一种芬顿铁离子循环法处理有机废水的装置的制造方法
【专利摘要】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％。
【专利说明】
-种芬顿铁离子循环法处理有机废水的装置
技术领域
[0001] 本实用新型设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】
[0002] 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，双氧水与化h混合后，可W将很多有机化合物如醇、簇酸、 醋类氧化成无机态，氧化性极强。在实际应用中可W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化h催化分 解也化产生的径基自由基降解污染物，并且生成的Fe 3+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化h 与也化作用，生成具有氧化能力极强的径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Uu Xiangrong,Li Huabin,Wang Wenhua,et al.Degradation of dyessolutions by the 化nton)。均相芬顿法的优点是：（1)在常溫常压下即可反应；（2)设备简单操作方便，能源消 耗小；（3)产生的径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C〇2等无机物。（4)可W单独使用芬顿试剂处理废水，也可W 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%。
[0003] 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 的出〇2而高浓度出〇2的运输比较困难（Buxton G V，Greenstock C L，Helman W P，et al. Critical review of rateconstants for reactions of hydrated electrons, hydrogen atoms and hydroxyIradicals[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[Pecci L,Mon tefoschi G,Cavallini D.Some new details of the copper-hydrogen peroxide interaction[J].Biochemical and bio地ysical researchcommunications, 1997,235(1) :264-267.]、需要的抑范围较窄 [Bautista P,Mohedano A F,GiIarranz M A,et al.Application of Fentonoxidation to cosmetic wastewaters treatment[J].Journal of hazardousmaterials,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 W氨氧化铁的形式产生大量的铁泥造成二次污染，所W又需要投入额外成本处理二次污 染。可W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Fe 3+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 大量的氨氧化铁沉淀形成铁泥，运就造成了二次污染，增加了均相芬顿法的处理成本。 【实用新型内容】
[0004] 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化3+分离后回流的处理装置。
[0005] 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。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 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。
[0012] 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Fe 3+分离， 将分离后的化送回反应器入口循环使用。由于化被膜挡住，所W出水中就不会再有化 因此就不会产生铁泥，从而消除了二次污染。另外，Fe 3+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W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。
[0013] 本实用新型在净化有机废水时铁离子可W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W达到70%。
【附图说明】
[0014] 图1为本实用新型装置示意图。
[0015] 其中附图标记为：
[0016] 1-混凝槽
[0017] 2-过滤器
[0018] 3-管道混合器
[0019] 4-芬顿反应器
[0020] 5-铁离子过滤池
[0021] 6-铁离子循环累
[0022] 7-废水入口管线
[0023] 8-混凝剂管线
[0024] 9-补加硫酸亚铁管线
[0025] 10-双氧水加料管线
[00%] 11-废水出口管线
[0027] 12-铁离子回流管线。
【具体实施方式】
[00%]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。
[0029] 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累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。
[0030] 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，在槽内揽拌器的揽动下发生混凝反应，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W废水中的胶体和部分有机物得W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W去除 和分离。经过滤后的废水和双氧水W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径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W分离，即催化剂得到回收。被回收的铁离 子在铁离子循环累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W 要在管道混合器的入口补加硫酸亚铁W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。
[0031] 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累的流量，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。
[0032] 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W要在管道混合器的入口 补加硫酸亚铁W稳定反应器中铁离子的浓度。
[0033] 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W下实施例用 W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：
[0034] 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aOOOml/min。反应溫度均为:45°C。铁离子循环液回流比均为1。质量百分比 为27.5 %的双氧水和化S〇4 ? 7此O的质量比均为8。混凝剂用聚丙締酷胺在废水中的用量均 为：1m邑/1。
[0035] 实施例1:
[0036] 27.5%双氧水流量:21111/111111
[0037] 试验结果： 「nnool
[0051]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，但运些相 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。
【主权项】
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。
【文档编号】C02F9/04GK205442755SQ201521128822
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月29日
【发明人】刘发强, 王小雄, 刘军, 张媛, 何琳, 文善雄, 赵瑛, 刘光利, 梁宝锋
【申请人】中国石油天然气股份有限公司