[發明專利]一種鐵循環及污泥零排放的芬頓氧化方法及其裝置

有效

• 申請號: 201610033998.4
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105621740B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 薛罡;張文啟;張禾;高品;李響;陳紅;劉振鴻;張凡;張文娟;王成;薛順利;韓闖;魏欣;孟迪;顧超超;辛海霞;陳暢愉;成鈺瑩;來思周;甘雁飛;徐小強;楊帆
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F11/00
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所31233
• 代理人: 黃志達

技術領域

本發明屬于廢水高級氧化處理及污泥資源化技術領域，特別涉及一種鐵循環及污泥零排放的芬頓氧化方法及其裝置。

背景技術

芬頓氧化工藝以其產生的羥基自由基氧化還原電位高，基本對難降解有機物無選擇性地氧化的獨特優勢，目前已開始應用于難降解工業廢水的預處理及深度處理。但芬頓氧化的主要問題在于反應前需將廢水pH調節至3.0～4.0，反應完畢進入混凝階段，需要將廢水pH用堿調節至7～8，由此產生大量鐵泥，不僅酸堿投加成本高，而且鐵泥產生量及處置成本高。

因此，設想如能將芬頓氧化反應中產生的混凝鐵泥中Fe³⁺氧化物還原為Fe²⁺、Fe⁰，并將鐵泥中的有機物降解，最后將處理后的鐵泥回用至芬頓氧化處理工藝中，從而取代芬頓氧化工藝中的外源性投加的Fe²⁺；同時，實現芬頓鐵泥的全部回收利用和零排放；這一思路對于優化降低芬頓處理成本具有較大應用價值。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種鐵循環及污泥零排放的芬頓氧化方法及其裝置，該方法實現芬頓氧化工藝污泥的零排放，并將芬頓中的鐵循環利用，在節省芬頓氧化工藝藥劑費、污泥處置費用方面有較大優勢，為降低芬頓氧化工藝運行費用及實現污泥零排放提供了經濟可行的技術方法。

本發明的一種鐵循環及污泥零排放的芬頓氧化方法，包括：

(1)將工業廢水通過芬頓氧化反應器處理；其中，反應器初始運行時Fe²⁺、H₂O₂和酸；

(2)將步驟(1)中處理產生的含鐵污泥加入到熱催化還原反應釜中，加入活性炭粉，將反應釜密閉，加溫至180～200℃，攪拌反應3.0～4.0h，得到固液兩相混合物；其中，活性炭粉的加入量為50～100mg/L(L含鐵污泥)；

(3)將步驟(2)中得到的混合物排出，加至芬頓氧化反應器進水口，并替代初始外源性投加的Fe²⁺，與工業廢水和酸、H₂O₂混合后進入反應器開始芬頓反應，反應產生的污泥循環步驟(2)和步驟(3)，實現污泥零排放并省去外源性持續投加的Fe²⁺。

所述步驟(1)中工業廢水為印染、化工或制藥行業的工業廢水，或者海上采油平臺廢水。

所述步驟(1)中芬頓氧化反應器芬頓氧化反應器包括芬頓氧化和絮凝沉淀兩個單元；芬頓氧化單元完成以·OH高級氧化為主的有機物的降解，在混凝沉淀單元完成鐵泥的固液分離。

所述步驟(1)中的芬頓氧化反應器開始運行時投加外源性Fe²⁺，以后運行過程中所需的鐵來源于后續含鐵污泥熱催化還原產物。

所述步驟(2)中含鐵污泥體積與反應釜有效容積比為1/2～2/3。

所述步驟(2)中熱催化反應釜以不銹鋼材質制作，內壁防腐，配置加熱攪拌、溫控及測壓裝置，外壁設置隔熱措施；在熱催化還原反應釜中完成含鐵污泥的有機物降解及三價鐵的還原過程。

所述步驟(3)中加入的酸需將廢水pH調節至3～5，質量百分比為30％的H₂O₂和硫酸亞鐵加入量需根據廢水COD濃度而定。