CN205442755U - 一种芬顿铁离子循环法处理有机废水的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种芬顿铁离子循环法处理有机废水的装置，具体是在均相芬顿法处理装置后增设铁离子过滤装置，将反应后的废水和铁离子分离，并将分离后的铁离子送回反应器入口循环使用。由于本实用新型在净化有机废水时铁离子可以循环使用，药剂费用比均相芬顿降低20％～30％，而且不产生铁泥没有二次污染。对废水的处理效果较好，COD的去除率可以达到70％。

Description

一种芬顿铁离子循环法处理有机废水的装置

技术领域

本实用新型涉及一种有机废水的处理装置，具体为一种芬顿铁离子循环法处理有机废水的装置。

背景技术

目前类芬顿催化氧化处理有机废水技术主要包括：均相芬顿和非均相芬顿两大类。均相芬顿就是在酸性条件下，双氧水与Fe²⁺混合后，可以将很多有机化合物如醇、羧酸、酯类氧化成无机态，氧化性极强。在实际应用中可以有效降解日常生活和工业废水中难降解的物质，是一种重要而有效的绿色高级氧化技术。其机理是在酸性条件下利用Fe²⁺催化分解H₂O₂产生的羟基自由基降解污染物，并且生成的Fe³⁺有混凝的作用去除部分有机物。因此均相芬顿法在污水处理中具有氧化和混凝两种作用。一方面，对有机物的氧化作用是指Fe²⁺与H₂O₂作用，生成具有氧化能力极强的羟基自由基而进行的自由基反应(罗刚，黄君礼，孙红.活性炭吸附enton试剂氧化法处理造纸厂污冷凝水的研究，哈尔滨建筑大学学报，1999，32(6).59-62.)；另一方面，反应生成的Fe³⁺有混凝的作用也可去除水中有机物(XuXiangrong，LiHuabin，WangWenhua，eta1.DegradationofdyessolutionsbytheFenton)。均相芬顿法的优点是：(1)在常温常压下即可反应；(2)设备简单操作方便，能源消耗小；(3)产生的羟基自由基氧化能力强，能直接分解废水中的有机物，生成小分子物质便于生物降解，或直接矿化为水和CO₂等无机物。(4)可以单独使用芬顿试剂处理废水，也可以结合其他水处理方法共同处理废水。(5)对有机废水COD的去除率可达70％。

均相芬顿法的缺点是：在很多情况下水中目标污染物浓度较高，需要用到高浓度的H₂O₂而高浓度H₂O₂的运输比较困难(BuxtonGV,GreenstockCL,HelmanWP,etal.Criticalreviewofrateconstantsforreactionsofhydratedelectrons,hydrogenatomsandhydroxylradicals[J].Phys.Chem.Ref.Data,1988,17:513-886.)，并且均相芬顿反应不适合在碱性条件下进行[PecciL,MontefoschiG,CavalliniD.Somenewdetailsofthecopper-hydrogenperoxideinteraction[J].Biochemicalandbiophysicalresearchcommunications,1997,235(1):264-267.]、需要的pH范围较窄[BautistaP,MohedanoAF,GilarranzMA,etal.ApplicationofFentonoxidationtocosmeticwastewaterstreatment[J].Journalofhazardousmaterials,2007,143(1-2):128-134.]。最主要的就是均相芬顿反应中的催化剂不能回收重复使用，并且反应会以氢氧化铁的形式产生大量的铁泥造成二次污染，所以又需要投入额外成本处理二次污染。可以看出均相芬顿虽然对有机废水COD的去除率比较高，但它反应完成后水中带有大量的Fe³⁺而且pH值呈酸性影响了出水质量，为使出水达标必须加碱去除水中的Fe³⁺从而生成大量的氢氧化铁沉淀形成铁泥，这就造成了二次污染，增加了均相芬顿法的处理成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是对现有技术中均相芬顿法处理有机废水过程中存在的不足，提出了一种将芬顿出水中Fe³⁺分离后回流的处理装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种芬顿铁离子循环法处理有机废水的装置，包括依次连接的混凝槽、过滤器、管道混合器、芬顿氧化反应器、铁离子过滤池，所述铁离子过滤池上设置铁离子回流管线，所述铁离子回流管线的一端与所述管道混合器与过滤器的连接管线相连通，另一端与铁离子过滤池相连。

所述的芬顿铁离子循环法处理有机废水的装置，所述的混凝槽设置废水入口管线。

所述的芬顿铁离子循环法处理有机废水的装置，所述的混凝槽设置混凝剂管线。

所述的芬顿铁离子循环法处理有机废水的装置，所述的管道混合器与过滤器连接管线上设置双氧水加料管线。

所述的芬顿铁离子循环法处理有机废水的装置，所述的管道混合器与过滤器连接管线上设置补加硫酸亚铁加料管线。

所述的芬顿铁离子循环法处理有机废水的装置，所述的铁离子过滤池上设置废水出口管线。

所述的芬顿铁离子循环法处理有机废水的装置，所述的铁离子过滤池中设有纳滤膜或超滤膜。

本实用新型的有益效果是：本实用新型装置利用均相芬顿法对有机废水COD去除率高的优点，同时又采用装有纳滤膜或超滤膜的铁离子过滤池，将反应器出水与Fe³⁺分离，将分离后的Fe³⁺送回反应器入口循环使用。由于Fe³⁺被膜挡住，所以出水中就不会再有Fe³⁺，因此就不会产生铁泥，从而消除了二次污染。另外，Fe³⁺由于循环使用，硫酸亚铁和碱的用量也就大为减少，从而降低了废水处理成本。所以本实用新型既有均相芬顿法对有机废水COD去除率高的优点，同时又有非均相芬顿法出水与催化剂分离，催化剂能够回收循环使用不产生二次污染的优点。

本实用新型在净化有机废水时铁离子可以循环使用，出水中不用加碱去除铁离子，可节约大量的碱，药剂费用比均相芬顿降低20％～30％，而且不产生铁泥没有二次污染。对废水的处理效果较好，COD的去除率可以达到70％。

附图说明

图1为本实用新型装置示意图。

其中附图标记为：

1-混凝槽

2-过滤器

3-管道混合器

4-芬顿反应器

5-铁离子过滤池

6-铁离子循环泵

7-废水入口管线

8-混凝剂管线

9-补加硫酸亚铁管线

10-双氧水加料管线

11-废水出口管线

12-铁离子回流管线。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型有机废水处理装置进行进一步阐述。

如图1所示，芬顿铁离子循环法处理有机废水的装置依次包括混凝槽1，过滤器2，管道混合器3，反应器4及铁离子过滤池5，混凝槽1的入口管线上设置废水入口管线7和混凝剂管线8，所述管道混合器与过滤器连接管线上设置补加硫酸亚铁管线9及双氧水加料管线10；所述铁离子过滤池上设置废水出口管线11及铁离子回流管线12，所述铁离子回流管线12的一端通过铁离子循环泵6与所述管道混合器与过滤器的连接管线相连通，另一端与铁离子过滤池相连。

下面结合图1对本实用新型装置的工作过程进行详细阐述。有机废水和混凝剂首先进入混凝槽1，在槽内搅拌器的搅动下发生混凝反应，有机废水中的胶体和污染物在混凝剂的作用下形成絮体，所以废水中的胶体和部分有机物得以去除。随后废水又进入过滤器2，将水中形成的絮体和机械杂质过滤掉。因此，废水中的机械杂质和部分有机物得以去除和分离。经过滤后的废水和双氧水以及铁离子循环液一同进入管道混合器3进行充分混合，然后一同进入反应器4，双氧水在铁离子的催化下产生羟基自由基氧化水中的有机物，废水中的大部分污染物被降解去除。被氧化的废水又进入铁离子过滤池5，在过滤池中设有纳滤膜或超滤膜可将铁离子挡住，因此铁离子和水得以分离，即催化剂得到回收。被回收的铁离子在铁离子循环泵6的作用下，又被送回管道混合器的入口重复使用，进行下一轮的催化氧化。由于铁离子过滤池不可能全部挡住铁离子，会有少量的铁离子随出水流出而损失。所以要在管道混合器的入口补加硫酸亚铁以稳定反应器中铁离子的浓度。另外，补加硫酸亚铁也是为装置开工时投加催化剂的初始用量。

采用本实用新型处理有机废水的工作过程为：有机废水和混凝剂首先进入混凝槽发生混凝反应，然后进入过滤器进行过滤，经过滤后的废水与双氧水及铁离子循环液一起进入管道混合器进行充分混合后进入芬顿氧化反应器中进行反应，反应器出水经过铁离子过滤池，池中的纳滤膜或超滤膜会将反应器出水中的铁离子挡住，在池中形成铁离子溶液，该溶液作为铁离子循环液，循环使用。然后将该循环溶液输送至管道混合器入口进入管道混合器。通过调节铁离子循环泵的流量，控制回流比，铁离子过滤池的滤液作为处理后的废水达标排放。

本实用新型中由于铁离子过滤池中的纳滤膜或超滤膜不可能将反应器出水中的铁离子全部挡住，因此会有少量的铁离子随出水流出而损失。所以要在管道混合器的入口补加硫酸亚铁以稳定反应器中铁离子的浓度。

本实用新型的机理就是在均相芬顿法处理装置后增设铁离子过滤装置，将反应后的废水和铁离子分离，并将分离后的铁离子送回反应器入口循环使用。列举以下实施例用以描述利用芬顿铁离子循环法处理有机废水的装置产生的效果：

在试验时有机废水为：某石化公司有机废水，试验流程与图1相同。各试验条件下废水流量均为：1000ml/min。反应温度均为：45℃。铁离子循环液回流比均为1。质量百分比为27.5％的双氧水和FeSO₄·7H₂O的质量比均为8。混凝剂用聚丙烯酰胺在废水中的用量均为：1mg/L。

实施例1：

27.5％双氧水流量：2ml/min

试验结果：

废水COD(mg/L)	净化后COD(mg/L)	COD去除率(％)
			1087	717	34

实施例2：

27.5％双氧水流量：4ml/min

试验结果：

废水COD(mg/L)	净化后COD(mg/L)	COD去除率(％)
			989	336	66

实施例3：

27.5％双氧水流量：6ml/min

试验结果：

废水COD(mg/L)	净化后COD(mg/L)	COD去除率(％)
			996	298	70

实施例4：

27.5％双氧水流量：8ml/min

试验结果：

废水COD(mg/L)	净化后COD(mg/L)	COD去除率(％)
			1017	289	72

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种芬顿铁离子循环法处理有机废水的装置，其特征在于，包括依次连接的混凝槽、过滤器、管道混合器、芬顿氧化反应器、铁离子过滤池，所述铁离子过滤池上设置铁离子回流管线，所述铁离子回流管线的一端与所述管道混合器与过滤器的连接管线相连通，另一端与铁离子过滤池相连。

2.如权利要求1所述的芬顿铁离子循环法处理有机废水的装置，其特征在于，所述的混凝槽设置废水入口管线。

3.如权利要求1所述的芬顿铁离子循环法处理有机废水的装置，其特征在于，所述的混凝槽设置混凝剂管线。

4.如权利要求1所述的芬顿铁离子循环法处理有机废水的装置，其特征在于，所述的管道混合器与过滤器连接管线上设置双氧水加料管线。

5.如权利要求1所述的芬顿铁离子循环法处理有机废水的装置，其特征在于，所述的管道混合器与过滤器连接管线上设置补加硫酸亚铁加料管线。

6.如权利要求1所述的芬顿铁离子循环法处理有机废水的装置，其特征在于，所述的铁离子过滤池上设置废水出口管线。

7.如权利要求1所述的芬顿铁离子循环法处理有机废水的装置，其特征在于，所述的铁离子过滤池中设有纳滤膜或超滤膜。