CN115072857A - 一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化设备及方法，包括设备主体，所述设备主体上安装有压泥机、原水池、污水池、入网池、气浮调节池、沉淀池、清水池、控制室、机房、高分子池、排放池与双氧水储罐，所述沉淀池的位置安装有第一反应釜、第二反应釜、第三反应釜与高塔，所述清水池上安装有清水气浮池与污水气浮池。本发明所述的一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化设备及方法，在现有印染废水处理工艺基础上，增加Fenton氧化工艺；通过优化设计Fenton氧化反应器结构配合复合气浮运行、合理调整工艺参数，开发适用于印染废水处理的Fenton氧化技术，解决传统处理工艺出水中污染物超标问题。

Description

一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化设备及方法
技术领域
本发明涉及废水污染物处理领域，特别涉及一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化设备及方法。
背景技术
去除高浓度废水污染物的深度氧化设备是一种进行废水污染物处理的支撑设备，纺织工业是国民经济的支柱产业，同时也是我国污染防治的重点行业，印染废水一直以排放量大、处理难度高而成为废水治理研究的重点和难点，高浓度卷染废水以有机污染为主，但是可生化性差，处理难度高，目前印染废水处理技术以“物化+生化”为主，利用传统的生物处理方法，对可生化性差、相对分子质量从几千到几万的物质处理较困难，高级氧化技术中除如芬顿法、臭氧氧化技术等已在实际水处理中有所应用，其余还多处于实验室研究或小型试验阶段，随着科技的不断发展，人们对于去除高浓度废水污染物的深度氧化设备的制造工艺要求也越来越高。
现有的去除高浓度废水污染物的深度氧化设备在使用时存在一定的弊端，首先，高级氧化技术投资处理成本高、设备腐蚀严重、处理水量小，不利于人们的使用，还有，设备建筑用地紧张地区，污染物超标，给人们的使用过程带来了一定的不利影响，为此，我们提出一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化设备及方法。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化设备及方法，在现有印染废水处理工艺基础上，增加Fenton氧化工艺；通过优化设计Fenton氧化反应器结构配合复合气浮运行、合理调整工艺参数，开发适用于印染废水处理的Fenton氧化技术，解决传统处理工艺出水中污染物超标问题，可以有效解决背景技术中的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化设备，包括设备主体，所述设备主体上安装有压泥机、原水池、污水池、入网池、气浮调节池、沉淀池、清水池、控制室、机房、高分子池、排放池与双氧水储罐，所述沉淀池的位置安装有第一反应釜、第二反应釜、第三反应釜与高塔，所述清水池上安装有清水气浮池与污水气浮池，所述原水池连接第一反应釜、第二反应釜、第三反应釜与高塔的位置，所述高塔连接污水气浮池的位置，所述污水气浮池连接气浮调节池的位置，所述入网池连接排放池的位置，所述原水池上安装有出料阀，所述设备主体上设置有走道板。
作为本申请一种优选的技术方案，所述第三反应釜上安装有第二双氧水进料箱与第三阀管，所述第二反应釜上安装有第二阀管与硫酸亚铁进料箱，所述第一反应釜上安装有第一阀管与第一双氧水进料箱，所述出料阀与第一反应釜、第二反应釜、第三反应釜、高塔之间设置有流通管道，且流通管道上设置有流量计、第一阀门、第二阀门与第三阀门，所述高塔上安装有聚铁进料箱与第四阀管，所述第三反应釜、第二反应釜、第一反应釜的底部均连接有压缩空气管道，所述压缩空气管道的端部连接有空气压缩机。
作为本申请一种优选的技术方案，所述原水池的出料口通过出料阀与第一反应釜、第二反应釜、第三反应釜、高塔之间贯通连接，所述高塔与污水气浮池之间贯通连接，所述污水气浮池与气浮调节池之间贯通连接。
作为本申请一种优选的技术方案，所述原水池与压泥机之间进行安装，所述气浮调节池与入网池之间连通，所述入网池与排放池之间贯通连接，所述清水气浮池与污水气浮池之间两次气浮操作。
作为本申请一种优选的技术方案，所述高塔外侧通过第四阀管与聚铁进料箱之间连通，所述第三反应釜外侧通过第三阀管与第二双氧水进料箱之间连通，所述第二反应釜外侧通过第二阀管与硫酸亚铁进料箱之间连通，所述第一反应釜外侧通过第一阀管与第一双氧水进料箱之间连通。
作为本申请一种优选的技术方案，所述出料阀通过流通管道与第一反应釜、第三反应釜、高塔之间进行连接，且流通管道与第一阀门、流量计、第二阀门、第三阀门之间定位安装，所述空气压缩机与压缩空气管道之间密封定位，所述压缩空气管道与第三反应釜、第二反应釜、第一反应釜之间密封定位。
一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化方法，包括以下操作步骤：
S1：采用芬顿反应，是一种无机化学反应，过程是过氧化氢(H2O2)与二价铁离子Fe2 +的混合溶液将很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，反应具有去除难降解有机污染物的高能力有机物降解机理：废水在特殊介质中进行无数次的微观碰撞，有机物与空气中的氧进行反应；
S2：原水pH2.5，通入空气，加入双氧水，在硫酸亚铁催化剂的作用下，产生羟基自由基，氧化分解废水中的污染物，降低COD，达标排放；
S3：内循环水与原水混合，使进水口废水pH达到2.5，开启压缩空气曝气搅拌；
S4：在芬顿反应釜内加入双氧水和硫酸亚铁溶液，根据ORP计数值调节双氧水投加量，ORP计数值保持在250-350mv，调试时两路双氧水管均开启，后续视情况决定是否要关闭其中一路；
S5：控制加药量，进行循环工作。
作为本申请一种优选的技术方案，所述S1-S5步骤中采用高级氧化+复合气浮去除高浓度卷染废水处理技术提高印染废水中COD的去除率。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化设备及方法，具备以下有益效果：该一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化设备及方法，Fenton反应器工艺是强氧化工艺的一种，氧化能力强，氧化电位高，特别是通常的氧化方式难以氧化的芳香类化合物及杂环类化合物，在Fenton反应器面前几乎都可以被无选择氧化降解。本项目在现有印染废水处理工艺基础上，增加Fenton氧化工艺；通过优化设计Fenton氧化反应器结构配合复合气浮运行、合理调整工艺参数，开发适用于印染废水处理的Fenton氧化技术，解决传统处理工艺出水中污染物超标问题，通过研究高级氧化技术来获得长期高效稳定的印染废水COD处理效果，使用的是以过氧化氢为氧化剂，通过优化设计Fenton氧化反应器结构、合理调整工艺参数，开发适用于印染废水处理的Fenton氧化技术，解决传统处理工艺出水中污染物超标问题，综合降低处理成本，整个去除高浓度废水污染物的深度氧化设备结构简单，操作方便，使用的效果相对于传统方式更好。
附图说明
图1为本发明一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化设备及方法的整体结构示意图。
图2为本发明一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化设备及方法中设备主体内部的结构示意图。
图3为本发明一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化设备及方法中反应釜连接的结构示意图。
图4为本发明一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化设备及方法中反应釜的结构示意图。
图5为本发明一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化设备及方法中工艺流程的结构示意图。
图中：1、设备主体；2、压泥机；3、原水池；4、出料阀；5、走道板；6、污水池；7、气浮调节池；8、第一反应釜；9、沉淀池；10、第二反应釜；11、污水气浮池；12、第三反应釜；13、高塔；14、双氧水储罐；15、排放池；16、高分子池；17、控制室；18、机房；19、清水池；20、清水气浮池；21、入网池；22、聚铁进料箱；23、第四阀管；24、第三阀门；25、硫酸亚铁进料箱；26、第二双氧水进料箱；27、第三阀管；28、空气压缩机；29、压缩空气管道；30、第二阀管；31、第二阀门；32、第一阀管；33、第一双氧水进料箱；34、第一阀门；35、流量计。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-5所示，一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化设备，包括设备主体1，设备主体1上安装有压泥机2、原水池3、污水池6、入网池21、气浮调节池7、沉淀池9、清水池19、控制室17、机房18、高分子池16、排放池15与双氧水储罐14，沉淀池9的位置安装有第一反应釜8、第二反应釜10、第三反应釜12与高塔13，清水池19上安装有清水气浮池20与污水气浮池11，原水池3连接第一反应釜8、第二反应釜10、第三反应釜12与高塔13的位置，高塔13连接污水气浮池11的位置，污水气浮池11连接气浮调节池7的位置，入网池21连接排放池15的位置，原水池3上安装有出料阀4，设备主体1上设置有走道板5。
进一步的，第三反应釜12上安装有第二双氧水进料箱26与第三阀管27，第二反应釜10上安装有第二阀管30与硫酸亚铁进料箱25，第一反应釜8上安装有第一阀管32与第一双氧水进料箱33，出料阀4与第一反应釜8、第二反应釜10、第三反应釜12、高塔13之间设置有流通管道，且流通管道上设置有流量计35、第一阀门34、第二阀门31与第三阀门24，高塔13上安装有聚铁进料箱22与第四阀管23，第三反应釜12、第二反应釜10、第一反应釜8的底部均连接有压缩空气管道29，压缩空气管道29的端部连接有空气压缩机28。
进一步的，原水池3的出料口通过出料阀4与第一反应釜8、第二反应釜10、第三反应釜12、高塔13之间贯通连接，高塔13与污水气浮池11之间贯通连接，污水气浮池11与气浮调节池7之间贯通连接。
进一步的，原水池3与压泥机2之间进行安装，气浮调节池7与入网池21之间连通，入网池21与排放池15之间贯通连接，清水气浮池20与污水气浮池11之间两次气浮操作。
进一步的，高塔13外侧通过第四阀管23与聚铁进料箱22之间连通，第三反应釜12外侧通过第三阀管27与第二双氧水进料箱26之间连通，第二反应釜10外侧通过第二阀管30与硫酸亚铁进料箱25之间连通，第一反应釜8外侧通过第一阀管32与第一双氧水进料箱33之间连通。
进一步的，出料阀4通过流通管道与第一反应釜8、第三反应釜12、高塔13之间进行连接，且流通管道与第一阀门34、流量计35、第二阀门31、第三阀门24之间定位安装，空气压缩机28与压缩空气管道29之间密封定位，压缩空气管道29与第三反应釜12、第二反应釜10、第一反应釜8之间密封定位。
一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化方法，包括以下操作步骤：
S1：采用芬顿反应，是一种无机化学反应，过程是过氧化氢(H2O2)与二价铁离子Fe2 +的混合溶液将很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，反应具有去除难降解有机污染物的高能力有机物降解机理：废水在特殊介质中进行无数次的微观碰撞，有机物与空气中的氧进行反应；
S2：原水pH2.5，通入空气，加入双氧水，在硫酸亚铁催化剂的作用下，产生羟基自由基，氧化分解废水中的污染物，降低COD，达标排放；
S3：内循环水与原水混合，使进水口废水pH达到2.5，开启压缩空气曝气搅拌；
S4：在芬顿反应釜内加入双氧水和硫酸亚铁溶液，根据ORP计数值调节双氧水投加量，ORP计数值保持在250-350mv，调试时两路双氧水管均开启，后续视情况决定是否要关闭其中一路；
S5：控制加药量，进行循环工作。
进一步的，S1-S5步骤中采用高级氧化+复合气浮去除高浓度卷染废水处理技术提高印染废水中COD的去除率。
实施例：
1.流程
芬顿反应，是一种无机化学反应，过程是过氧化氢(H2O2)与二价铁离子Fe2+的混合溶液将很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态。反应具有去除难降解有机污染物的高能力有机物降解机理：废水在特殊介质中进行无数次的微观碰撞，有机物与空气中的氧按如下机理反应：
H2O＝＝＝＝H·+HO·；
H·+O2＝＝＝＝HO2·；
HO·+HO·＝＝＝＝H2O2；
H·+HO·＝＝＝＝H2O；
H·+H2O2＝＝＝＝HO·+H2O；
H·+H2O2＝＝＝＝H2+HO2·；
HO·+H2O2＝＝＝＝HO2·+H2O；
HO·+H2＝＝＝＝＝H2O+H·
有机物+HO·＝＝＝＝产物；
有机物+H·＝＝＝＝产物；
有机物+HO2·＝＝＝＝产物；
有机物+O·＝＝＝＝产物；
原水pH2.5，通入空气，加入双氧水，在硫酸亚铁催化剂的作用下，产生羟基自由基，氧化分解废水中的污染物，降低COD，达标排放。
2.要求
内循环水与原水混合，使进水口废水pH达到2.5，开启压缩空气曝气搅拌；
在芬顿反应釜内加入双氧水和硫酸亚铁溶液，根据ORP计数值调节双氧水投加量，ORP计数值保持在250-350mv。调试时两路双氧水管均开启，后续视情况决定是否要关闭其中一路。
3.加药量
按水量100m3/h，进水COD1000mg/L，出水COD500mg/L计，以下投加量根据实际运行情况调整。
设备主体1酸碱：根据pH调节；
双氧水：
双氧水投加量按质量比例，H2O2：COD＝2：1。
进水COD为500mg/L0.5kg/m3，水量100m3/h污水，COD总量为0.5kg/m3×100m3/h＝50kg/h，双氧水纯用量为100kg/h。
30％双氧水加药量为350-400L/h泵流量。
硫酸亚铁：
硫酸亚铁投加按摩尔比：H2O2：Fe2+＝10：1
100kg H2O2为2941mol，需要消耗295mol Fe2+，即295mol FeSO4·7H2O。FeSO4·7H2O分子量为152，因此需要七水硫酸亚铁纯295×152/1000＝45kg
一般产品有效物质含量90％，每小时需要45/90％×1.2系数＝60kg/h固体，配制10％浓度的硫酸亚铁溶液，则硫酸亚铁溶液加药量为600-800L/h泵流量。
工作原理：本发明包括设备主体1、压泥机2、原水池3、出料阀4、走道板5、污水池6、气浮调节池7、第一反应釜8、沉淀池9、第二反应釜10、污水气浮池11、第三反应釜12、高塔13、双氧水储罐14、排放池15、高分子池16、控制室17、机房18、清水池19、清水气浮池20、入网池21、聚铁进料箱22、第四阀管23、第三阀门24、硫酸亚铁进料箱25、第二双氧水进料箱26、第三阀管27、空气压缩机28、压缩空气管道29、第二阀管30、第二阀门31、第一阀管32、第一双氧水进料箱33、第一阀门34、流量计35，采用芬顿反应，是一种无机化学反应，过程是过氧化氢(H2O2)与二价铁离子Fe2+的混合溶液将很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，反应具有去除难降解有机污染物的高能力有机物降解机理：废水在特殊介质中进行无数次的微观碰撞，有机物与空气中的氧进行反应，原水pH2.5，通入空气，加入双氧水，在硫酸亚铁催化剂的作用下，产生羟基自由基，氧化分解废水中的污染物，降低COD，达标排放，内循环水与原水混合，使进水口废水pH达到2.5，开启压缩空气曝气搅拌，在芬顿反应釜内加入双氧水和硫酸亚铁溶液，根据ORP计数值调节双氧水投加量，ORP计数值保持在250-350mv，调试时两路双氧水管均开启，后续视情况决定是否要关闭其中一路，控制加药量，进行循环工作。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二(一号、二号)等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (8)

1.一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化设备，包括设备主体(1)，其特征在于：所述设备主体(1)上安装有压泥机(2)、原水池(3)、污水池(6)、入网池(21)、气浮调节池(7)、沉淀池(9)、清水池(19)、控制室(17)、机房(18)、高分子池(16)、排放池(15)与双氧水储罐(14)，所述沉淀池(9)的位置安装有第一反应釜(8)、第二反应釜(10)、第三反应釜(12)与高塔(13)，所述清水池(19)上安装有清水气浮池(20)与污水气浮池(11)，所述原水池(3)连接第一反应釜(8)、第二反应釜(10)、第三反应釜(12)与高塔(13)的位置，所述高塔(13)连接污水气浮池(11)的位置，所述污水气浮池(11)连接气浮调节池(7)的位置，所述入网池(21)连接排放池(15)的位置，所述原水池(3)上安装有出料阀(4)，所述设备主体(1)上设置有走道板(5)。
2.根据权利要求1所述的一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化设备，其特征在于：所述第三反应釜(12)上安装有第二双氧水进料箱(26)与第三阀管(27)，所述第二反应釜(10)上安装有第二阀管(30)与硫酸亚铁进料箱(25)，所述第一反应釜(8)上安装有第一阀管(32)与第一双氧水进料箱(33)，所述出料阀(4)与第一反应釜(8)、第二反应釜(10)、第三反应釜(12)、高塔(13)之间设置有流通管道，且流通管道上设置有流量计(35)、第一阀门(34)、第二阀门(31)与第三阀门(24)，所述高塔(13)上安装有聚铁进料箱(22)与第四阀管(23)，所述第三反应釜(12)、第二反应釜(10)、第一反应釜(8)的底部均连接有压缩空气管道(29)，所述压缩空气管道(29)的端部连接有空气压缩机(28)。
3.根据权利要求1所述的一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化设备，其特征在于：所述原水池(3)的出料口通过出料阀(4)与第一反应釜(8)、第二反应釜(10)、第三反应釜(12)、高塔(13)之间贯通连接，所述高塔(13)与污水气浮池(11)之间贯通连接，所述污水气浮池(11)与气浮调节池(7)之间贯通连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化设备，其特征在于：所述原水池(3)与压泥机(2)之间进行安装，所述气浮调节池(7)与入网池(21)之间连通，所述入网池(21)与排放池(15)之间贯通连接，所述清水气浮池(20)与污水气浮池(11)之间两次气浮操作。
5.根据权利要求2所述的一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化设备，其特征在于：所述高塔(13)外侧通过第四阀管(23)与聚铁进料箱(22)之间连通，所述第三反应釜(12)外侧通过第三阀管(27)与第二双氧水进料箱(26)之间连通，所述第二反应釜(10)外侧通过第二阀管(30)与硫酸亚铁进料箱(25)之间连通，所述第一反应釜(8)外侧通过第一阀管(32)与第一双氧水进料箱(33)之间连通。
6.根据权利要求2所述的一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化设备，其特征在于：所述出料阀(4)通过流通管道与第一反应釜(8)、第三反应釜(12)、高塔(13)之间进行连接，且流通管道与第一阀门(34)、流量计(35)、第二阀门(31)、第三阀门(24)之间定位安装，所述空气压缩机(28)与压缩空气管道(29)之间密封定位，所述压缩空气管道(29)与第三反应釜(12)、第二反应釜(10)、第一反应釜(8)之间密封定位。
7.一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化方法，其特征在于：包括以下操作步骤：
S1：采用芬顿反应，是一种无机化学反应，过程是过氧化氢(H2O2)与二价铁离子Fe2+的混合溶液将很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，反应具有去除难降解有机污染物的高能力有机物降解机理：废水在特殊介质中进行无数次的微观碰撞，有机物与空气中的氧进行反应；
S2：原水pH2.5，通入空气，加入双氧水，在硫酸亚铁催化剂的作用下，产生羟基自由基，氧化分解废水中的污染物，降低COD，达标排放；
S3：内循环水与原水混合，使进水口废水pH达到2.5，开启压缩空气曝气搅拌；
S4：在芬顿反应釜内加入双氧水和硫酸亚铁溶液，根据ORP计数值调节双氧水投加量，ORP计数值保持在250-350mv，调试时两路双氧水管均开启，后续视情况决定是否要关闭其中一路；
S5：控制加药量，进行循环工作。
8.根据权利要求7所述的一种用于去除高浓度废水污染物的深度氧化方法，其特征在于：所述S1-S5步骤中采用高级氧化+复合气浮去除高浓度卷染废水处理技术提高印染废水中COD的去除率。
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