CN212864403U - 一种多级芬顿催化氧化处理高浓度有机磷农药废水的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工业废水处理技术领域，尤其是涉及一种多级芬顿催化氧化处理高浓度有机磷农药废水的系统，具体包括药剂机构和多级依次连通的芬顿催化氧化机构；其中，所述药剂机构包括分别与每级所述芬顿催化氧化机构相连通的酸液罐、过氧化氢溶液罐、硫酸亚铁溶液罐、碱液罐、絮凝剂溶液罐和助凝剂溶液罐。在该处理系统中，有机磷农药废水首先经第一级芬顿催化氧化机构，去除废液中较大一部分COD和有机磷、无机磷等污染物质，并使有机磷开链、断链，去除较难处置的有机磷和其他污染物；经第一级芬顿催化氧化机构处理后的出水，处理难度更大，可通过调整废水在第二级芬顿催化氧化机构中的停留时间及药剂投加量，提高废水处理效果，降低处理成本。

Description

一种多级芬顿催化氧化处理高浓度有机磷农药废水的系统

技术领域

本实用新型涉及工业废水处理技术领域，尤其是涉及一种多级芬顿催化氧化处理高浓度有机磷农药废水的系统。

背景技术

农药是保证我国农业生产持续发展必不可少的生产资料。其中，有机磷农药是当前农药中的三大支柱，我国农药产品中80％均为有机磷农药，不管在品质的数量、产量和市场占有率方面都居各种农药的首位，其主要产品有敌百虫、敌敌畏、乐果、甲基对硫磷、甲胺磷和马拉硫磷等。

有机磷农药生产和使用过程中会产生有机磷农药废水，此类农药废水成分复杂、毒性高、浓度大、难降解有机物成分多、可生化性差。其主要成分有机磷属于神经性毒物，会抑制血液和组织中的乙酰胆碱酶的活性，使乙酰胆碱大量蓄积，阻断神经传导，最终导致中枢神经系统中毒，轻者头痛头晕恶心，重者肌肉抽搐，呼吸麻痹死亡。有机磷农药的主要特点是：1、污染物浓度较高，COD最高可达每升数万毫克；2、毒性大，废水中除含有农药和农药中间体外，还含有酚、砷、汞等有毒物质以及许多生物难以降解的物质；3、有恶臭，对人的呼吸道和粘膜有刺激性；4、水质、水量不稳定。因此，有机磷农药废水的处理逐渐成为人们关注的焦点。

有机磷农药废水成分复杂、浓度高、毒性强，对环境造成的污染较为严重。我国自20世纪60年代初开始对有机磷农药废水处理方法进行研究，目前已建成多套生化处理装置，但大多数都采用传统的活性污泥法，加上处理和后处理措施不完善，废水处理难以达标，存在处理效果差、处理效率低、运行成本高等问题。

因此，开发一种新型的有机磷农药废水处理系统，以解决上述问题，是本领域技术亟需解决的一项技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多级芬顿催化氧化处理高浓度有机磷农药废水的系统，该系统显著提高了有机磷农药废水的处理效果。

本实用新型提供一种多级芬顿催化氧化处理高浓度有机磷农药废水的系统，包括药剂机构和多级依次连通的芬顿催化氧化机构；

其中，所述药剂机构包括分别与每级所述芬顿催化氧化机构相连通的酸液罐、过氧化氢溶液罐、硫酸亚铁溶液罐、碱液罐、絮凝剂溶液罐和助凝剂溶液罐。

进一步，每级所述芬顿催化氧化机构均包括依次连通的缓冲罐、调酸池、芬顿催化氧化罐、脱气池、调碱池、混凝池和沉淀池；且上一级所述芬顿催化氧化机构中的沉淀池与下一级所述芬顿催化氧化机构中的缓冲罐连通；

其中，所述酸液罐与所述调酸池连通；

所述过氧化氢溶液罐和所述硫酸亚铁溶液罐分别与所述芬顿催化氧化罐连通；

所述碱液罐与所述调碱池连通；

所述絮凝剂溶液罐和所述助凝剂溶液罐分别与所述混凝池连通。

进一步，所述缓冲罐内部设置有折流板。

进一步，所述芬顿催化氧化罐的出水口处设置有多级滤网。

进一步，所述芬顿催化氧化罐外侧设置有多个循环泵；

每个所述循环泵的入口均与所述芬顿催化氧化罐的下部连通，每个所述循环泵的出口均与所述芬顿催化氧化罐的上部连通。

进一步，沿池底至池顶的方向，所述脱气池的内部依次设置有布气器和布水器；

所述布气器与所述布水器之间的间距为10-30cm。

进一步，所述脱气池的顶部设置有气体收集部件。

进一步，沿池轴心至池边缘的方向，所述沉淀池内设置有多级高度依次递减的溢流板，相邻所述溢流板之间形成多级溢流槽；

所述混凝池出水与第一级所述溢流槽的底部连通。

进一步，所述缓冲罐和所述调酸池之间、所述调酸池与所述芬顿催化氧化罐之间、所述脱气池与所述调碱池之间、所述混凝池与所述沉淀池之间均设置有提升泵。

进一步，所述酸液罐与所述调酸池连通的通路上、所述过氧化氢溶液罐与所述芬顿催化氧化罐连通的通路上、所述硫酸亚铁溶液罐与所述芬顿催化氧化罐连通的通路上、所述碱液罐与所述调碱池连通的通路上、所述絮凝剂溶液罐与所述混凝池连通的通路上、所述助凝剂溶液罐与所述混凝池连通的通路上均设置有加药泵。

本实用新型的有机磷农药废水处理系统，与现有技术相比，具有以下优点：

本实用新型的有机磷农药废水处理系统包括药剂机构和多级依次连通的芬顿催化氧化机构，而药剂机构与每级芬顿催化氧化机构相连通，为每级芬顿催化氧化机构提供反应所需的药剂。在该处理系统中，有机磷农药废水首先经第一级芬顿催化氧化机构，以去除废水中较大一部分COD和有机磷、无机磷等污染物质，并使有机磷开链、断链，去除较难处置的有机磷和其他污染物；经第一级芬顿催化氧化机构处理后的出水，处理难度更大，可通过调整废水在第二级芬顿催化氧化机构中的停留时间及药剂投加量，提高废水处理效果。因此，本实用新型的有机磷农药废水处理系统对有机磷农药废水的处理具有针对性和专一性，并可发挥核心工艺段最佳的处理效果。此外，多级芬顿催化氧化机构串联的设置方式，可直接使用集装箱的形式，便于运输，缩短建设工期，同其他常规处理系统相比，投资和运行成本大幅降低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1为本实用新型高浓度有机磷农药废水处理系统的简意图

图2为本实用新型高浓度有机磷农药废水处理系统的示意图；

图3为本实用新型缓冲罐的俯视图；

图4为本实用新型沉淀池的剖面图。

附图标记说明：

1：药剂机构；2：芬顿催化氧化机构；3：酸液罐；4：过氧化氢溶液罐；5：硫酸亚铁溶液罐；6：碱液罐；7：絮凝剂溶液罐；8：助凝剂溶液罐；9：缓冲罐；10：调酸池；11：芬顿催化氧化罐；12：脱气池；13：调碱池；14：混凝池；15：沉淀池；16：折流板；17：循环泵；18：布气器；19：布水器；20：气体收集部件；21：溢流板；22：溢流槽；23：提升泵；24：加药泵；25：液位计；26：pH在线监测仪；27：空压机。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。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。

如图1-4所示，本实用新型提供一种多级芬顿催化氧化处理高浓度有机磷农药废水的系统，包括药剂机构1和多级依次连通的芬顿催化氧化机构2；其中，所述药剂机构1包括分别与每级所述芬顿催化氧化机构2相连通的酸液罐3、过氧化氢溶液罐4、硫酸亚铁溶液罐5、碱液罐6、絮凝剂溶液罐7和助凝剂溶液罐8。

为解决有机磷农药废水处理效果差，处理成本高的问题，本实用新型的有机磷农药废水处理系统包括药剂机构1和多级依次连通的芬顿催化氧化机构2，而药剂机构1包括酸液罐3、过氧化氢溶液罐4、硫酸亚铁溶液罐5、碱液罐6、絮凝剂溶液罐7和助凝剂溶液罐8，并且每个试剂罐均与每级芬顿催化氧化机构2连通。其中，酸液罐3为芬顿催化氧化机构2中的芬顿反应提供酸性环境；过氧化氢溶液罐4和硫酸亚铁溶液罐5为芬顿反应提供羟基自由基，

其中，硫酸亚铁和过氧化氢的产生羟基自由基的原理如下:

Fe⁰(s)+H₂O₂+2H⁺→Fe(II)+2H₂O

Fe(II)+H₂O₂→Fe(III)+·OH+OH^-

Fe(II)+H₂O₂→Fe(IV)(e.g.,FeO²⁺)+H₂O

Fe(II)+O₂→Fe(III)+O₂·^-

Fe(II)+O₂·^-+2H⁺→Fe(III)+H₂O₂

产生的羟基自由基可非选择性地快速矿化有毒难降解污染物，或者将有毒难降解污染物分解转化为易生化处理的小分子物质，提高废水的可生化性，降低废水中的COD；碱液罐6为芬顿催化氧化机构2中的混凝反应提供碱性环境；而絮凝剂溶液罐7和助凝剂溶液罐8为混凝反应提供必要的絮凝剂和助凝剂。因此，本实用新型的处理系统中，有机磷农药废水可首先经第一级芬顿催化氧化机构2，以去除废水中较大一部分COD和有机磷、无机磷等污染物质，并使有机磷开链、断链，去除较难处置的有机磷和其他污染物；经第一级芬顿催化氧化机构2处理后的出水，处理难度更大，可通过调整废水在第二级芬顿催化氧化机构2中的停留时间及药剂投加量，提高废水处理效果。

在上述技术方案的基础上，进一步，每级所述芬顿催化氧化机构2均包括依次连通的缓冲罐9、调酸池10、芬顿催化氧化罐11、脱气池12、调碱池13、混凝池14和沉淀池15；且上一级所述芬顿催化氧化机构2中的沉淀池15与下一级所述芬顿催化氧化机构2中的缓冲罐9连通；其中，所述酸液罐3与所述调酸池10连通；所述过氧化氢溶液罐4和所述硫酸亚铁溶液罐5分别与所述芬顿催化氧化罐11连通；所述碱液罐6与所述调碱池13连通；所述絮凝剂溶液罐7和所述助凝剂溶液罐8分别与所述混凝池14连通。

每级芬顿催化氧化机构2均包括依次连通的缓冲罐9、调酸池10、芬顿催化氧化罐11、脱气池12、调碱池13、混凝池14和沉淀池15，其中，缓冲罐9主要起均质调和作用；调酸池10与酸液罐3连通，用于为芬顿催化氧化提高酸性环境；芬顿催化氧化罐11与过氧化氢溶液罐4、硫酸亚铁溶液罐5连通，并作为芬顿反应的煤介；脱气池12用于脱除废水中的有毒有害气体；调碱池13与碱液罐6连通，用于为混凝反应提供碱性环境；混凝池14与絮凝溶液罐和助凝剂溶液罐8连通，并作为混凝反应的煤介；沉淀池15用于分离去除混凝反应后的悬浮物、胶体、无机磷及反应沉淀物。上一级芬顿催化氧化机构2中的沉淀池15与下一级芬顿催化氧化机构2中的缓冲罐9连通，进而为下一级缓冲罐9提供处理后的上清液。

在上述技术方案的基础上，进一步优选地，所述缓冲罐9内部设置有折流板16。

缓冲罐9内部设置有折流板16，折流板16垂直于缓冲罐9的底部，折流板16的设置可加速废水的混合，减少工艺负荷波动。此外，为进一步增加物料的扰动，还可在缓冲罐9的进水端设置推流器。

为防止芬顿催化氧化罐11中催化剂的流失，所述芬顿催化氧化罐11的出水口处设置有多级滤网。

在上述优选技术方案的基础上，进一步，所述芬顿催化氧化罐11外侧设置有多个循环泵17；每个所述循环泵17的入口均与所述芬顿催化氧化罐11的下部连通，每个所述循环泵17的出口均与所述芬顿催化氧化罐11的上部连通。

为防止芬顿催化氧化罐11内催化剂和反应试剂出现板结，使罐内料液充分混合，加速氧化反应程度，在芬顿催化氧化罐11外侧设置有多个循环泵17，并且，每个循环泵17的入口均与芬顿催化氧化罐11的下部连通，每个循环泵17的出口均与芬顿催化氧化罐11的上部连通，每个循环泵17的循环流量为进水流量的8-10倍，以保持罐内催化剂与废水处于流化状态。为进一步提高流化效果，循环泵17的入口管道距离芬顿催化氧化罐11底部0.5cm，过氧化氢和硫酸亚铁加药管深入罐底，并距芬顿催化氧化罐11底部0.3cm，进料管距芬顿催化氧化罐11底部0.4cm。

在上述优选技术方案的基础上，更为优选地，沿池底至池顶的方向，所述脱气池12的内部依次设置有布气器18和布水器19；所述布气器18与所述布水器19之间的间距为10-30cm。

为提高废水的脱气效果，增加废水与空压气体的接触面积，沿池底至池顶的方向，在脱气池12的内部依次设置有布气器18和布水器19，并控制布气器18与布水器19的间距为10-30cm，优选为20cm。这里的布气器18和布水器19均由一个主管和多个打满细孔的支管组成。

为防止脱气池12中产生的有毒有害气体排放到大气中，所述脱气池12的顶部设置有气体收集部件20。在本实施例中，气体收集部件20可使用现有技术中的气体收集罩，布气器18与空压机27连通。

为增加废水在沉淀池15中的沉淀时间，沿池轴心至池边缘的方向，所述沉淀池15内设置有多级高度依次递减的溢流板21，相邻所述溢流板21之间形成多级溢流槽22；所述混凝池14出水与第一级所述溢流槽22的底部连通。

混凝池14出水由第一级溢流槽22的底部进入，随着废水的不断输入，废水逐渐从第一溢流槽22中溢流出至第二级溢流槽22、第三级溢流槽22等等。多级溢流槽22的设置方式，增加了废水在沉淀池15中的沉淀时间，在保证沉淀效果的前提下，提高了设备使用率。

在上述优选技术方案的基础上，进一步，所述缓冲罐9和所述调酸池10之间、所述调酸池10与所述芬顿催化氧化罐11之间、所述脱气池12与所述调碱池13之间、所述混凝池14与所述沉淀池15之间均设置有提升泵23。

为实现废水处理的自动化，缓冲罐9和调酸池10之间、调酸池10与芬顿催化氧化罐11之间、脱气池12与调碱池13之间、混凝池14与沉淀池15之间均设置有提升泵23。

在上述技术方案的基础上，进一步，所述酸液罐3与所述调酸池10连通的通路上、所述过氧化氢溶液罐4与所述芬顿催化氧化罐11连通的通路上、所述硫酸亚铁溶液罐5与所述芬顿催化氧化罐11连通的通路上、所述碱液罐6与所述调碱池13连通的通路上、所述絮凝剂溶液罐7与所述混凝池14连通的通路上、所述助凝剂溶液罐8与所述混凝池14连通的通路上均设置有加药泵24。

加药泵24的设置实现了废水处理的自动化，可针对目标污染精准投加药剂，以提高药剂利用率，降低废水处理成本。

在上述技术方案的基础上，进一步，各试剂罐、缓冲罐9、调酸池10、调碱池13上均设置有液位计25，而缓冲罐9、调碱池13和调酸池10上对应设置有pH在线监测仪26。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种多级芬顿催化氧化处理高浓度有机磷农药废水的系统，其特征在于，包括药剂机构(1)和多级依次连通的芬顿催化氧化机构(2)；

其中，所述药剂机构(1)包括分别与每级所述芬顿催化氧化机构(2)相连通的酸液罐(3)、过氧化氢溶液罐(4)、硫酸亚铁溶液罐(5)、碱液罐(6)、絮凝剂溶液罐(7)和助凝剂溶液罐(8)。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每级所述芬顿催化氧化机构(2)均包括依次连通的缓冲罐(9)、调酸池(10)、芬顿催化氧化罐(11)、脱气池(12)、调碱池(13)、混凝池(14)和沉淀池(15)；且上一级所述芬顿催化氧化机构(2)中的沉淀池(15)与下一级所述芬顿催化氧化机构(2)中的缓冲罐(9)连通；

其中，所述酸液罐(3)与所述调酸池(10)连通；

所述过氧化氢溶液罐(4)和所述硫酸亚铁溶液罐(5)分别与所述芬顿催化氧化罐(11)连通；

所述碱液罐(6)与所述调碱池(13)连通；

所述絮凝剂溶液罐(7)和所述助凝剂溶液罐(8)分别与所述混凝池(14)连通。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述缓冲罐(9)内部设置有折流板(16)。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述芬顿催化氧化罐(11)的出水口处设置有多级滤网。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述芬顿催化氧化罐(11)外侧设置有多个循环泵(17)；

每个所述循环泵(17)的入口均与所述芬顿催化氧化罐(11)的下部连通，每个所述循环泵(17)的出口均与所述芬顿催化氧化罐(11)的上部连通。

6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，沿池底至池顶的方向，所述脱气池(12)的内部依次设置有布气器(18)和布水器(19)；

所述布气器(18)与所述布水器(19)之间的间距为10-30cm。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述脱气池(12)的顶部设置有气体收集部件(20)。

8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，沿池轴心至池边缘的方向，所述沉淀池(15)内设置有多级高度依次递减的溢流板(21)，相邻所述溢流板(21)之间形成多级溢流槽(22)；

所述混凝池(14)出水与第一级所述溢流槽(22)的底部连通。

9.根据权利要求2-8任一项所述的系统，其特征在于，所述缓冲罐(9)和所述调酸池(10)之间、所述调酸池(10)与所述芬顿催化氧化罐(11)之间、所述脱气池(12)与所述调碱池(13)之间、所述混凝池(14)与所述沉淀池(15)之间均设置有提升泵(23)。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述酸液罐(3)与所述调酸池(10)连通的通路上、所述过氧化氢溶液罐(4)与所述芬顿催化氧化罐(11)连通的通路上、所述硫酸亚铁溶液罐(5)与所述芬顿催化氧化罐(11)连通的通路上、所述碱液罐(6)与所述调碱池(13)连通的通路上、所述絮凝剂溶液罐(7)与所述混凝池(14)连通的通路上、所述助凝剂溶液罐(8)与所述混凝池(14)连通的通路上均设置有加药泵(24)。

Images