中和脱气池投加石灰或氢氧化钠进行中和，同时吹脱未反应的双氧水，避免双氧水在沉淀段分解产生气泡造成污泥上浮。中和池内设置空气搅拌装置。
高效沉淀池实现泥水分离。
(1)Fenton氧化反应池的出水回流装置，可采用气提或泵进行回流，将Fenton氧化反应池(调碱前)出水回流至该Fenton氧化反应池进水(加双氧水后)；硫酸亚铁和双氧水难以做到完全反应，设置出水回流设施，做到药剂的二次利用，进一步降低药剂用量。
(2)Fenton处理系统的智能控制系统，包括：搅拌控制装置和加药控制装置，能分别根据测量的处理水状态各搅拌装置进行智能控制以及精确控制药剂的投加量。
参见图4，优选的，搅拌控制装置可采用“经验+前馈+模型”的控制思路，依据进水量变化和模型，动态调整加药混合池、反应池搅拌器的转速，动态调整中和池空气搅拌风机的风量及风机出口阀门，实现能耗的节约。
加药控制装置可采用“经验+前馈+模型+反馈+大数据”的控制思路，依据进水流量、进出水COD和Fenton氧化反应池的ORP值，动态调整各加药流量,实现系统稳定运行，节省药剂的投加量。主要分为以下几部分：
(1)“经验+模型”的模拟过程。通过对污水厂的历史运行数据和化验数据进行分析处理，确定污水厂运行参数；再利用运行参数建立“模型”；最后通过实时运行数据、化验数据和“大数据”工具等校验模型，最后得到可靠的运行参数。通过这个过程，可以获得动态加药量的设定值、加药泵运行频率的稳态值以及这些值随进水负荷的变化趋势值。
(2)“前馈+模型+反馈”的控制过程。通过上面模拟过程中得到运行参数和经模型计算得出药量平衡稳态值，按照该药量对各加药点进行智能控制；再利用模型对加药泵总药量进行实时控制；最后通过反馈数据和“大数据”工具校验控制效果并修改控制参数，达到稳定控制效果。
(3)“大数据”的检验过程。大数据技术的意义不在于掌握庞大的数据信息，而在于对这些含有意义的数据进行深度分析。在智能控制过程中，大数据贯穿始终，为优化控制提供数据支持。
酸碱的投加：因最终需控制Fenton氧化反应池的pH，通过多pH计控制，在加药混合池的调酸区、Fenton氧化反应池的前端、中和透气池均设置在线pH计，通过进水流量及pH值反馈，实现酸碱的精确投加。
双氧水和亚铁的投加：Fenton氧化反应池的进、出水管均设置在线COD仪，在Fenton氧化反应池的3/4处设置在线ORP仪；一般依据去除COD的量和大数据模型，自动计算双氧水的投加量；然后依据ORP值和大数据模型自动调整硫酸亚铁与双氧水的比例，进而自动调整硫酸亚铁的加药量，实现双氧水和亚铁的精确投加。
本发明的低成本运行Fenton处理系统，通过将搅拌控制装置和加药控制装置与Fenton处理工艺相结合，实现各搅拌装置的智能控制，实现药剂投加的精确智能控制，降低了能耗和药耗。
在Fenton处理系统设置出水回流装置，能保持系统运行稳定，进一步节能降耗。
本发明处理系统的具体处理方法如下：
废水先进入加药混合池，依次投加硫酸、硫酸亚铁，pH调至4左右，加药混合池内设置双曲面搅拌器使药剂均匀混合；
废水经加药混合池后进入Fenton氧化反应池，投加双氧水(H2O2)充分搅拌反应，反应池出水部分回流至反应池进水，充分利用药剂，节省了药剂的投加量；
Fenton氧化反应池出水再进入中和脱气池，中和脱气池的中和池内加入氢氧化钙或氢氧化钠回调pH至6～7，中和脱气池的脱气池内用鼓风机引入空气，吹脱多余的H2O2，避免H2O2分解产生气体影响后续沉淀效果；
氧化反应池出水进入高效沉淀池，分为混合、絮凝、沉淀单元，在混合及絮凝段可视情况分别加入PAC/硫酸铝、PAM，沉淀区污泥部分回流至絮凝单元，增加污泥凝聚核，实现更高效的沉淀；
处理产生的污泥经脱水机脱水，满足含水率要求后外运进行处置。
系统通过搅拌的智能控制实现能耗的降低，通过智能控制加药，将pH调整范围缩小，调酸pH值可控制在4左右，回调pH值可控制在6～7，硫酸亚铁与双氧水质量比可控制在0.7～1左右，大大降低药剂的投加。
综上可见，本发明的处理系统及方法，通过搅拌控制装置和加药控制装置分别控制搅拌和加药，系统运行更加稳定、人工干预量大为减少。在保证处理效果的同时，进一步节能搅拌能耗，调酸pH值可由3～4优化至4左右，调碱pH值可由7～8优化至6～7，亚铁与双氧水质量比可由1.5～2优化至0.7～1左右，可大幅节省药剂成本，辅助出水回流等措施，进一步节能降耗，大幅节省了运行成本，初步预估运行成本比传统Fenton节省约20～30％，很好的解决了传统Fenton运行成本过高、工艺管理难度大、应用受限等问题。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文背景技术部分公开的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种低成本运行的Fenton处理系统，其特征在于，包括：
加药混合池、Fenton氧化反应池、中和脱气池、高效沉淀池、测量仪表组件、搅拌控制装置和加药控制装置；其中，
所述加药混合池与Fenton氧化反应池、中和脱气池和高效沉淀池顺次连接；
所述加药混合池由串联的调酸分池、第二加药分池和第三加药分池组成，其中，所述调酸分池设有硫酸投加装置，第二、三加药分池体分别设有硫酸亚铁投加装置；
所述调酸分池、第二加药分池和第三加药分池内均设有搅拌装置；
所述Fenton氧化反应池由串联的两格氧化分池组成，其中，第一格氧化分池设有双氧水投加装置；
所述第一、第二格氧化分池内均设有搅拌装置；
所述第二格氧化分池的末端通过回流装置回连至所述第一格氧化分池的前端；
所述中和脱气池设有中和剂投加装置，该中和脱气池内设有第一空气搅拌装置；
所述高效沉淀池由串联的混合分池体、絮凝分池体和沉淀分池体组成，所述混合分池体内设有搅拌装置，所述絮凝分池体内设有第二空气搅拌装置；
所述测量仪表组件分别设置于所述加药混合池、Fenton氧化反应池和高效沉淀池；
所述搅拌控制装置分别与各搅拌装置、空气搅拌装置和所述测量仪表组件电气连接，能根据测量仪表组件的测量值自动控制各搅拌装置和空气搅拌装置的运行和停止；
所述加药控制装置分别与所述硫酸投加装置、硫酸亚铁投加装置、双氧水投加装置、中和剂投加装置和所述测量仪表组件电气连接，能根据所述测量仪表组件测得的测量值分别控制所述硫酸投加装置、硫酸亚铁投加装置、双氧水投加装置和中和剂投加装置进行对应药剂的添加。
2.根据权利要求1所述的低成本运行的Fenton处理系统，其特征在于，所述回流装置采用气提回流装置或回流泵。
3.根据权利要求1所述的低成本运行的Fenton处理系统，其特征在于，所述第一格氧化分池内的搅拌装置采用高效搅拌器。
4.根据权利要求1所述的低成本运行的Fenton处理系统，其特征在于，所述调酸分池、第二加药分池和第三加药分池内的各搅拌装置均采用双曲面搅拌器。
5.根据权利要求1至4任一项所述的低成本运行的Fenton处理系统，其特征在于，所述测量仪表组件包括：
进水流量计、进水COD仪表、出水COD仪表和ORP仪表；其中，
所述进水流量计与进水COD仪表设置在所述加药混合池的进水管上；
所述出水COD仪表设置在所述高效沉淀池的出水管上；
所述ORP仪表设置在所述Fenton氧化反应池上。
6.根据权利要求1至5任一项所述的低成本运行的Fenton处理系统，其特征在于，所述搅拌控制装置包括：
接收模块、加药混合转速控制模块、氧化反应转速控制模块和空气搅拌风量控制模块；其中，
所述接收模块，与所述测量仪表组件的进水流量计通信连接，能接收所述接收模块接收的进水流量计测得的进水流量值；
所述加药混合转速控制模块，与所述接收模块通信连接，能根据所述接收模块接收的进水流量值，动态调整所述加药混合池内各搅拌装置的转速；
所述氧化反应转速控制模块，与所述接收模块通信连接，能根据所述接收模块接收的进水流量值，动态调整所述Fenton氧化反应池内各搅拌装置的转速；
所述空气搅拌风量控制模块，与所述接收模块通信连接，能根据所述进水流量值，动态调整所述中和脱气池的第一空气搅拌装置的风量及该第一空气搅拌装置所连接风机的出口阀门的开度。
7.根据权利要求1至5任一项所述的低成本运行的Fenton处理系统，其特征在于，所述加药控制装置包括：
信号接收模块、硫酸投加控制模块、硫酸亚铁投加控制模块、双氧水投加控制模块和中和剂投加控制模块；其中，
所述信号接收模块，与所述测量仪表组件通信连接，能接收所述测量仪表组件测量得到的进水流量值、进、出水COD值和所述Fenton氧化反应池的ORP值；
所述硫酸投加控制模块，分别与所述信号接收模块和所述硫酸投加装置通信连接，能根据所述信号接收模块接收的进水流量值、进、出水COD值和所述Fenton氧化反应池的ORP值，动态调整所述硫酸投加装置的加药量；
所述硫酸亚铁投加控制模块，分别与所述信号接收模块和所述硫酸亚铁投加装置通信连接，能根据所述信号接收模块接收的进水流量值、进、出水COD值和所述Fenton氧化反应池的ORP值，动态调整所述硫酸亚铁投加装置的加药量；
所述双氧水投加控制模块，分别与所述信号接收模块和所述双氧水投加装置通信连接，能根据所述信号接收模块接收的进水流量值、进、出水COD值和所述Fenton氧化反应池的ORP值，动态调整所述双氧水投加装置的加药量；
所述中和剂投加控制模块，分别与所述信号接收模块和所述中和剂投加装置通信连接，能根据所述信号接收模块接收的进水流量值、进、出水COD值和所述Fenton氧化反应池的ORP值，动态调整所述中和剂投加装置的加药量。
8.一种低成本运行的Fenton处理方法，其特征在于，采用权利要求1至7任一项所述的低成本运行的Fenton处理系统，包括：
废水先进入所述处理系统的加药混合池，通过所述硫酸投加装置与硫酸亚铁投加装置依次投加硫酸与硫酸亚铁，将pH值调至3.5～4.5，通过所述加药混合池内的搅拌装置使药剂均匀混合；
废水经所述加药混合池后进入所述处理系统的Fenton氧化反应池，通过所述双氧水投加装置投加双氧水充分搅拌反应，该Fenton氧化反应池的出水部分回流至该Fenton氧化反应池的进水端；
所述Fenton氧化反应池的出水进入所述处理系统的中和脱气池，所述中和脱气池的中和池内通过所述中和剂投加装置加入氢氧化钙或氢氧化钠回调pH值至6～7，所述中和脱气池的脱气池内通过第一空气搅拌装置引入空气，吹脱多余的H2O2；
所述中和脱气池的出水进入所述处理系统的高效沉淀池，在所述高效沉淀池的混合分池体中进入PAC或硫酸铝，絮凝分池体加入PAM，该高效沉淀池的沉淀分池体的污泥部分回流至絮凝分池体；
所述高效沉淀池的沉淀分池体的出水作为好水排出，所述沉淀分池体排出的污泥经脱水机脱水后外运处置；
所述处理系统的测量仪表组件分别测量所述加药混合池的进水流量值与进水COD值，所述Fenton氧化反应池的ORP值，以及所述高效沉淀池的出水COD值；
所述搅拌控制装置，根据所述测量仪表组件测得的进水流量值，自动控制各搅拌装置和空气搅拌装置的运行和停止；
所述加药控制装置，根据所述测量仪表组件的测量值分别控制所述硫酸投加装置、硫酸亚铁投加装置、双氧水投加装置和中和剂投加装置进行对应药剂的添加。
9.根据权利要求8所述的低成本运行的Fenton处理方法，其特征在于，所述搅拌控制装置自动控制各搅拌装置和空气搅拌装置的运行和停止的方式包括：
所述搅拌控制装置的接收模块，接收所述接收模块接收的进水流量计测得的进水流量值；
所述搅拌控制装置的加药混合转速控制模块，根据所述接收模块接收的进水流量值，动态调整所述加药混合池内各搅拌装置的转速；
所述搅拌控制装置的氧化反应转速控制模块，根据所述接收模块接收的进水流量值，动态调整所述Fenton氧化反应池内各搅拌装置的转速；
所述搅拌控制装置的空气搅拌风量控制模块，根据所述进水流量值，动态调整所述中和脱气池的第一空气搅拌装置的风量及该第一空气搅拌装置所连接风机的出口阀门的开度。
10.根据权利要求8所述的低成本运行的Fenton处理系统，其特征在于，所述加药控制装置分别控制所述硫酸投加装置、硫酸亚铁投加装置、双氧水投加装置和中和剂投加装置的方式包括：
所述加药控制装置的信号接收模块，接收所述测量仪表组件测量得到的进水流量值、进、出水COD值和所述Fenton氧化反应池的ORP值；
所述硫酸投加控制模块，根据所述信号接收模块接收的进水流量值、进、出水COD值和所述Fenton氧化反应池的ORP值，动态调整所述硫酸投加装置的加药量；
所述硫酸亚铁投加控制模块，根据所述信号接收模块接收的进水流量值、进、出水COD值和所述Fenton氧化反应池的ORP值，动态调整所述硫酸亚铁投加装置的加药量；
所述双氧水投加控制模块，根据所述信号接收模块接收的进水流量值、进、出水COD值和所述Fenton氧化反应池的ORP值，动态调整所述双氧水投加装置的加药量；
所述中和剂投加控制模块，根据所述信号接收模块接收的进水流量值、进、出水COD值和所述Fenton氧化反应池的ORP值，动态调整所述中和剂投加装置的加药量。
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| CN115231738A (zh) * | 2022-08-04 | 2022-10-25 | 北控水务(中国)投资有限公司 | 芬顿工艺废水处理方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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