一种用于工业废水处理的非均相芬顿反应装置及处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环保技术领域，具体涉及一种用于工业废水处理的固定床芬顿(Fenton)催化反应的装置。
【背景技术】
[0002]有机污染物是环境中主要的污染物之一，尤其是持久性和难降解的有机物，其对人体健康的危害已经得到共识。因此，含有机污染物的工业废水的降解处理具有重大意义。芬顿(Fenton)氧化法是一种典型的高级氧化技术。其氧化过程中产生的轻基自由基(0H.)作为一种强力氧化剂，可以有效降解废水中的有机污染物。
[0003]固定床反应器是装填有固体催化剂或固体反应物用以实现多相反应过程的一种反应器。固定床催化剂通常呈颗粒状，粒径2?15mm左右，堆积成一定高度(或厚度)的床层。床层静止不动，流体通过床层进行反应。它与流化床反应器及移动床反应器的区别在于固体颗粒处于静止状态。固定床反应器主要用于实现气固相催化反应，如氨合成塔、二氧化硫接触氧化器、烃类蒸汽转化炉等。可用于芬顿反应的固定床反应器具有以下优点:
1、可用少量催化剂和较小的反应器容积获得较大的处理废水能力；
2、用于芬顿反应的固定床反应器结构简单，催化剂机械磨损小，催化剂使用寿命长，且再生和回收简便；
3、用于芬顿反应的固定床反应过程操作方便、操作弹性大，可以较长时间连续使用。
[0004]非均相芬顿催化体系能有效解决铁盐过度损耗及铁淤泥后处理的问题，因而得到越来越多的关注与研究。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种高效、节能、简易、安全的用于处理工业废水的非均相芬顿反应装置及处理方法。
[0006]本发明提供的用于工业废水处理的非均相芬顿反应装置，包括:废液储罐，过氧化氢储罐，原料液混合灌，用于装填非均相成型芬顿催化剂的固定床催化反应器，处理液储罐，污水检测系统，循环栗，流量计;其中，废液储罐和过氧化氢储罐的出口管道与原料液混合灌连通，废液储罐中的废液和过氧化氢储罐中的过氧化氢预混合液一同进入原料液混合灌，原料液混合灌的出口通过流量计与固定床催化反应器下端的入口相连接;污水检测系统设置于固定床催化反应器上端的出口处，并与处理液储罐相连;循环栗设置于处理液储罐和原料液混合罐之间；处理液储罐设有一个排放口，用于排放合格处理液;不合格处理液通过处理液储罐出口进入原料液混合罐，进行循环处理。
[0007]本发明中，所述固定床催化反应器可以是一级催化反应器组成，也可以由2-5多级催化反应器串联组成，具体根据需要确定。例如可以是2级、3级等。实施例中给出了2级图不O
[0008]上述污水检测系统7为COD测定仪。
[0009]本发明还提供上述装置用于工业废水处理的方法，具体步骤为:
将废液储罐中的工业废水和过氧化氢储罐中的过氧化氢溶液在原料液混合罐中进行预混合，控制混合液的pH调至6?8。
[0010]通过流量计调节混合液进入固定床催化反应器的流量，使混合液在催化剂床层的停留时间为30s?60min。
[0011 ] 混合液从固定床催化反应器下端口进入，逆流经催化剂床层，从上端口排出，进入处理液储罐，经污水检测系统检测，符合国家排放标准的处理液，从处理液储罐的排放口直接排放;对于符合国家排放标准的处理液通过循环栗循环至原料液储罐，进行再处理。
[0012]所述的固定床催化反应器中装填非均相成型芬顿催化剂。
[0013]本发明中，所述的混合液无需经换热器加热，在室温下(<30°C)进行混合。
[0014]本发明中，所述的过氧化氢溶液的浓度为工业废水初始COD值的40-60倍，优选50倍。
[0015]本发明所涉及的装置可实现芬顿反应在工业废水处理过程的连续化、自动化、高效化，能有效降低了工业废水中的COD值，达到直接排放标准。本发明解决了均相芬顿反应体系中铁絮凝的问题，避免高消耗的后处理过程。同时，连续循环过程增加了装置的适用范围，极大降低了处理成本，废水的处理效果也得到大幅度提升。
【附图说明】
[0016]图1是2级串联的固定床催化反应器组成的非均相反芬顿应连续装置的示意图。
[0017]图中标号:丨:过氧化氢储罐，2:废液储罐，3:原料液混合罐，4:第一固定床催化反应器，5:处理液储罐，6:第二固定床催化反应器，7:污水检测系统，8:循环栗，9:流量计。
【具体实施方式】
[0018]实施例1:
处理工业废水取自某石油化工企业所排放的废水，COD浓度(mg/L)为800mg/L左右。
[0019]过氧化氢溶液的浓度(mg/L)确定为工业废水初始COD浓度(mg/L)(800mg/L)的50倍。
[0020]过氧化氢与工业废水在原料液混合罐进行混合，调节pH至6?8。
[0021]通过流量计9调节混合液进入固定床催化反应器的流量，从而控制混合液在催化剂床层4的停留时间为Imin，废水经催化剂反应器4上端流入催化剂反应器6。
[0022]混合液从固定床催化反应器6下端进入，逆流经催化剂床层，从上端排出。
[0023]从固定床催化反应器顶端流出的废水流入处理液储罐后，经污水检测系统质检，考核COD浓度(mg/L)为400mg/L，尚未符合国家排放标准，因此通过循环栗8循环至原料液储罐，进行再处理，第三次循环之后，检测COD浓度(mg/L)为100mg/L，达到排放标准。
【主权项】
1.一种用于工业废水处理的非均相芬顿反应装置，其特征在于，包括:废液储罐，过氧化氢储罐，原料液混合灌，用于装填非均相成型芬顿催化剂的固定床催化反应器，处理液储罐，污水检测系统，循环栗，流量计;其中，废液储罐和过氧化氢储罐的出口管道与原料液混合灌连通，废液储罐中的废液和过氧化氢储罐中的过氧化氢预混合液一同进入原料液混合灌，原料液混合灌的出口通过流量计与固定床催化反应器下端的入口相连接;污水检测系统设置于固定床催化反应器上端的出口处，并与处理液储罐相连;循环栗设置于处理液储罐和原料液混合罐之间；处理液储罐设有一个排放口，用于排放合格处理液;不合格处理液通过处理液储罐出口进入原料液混合罐，进行循环处理。2.如权利要求1所述的非均相芬顿反应装置，其特征在于，所述的固定床催化反应器为2?5级串联的固定床催化反应器。3.—种如权利要求1所述的装置用于处理的工业废水方法，其特征在于，具体所步骤为: (1)将废液储罐中的工业废水和过氧化氢储罐中的过氧化氢溶液在原料液混合罐中进行预混合，控制混合液的pH调至6?8; (2)通过流量计调节混合液进入固定床催化反应器的流量，使混合液在催化剂床层的停留时间为30s?60min; (3)混合液从固定床催化反应器下端口进入，逆流经催化剂床层，从上端口排出，进入处理液储罐，经污水检测系统检测，符合国家排放标准的处理液，从处理液储罐的排放口直接排放;对于符合国家排放标准的处理液通过循环栗循环至原料液储罐，进行再处理。
【专利摘要】本发明属于环保技术领域，具体为一种用于工业废水处理的非均相芬顿反应装置及处理方法。该装置包括过氧化氢储罐，废液储罐，原料液混合罐，固定床催化反应器，处理液储罐，污水检测系统，循环泵，流量计等。首先在过氧化氢储罐废液储罐中过氧化氢和废液进入原料液混合罐预混合后，在流量计的控制下进入固定床催化反应器完成芬顿反应过程，经污水检测系统检测，达标污水从处理液储罐中直接排出，未达标废水则通过循环泵循环回原料液储罐进行再处理。本发明装置可实现芬顿反应在工业废水处理过程的连续化、自动化、高效化，能有效降低了工业废水中的COD值，达到直接排放标准。
【IPC分类】C02F1/72
【公开号】CN105540815
【申请号】CN201510912535
【发明人】邓勇辉, 程晓维
【申请人】复旦大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月11日