公布日：2022.12.02
申请日：2022.07.28
分类号：C02F1/72(2006.01)I
摘要
本发明属于污水处理技术领域，公开了一种推流式多点投加芬顿氧化处理污水的装置和方法。该装置包括芬顿催化氧化池、加药单元和反冲洗单元；芬顿催化氧化池内依次交替分格设置有药剂混合区和反应区，药剂混合区和反应区均为多个；每个反应区与其前部设置的药剂混合区之间用第一隔板隔开，每个反应区与其后部设置的药剂混合区之间用第二隔板隔开；加药单元用于向芬顿催化氧化池中投加药剂；反冲洗单元用于清洗可调节催化剂承托层上设置的催化剂。本发明采用多点投加方式，减少了芬顿反应药剂投加量，降低运行成本，并提高了羟基自由基的利用效率以及有机物去除率。
权利要求书
1.一种推流式多点投加芬顿氧化处理污水的装置，其特征在于，该装置包括芬顿催化氧化池、加药单元和反冲洗单元；所述芬顿催化氧化池内依次交替分格设置有药剂混合区和反应区，所述药剂混合区和所述反应区均为多个；每个反应区与其前部设置的药剂混合区之间用第一隔板隔开，所述第一隔板的高度低于芬顿催化氧化池的池壁高度，第一隔板顶部设置溢流堰，每个反应区与其后部设置的药剂混合区之间用与所述池壁等高的第二隔板隔开，所述第二隔板的右部下端设有开孔；多个药剂混合区中的第一药剂混合区设置有所述芬顿催化氧化池的进水口；多个反应区中的最后一个反应区设置有所述芬顿催化氧化池的出水口；每个药剂混合区内均设有搅拌器；多个反应区下部均设有锥形集泥槽，所述锥形集泥槽底部均连接排泥管线，所述锥形集泥槽上方均设有可调节催化剂承托层，所述可调节催化剂承托层上均设置有催化剂；所述加药单元用于向所述芬顿催化氧化池中投加药剂；所述反冲洗单元用于清洗所述可调节催化剂承托层上设置的催化剂。
2.根据权利要求1所述的推流式多点投加芬顿氧化处理污水的装置，其中，所述药剂混合区为柱体，其横截面为矩形、扇形或三角形。
3.根据权利要求1所述的推流式多点投加芬顿氧化处理污水的装置，其中，所述加药单元包括多个加药单元，所述多个加药单元用于向所述多个药剂混合区投加药剂。
4.根据权利要求3所述的推流式多点投加芬顿氧化处理污水的装置，其中，多个加药单元中的第一加药单元包括亚铁加药管、双氧水加药管、双氧水加药泵和亚铁加药泵；所述双氧水加药泵与所述双氧水加药管连接，用于向所述双氧水加药管输送双氧水；所述亚铁加药泵与所述亚铁加药管连接，用于向所述亚铁加药管输送亚铁药剂；所述第一加药单元的亚铁加药管和双氧水加药管均与所述第一药剂混合区连通；多个加药单元中的其他加药单元均包括亚铁加药管和亚铁加药泵；所述亚铁加药泵与所述亚铁加药管连接，用于向所述亚铁加药管输送亚铁药剂；所述其他加药单元的亚铁加药管分别与多个药剂混合区中的其他药剂混合区连通。
5.根据权利要求3所述的推流式多点投加芬顿氧化处理污水的装置，其中，所述加药单元至少为四个。
6.根据权利要求1所述的推流式多点投加芬顿氧化处理污水的装置，其中，所述反冲洗单元包括反冲洗进水管和反冲洗出水管；所述反冲洗进水管设置于每个反应区的锥形集泥槽上方和可调节催化剂承托层底部之间；多个反应区均设有反冲洗出水口，所述反冲洗出水口均与所述反冲洗出水管连通。
7.一种推流式多点投加芬顿氧化处理污水的方法，其特征在于，采用权利要求1-6中任意一项所述的推流式多点投加芬顿氧化处理污水的装置，该方法包括如下步骤：S1：使污水通过所述芬顿催化氧化池的进水口进入所述第一药剂混合区，与通过所述加药单元投加的药剂充分混合后进入第一反应区，并在第一反应区内的催化剂作用下进一步氧化，并使氧化反应过程中产生的铁泥滑入锥形集泥槽并定期通过排泥管线排出所述装置；S2：污水在第一反应区经过处理后依次进入其他药剂混合区和反应区，最后通过所述芬顿催化氧化池的出水口排出所述装置；S3：定期通过所述反冲洗单元清洗所述可调节催化剂承托层上的催化剂。
8.根据权利要求7所述的推流式多点投加芬顿氧化处理污水的方法，其中，所述污水在所述装置内的停留时间为1.5-2.5h。
9.根据权利要求7所述的推流式多点投加芬顿氧化处理污水的方法，其中，添加到所述第一药剂混合区中的双氧水浓度与所述污水中COD的浓度比为1-2：1；添加到所述第一药剂混合区中的双氧水和亚铁药剂的摩尔浓度比为15-10：1；添加到所述第一药剂混合区中的亚铁药剂加药量为全部药剂混合区的亚铁药剂加药量的1/3-1/2，添加到所述其他药剂混合区中的亚铁药剂加药量相对于第一药剂混合区中的亚铁药剂加药量呈依次递减。
10.根据权利要求7所述的推流式多点投加芬顿氧化处理污水的方法，其中，所述催化剂为铁氧化物型催化剂，所述催化剂的投加量占所述反应区体积的1/2-3/4。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种推流式多点投加芬顿氧化处理污水的装置和方法。本发明采用多点投加方式，减少了芬顿反应药剂投加量，降低运行成本，并提高了羟基自由基的利用效率以及有机物去除率。
为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种推流式多点投加芬顿氧化处理污水的装置，该装置包括芬顿催化氧化池、加药单元和反冲洗单元；
所述芬顿催化氧化池内依次交替分格设置有药剂混合区和反应区，所述药剂混合区和所述反应区均为多个；每个反应区与其前部设置的药剂混合区之间用第一隔板隔开，所述第一隔板的高度低于芬顿催化氧化池的池壁高度，第一隔板顶部设置溢流堰，每个反应区与其后部设置的药剂混合区之间用与所述池壁等高的第二隔板隔开，所述第二隔板的右部下端设有开孔；
多个药剂混合区中的第一药剂混合区设置有所述芬顿催化氧化池的进水口；多个反应区中的最后一个反应区设置有所述芬顿催化氧化池的出水口；
每个药剂混合区内均设有搅拌器；多个反应区下部均设有锥形集泥槽，所述锥形集泥槽底部均连接排泥管线，所述锥形集泥槽上方均设有可调节催化剂承托层，所述可调节催化剂承托层上均设置有催化剂；
所述加药单元用于向所述芬顿催化氧化池中投加药剂；
所述反冲洗单元用于清洗所述可调节催化剂承托层上设置的催化剂。
在本发明中，“所述第一隔板的高度低于芬顿催化氧化池的池壁高度”的目的是使得进入所述芬顿催化氧化池的药剂混合区的污水水流可从第一隔板顶部溢流堰推流至其后部设置的反应区。
在本发明中，定期利用所述反冲洗单元清洗所述可调节催化剂承托层上设置的催化剂，防止铁泥堵塞催化剂。
在本发明中，如图1所示，所述锥形集泥槽便于铁泥的堆积和排空。
根据本发明，优选地，所述药剂混合区为柱体，其横截面为矩形、扇形或三角形。
在本发明中，所述药剂混合区和所述反应区的数量相同，均至少为四个。
根据本发明，优选地，所述加药单元包括多个加药单元，所述多个加药单元用于向所述多个药剂混合区投加药剂；
多个加药单元中的第一加药单元包括亚铁加药管、双氧水加药管、双氧水加药泵和亚铁加药泵；所述双氧水加药泵与所述双氧水加药管连接，用于向所述双氧水加药管输送双氧水；所述亚铁加药泵与所述亚铁加药管连接，用于向所述亚铁加药管输送亚铁药剂；所述第一加药单元的亚铁加药管和双氧水加药管均与所述第一药剂混合区连通；
多个加药单元中的其他加药单元均包括亚铁加药管和亚铁加药泵；所述亚铁加药泵与所述亚铁加药管连接，用于向所述亚铁加药管输送亚铁药剂；所述其他加药单元的亚铁加药管分别与多个药剂混合区中的其他药剂混合区连通。
在本发明中，“双氧水在第一药剂混合区一次投加，亚铁在所设置的多个药剂混合区分批多点投加”其作用在于：双氧水和亚铁在一点投加时，芬顿反应产生羟基自由基较有机物过量，造成羟基自由基参与副反应过多，氧化效率降低；亚铁多点投加时，芬顿反应产生的羟基自由基较有机物不足，有利于提高羟基自由基的利用效率，提高有机物去除率，同时减少芬顿反应药剂投加量，降低运行成本。
在本发明中，所述“亚铁药剂”为硫酸亚铁或通过生物处理铁泥还原的亚铁。
根据本发明，优选地，所述加药单元至少为四个。
根据本发明，优选地，所述反冲洗单元包括反冲洗进水管和反冲洗出水管；
所述反冲洗进水管设置于每个反应区中的锥形集泥槽上方和可调节催化剂承托层底部之间；
多个反应区均设有反冲洗出水口，所述反冲洗出水口均与所述反冲洗出水管连通。
本发明另一方面提供了一种推流式多点投加芬顿氧化处理污水的方法，该方法包括如下步骤：
S1：使污水通过所述芬顿催化氧化池的进水口进入所述第一药剂混合区，与通过所述加药单元投加的药剂充分混合后进入第一反应区，并在第一反应区内的催化剂作用下进一步氧化，并使氧化反应过程中产生的铁泥滑入锥形集泥槽并定期通过排泥管线排出所述装置；
S2：污水在第一反应区经过处理后依次进入其他药剂混合区和反应区，最后通过所述芬顿催化氧化池的出水口排出所述装置；
S3：定期通过所述反冲洗单元清洗所述可调节催化剂承托层上的催化剂。
根据本发明，优选地，所述污水在所述装置内的停留时间为1.5-2.5h。
根据本发明，优选地，添加到所述第一药剂混合区中的双氧水浓度与所述污水中COD的浓度比为1-2：1。
根据本发明，优选地，添加到所述第一药剂混合区中的双氧水和亚铁药剂的摩尔浓度比为15-10：1。
根据本发明，优选地，添加到所述第一药剂混合区中的亚铁药剂加药量为全部药剂混合区的亚铁药剂加药量的1/3-1/2，添加到所述其他药剂混合区中的亚铁药剂加药量相对于第一药剂混合区中的亚铁药剂加药量呈依次递减。在本发明中，作为优选方案，“依次递减”的“每一项与它的前一项的差值”根据进水水质调整。
根据本发明，优选地，所述催化剂为铁氧化物型催化剂，所述催化剂的投加量占所述反应区体积的1/2-3/4。
本发明的技术方案的有益效果如下：
(1)本发明采用多点投加方式，双氧水在第一药剂混合区一次投加，亚铁在所设置的多个药剂混合区分批投加，减少了芬顿反应药剂投加量，降低运行成本，并提高了羟基自由基的利用效率以及有机物去除率。
(2)本发明通过可调节催化剂承托层，根据进水水质调整催化剂投加量，提高芬顿反应的效率，提高COD的去除率。
（发明人：李彦刚;金秋燕;张树军;李尚坤;张文珍;王佳伟;白宇;李烨;陈沉;程晓菁）