[發明專利]一種處理苯酚廢水的序批式芬頓氧化反應過程的控制方法

在審

• 申請號: 201810139221.5
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108483793A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 劉煥君;張旭;王悅宏;劉海燕;吳相會;劉宇;余沛蔚;孫立杰;程澤
• 申請（專利權）人: 吉林建筑大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F1/72;G05B19/05;C02F101/34
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王戈

本發明針對苯酚廢水在水量、水質濃度等方面的較大變化而導致的序批式芬頓氧化法系統出水水質不穩定、能耗較高等問題，公開一種處理苯酚廢水的序批式芬頓氧化反應過程的控制方法。控制方法包括：選擇待處理工業廢水；構建芬頓氧化反應過程自動控制系統；采取三種控制策略對芬頓氧化反應器進行控制，一是ORP設定值150?200mV的絕對值控制策略，二是ORP值的變化速率小于3～10mV/min且保持10～30min的控制策略，三是ORP對時間的一階導數的變化速率小于0.1～0.5mV/min并保持10～30min的控制策略，調控堿液投加電動調節閥控制器，通過開啟堿液投加自動控制系統來改變運行工序，通過改變序批式芬頓氧化反應的運行工序達到提高出水水質、降低能耗的目的。

技術領域

本發明涉及污水處理技術領域，特別是涉及一種處理苯酚廢水的序批式芬頓氧化反應過程的控制方法。

背景技術

近年來隨著石化行業的發展，苯酚廢水的污染問題日漸突出。苯酚具有穩定的苯環結構，不易降解，直接應用物理、生化法處理苯酚廢水難以達到理想的處理效果，采用高級氧化技術對其進行深度處理，是使苯酚廢水處理達標排放的常用方法。芬頓氧化技術是高級氧化技術(Advanced Oxidation Processes，簡稱AOPs)的一種，主要由體系產生的中間態活性物種羥基自由基(·OH)實現氧化過程。目前廣泛被認可的芬頓氧化技術反應機理為：在酸性溶液中投加過氧化氫，過氧化氫在Fe²⁺催化作用下，產生高氧化活性·OH，引發自由基鏈式反應，有機物質被·OH氧化，生成CO2、H2O等無機物質；·OH產生為鏈的開始，反應過程中引發了其它自由基和反應中間體的產生，各種自由基和中間體與有機物發生反應，致使自由基被不斷消耗，直到反應鏈終止。芬頓氧化法作為應用廣泛的高級氧化技術，可無選擇地、有效地分解常規氧化法不能分解的難降解有機物，如芳胺類、酚類、芳烴類等。在工程實踐中，芬頓氧化工藝法通常采用連續進水和序批進水兩種運行方式，其中連續式進水方式的芬頓氧化反應器內廢水狀態處于紊流式混合狀態，不利用化學反應的進行，因此，處理水量較小的難降解工業廢水時，序批式芬頓氧化反應器(Sequencing Batch FentonReactor，SBFR)應用更加廣泛。

但是，序批式芬頓氧化反應是化學反應，廢水中苯酚濃度對反應過程等影響較大，而苯酚廢水在水質、水量等方面都有較大變化，給SBFR帶來擾動。而且，芬頓氧化反應是相當復雜的動態過程，尤其是用于工業廢水處理時，現有的利用固定時序對其運行過程進行控制管理，雖然方法簡單，但出水水質和能耗不能靈活調整，因此很難達到理想的處理效果。

發明內容

本發明的目的是提供一種處理苯酚廢水的序批式芬頓氧化反應過程的控制方法，通過改變序批式芬頓氧化反應器的運行工序達到提高出水水質、降低能耗的目的。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種處理苯酚廢水的序批式芬頓氧化反應過程的控制方法，所述控制方法按如下步驟實現：

步驟1：選擇苯酚廢水生化處理系統出水作為待處理工業廢水，所述待處理工業廢水的水量為100-200m³/d，所述待處理工業廢水的主要特征污染物苯酚濃度為50-100mg/L；

步驟2：構建芬頓氧化反應過程自動控制系統，所述芬頓氧化反應過程自動控制系統的檢測器為氧化還原電位ORP在線測定儀，所述ORP在線測定儀分別安裝在距離序批式芬頓氧化反應器SBFR底部20cm、SBFR中間深度以及水面以下20cm處；控制器為安裝于計算機內的PLC控制器；終端執行設備為堿液投加電動調節閥及計量泵；自動過程控制系統采用ORP參數設定值控制策略：反應過程中，每隔3min讀取3個ORP測定儀的ORP信息，將所述ORP信息傳輸至計算機的數據采集卡存儲并計算平均值，并將所述平均值轉換成數字信號后輸入至PLC控制器內，與ORP設定值150-200mV進行比較，用PID算法進行計算并轉換計算結果作為輸出值，作為所述堿液投加電動調節閥的控制器輸入端，開啟堿液投加系統；