[發明專利]一種污泥循環利用的廢水芬頓氧化?生物組合處理方法及其裝置

有效

• 申請號: 201610035164.7
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105502842B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 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: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F11/10;C02F1/72;C02F1/52;C02F3/28;C02F3/06;C02F1/66
• 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

本發明屬于工業廢水處理及污泥資源化技術領域，特別涉及一種污泥循環利用的廢水芬頓氧化-生物組合處理方法及其裝置。

背景技術

芬頓氧化是近年來在難降解工業廢水處理領域開始應用的技術，其技術優勢在于通過Fe²⁺在酸性條件下催化H₂O₂生成氧化性很強的羥基自由基，從而將廢水中有機物降解。以芬頓氧化作為難降解工業廢水的預處理，在大量去除有機物的同時，可將部分難降解的有機物開環、斷鏈，有效改善其可生化性。因而廢水處理中常用芬頓氧化作為預處理提高其可生化性，然后再用厭氧-好氧生物處理工藝處理，從而獲得良好的有機物去除效果。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，不僅酸堿投加成本高，并由此產生大量鐵泥，鐵泥產生量及處置成本高。

因此在芬頓氧化-生物處理組合工藝中，如能將污泥中的有機物在高溫、高壓條件下炭化，利用這一過程產生的炭將芬頓氧化單元產生的鐵泥中Fe³⁺還原成為Fe⁰、Fe²⁺，從而形成Fe⁰和Fe²⁺的固液兩相混合產物，并將其回用于芬頓氧化單元；在替代芬頓氧化單元的外源性投加的Fe²⁺的同時，實現芬頓氧化-生物處理組合工藝的污泥減量。對于優化芬頓氧化-生物處理組合工藝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污泥循環利用的廢水芬頓氧化-生物組合處理方法及其裝置，該方法含鐵污泥和生物處理剩余污泥減量排放，并節省芬頓氧化單元中持續性外源投加的Fe²⁺，在節省廢水處理成本及污泥處置費方面有較大優勢，可為降低工業廢水的運行費用及實現污泥減量提供經濟可行的技術方法。

本發明的一種污泥循環利用的廢水芬頓氧化-生物組合處理方法，包括：

(1)將工業廢水通過芬頓氧化-生物組合方法處理；

(2)將步驟(1)中芬頓氧化產生的含鐵污泥與生物處理排出的剩余污泥以體積比為2～3:1加入到濕式熱催化炭化-還原反應釜中，密封后加溫至200～250℃，攪拌反應5.0～6.0h，得到固液兩相混合物；

(3)將步驟(2)中得到的固液兩相混合物排出，加至芬頓氧化反應器進水口，與廢水和酸混合后進入反應器開始芬頓氧化-生物處理組合方法處理，處理結束后產生的污泥循環進行步驟(2)和步驟(3)，實現污泥減量排放，并省去芬頓氧化單元外源性持續投加的Fe²⁺。

所述步驟(1)中所述工業廢水為印染行業難降解工業廢水、化工行業難降解工業廢水、制藥行業難降解工業廢水或者海上采油平臺廢水。

所述步驟(1)中的芬頓氧化反應器開始運行時投加Fe²⁺。以后運行過程中所需的鐵來源于污泥濕式熱催化炭化-還原混合產物。

所述步驟(1)中芬頓氧化的反應器包括芬頓氧化和絮凝沉淀兩個單元，芬頓氧化單元完成有機物的降解及改善可生化性的作用，在混凝沉淀單元完成鐵泥的固液分離。

所述步驟(1)中芬頓氧化-生物組合處理方法包括：待處理工業廢水投加H₂O₂、Fe²⁺及酸后進入芬頓氧化反應器，反應后廢水投加堿和助凝劑經混凝沉淀后進入水解酸化-接觸氧化生化處理，處理后廢水經二沉池進行固液分離后達標排放；產生的含鐵污泥與濃縮的生物處理剩余污泥一并進入濕式熱催化炭化-還原反應器進行處理，處理后的含Fe⁰、Fe²⁺固液兩相混合產物回至芬頓氧化反應器。

所述步驟(2)中在反應釜中完成含鐵污泥及剩余污泥中的有機物的炭化過程，同時完成污泥炭化產物將Fe³⁺還原成為Fe⁰和Fe²⁺的過程。

所述步驟(2)中濕式熱催化炭化-還原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。

所述步驟(3)中酸為硫酸，加入量需將進水pH調節至3～4，H₂O₂的質量濃度為30％，投加量為1～2mL/(L廢水)。