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一種用于工業廢水處理的非均相芬頓反應裝置及處理方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510912535.0

申請日:

2015.12.11

公開號:

CN105540815A

公開日:

2016.05.04

當前法律狀態:

實審

有效性:

審中

法律詳情: 實質審查的生效IPC(主分類):C02F 1/72申請日:20151211|||公開
IPC分類號: C02F1/72 主分類號: C02F1/72
申請人: 復旦大學
發明人: 鄧勇輝; 程曉維
地址: 200433 上海市楊浦區邯鄲路220號
優先權:
專利代理機構: 上海正旦專利代理有限公司 31200 代理人: 陸飛;盛志范
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510912535.0

授權公告號:

|||

法律狀態公告日:

2016.11.16|||2016.05.04

法律狀態類型:

實質審查的生效|||公開

摘要

本發明屬于環保技術領域,具體為一種用于工業廢水處理的非均相芬頓反應裝置及處理方法。該裝置包括過氧化氫儲罐,廢液儲罐,原料液混合罐,固定床催化反應器,處理液儲罐,污水檢測系統,循環泵,流量計等。首先在過氧化氫儲罐廢液儲罐中過氧化氫和廢液進入原料液混合罐預混合后,在流量計的控制下進入固定床催化反應器完成芬頓反應過程,經污水檢測系統檢測,達標污水從處理液儲罐中直接排出,未達標廢水則通過循環泵循環回原料液儲罐進行再處理。本發明裝置可實現芬頓反應在工業廢水處理過程的連續化、自動化、高效化,能有效降低了工業廢水中的COD值,達到直接排放標準。

權利要求書

1.一種用于工業廢水處理的非均相芬頓反應裝置,其特征在于,包括:廢液儲罐,過氧化氫儲罐,原料液混合灌,用于裝填非均相成型芬頓催化劑的固定床催化反應器,處理液儲罐,污水檢測系統,循環泵,流量計;其中,廢液儲罐和過氧化氫儲罐的出口管道與原料液混合灌連通,廢液儲罐中的廢液和過氧化氫儲罐中的過氧化氫預混合液一同進入原料液混合灌,原料液混合灌的出口通過流量計與固定床催化反應器下端的入口相連接;污水檢測系統設置于固定床催化反應器上端的出口處,并與處理液儲罐相連;循環泵設置于處理液儲罐和原料液混合罐之間;處理液儲罐設有一個排放口,用于排放合格處理液;不合格處理液通過處理液儲罐出口進入原料液混合罐,進行循環處理。2.如權利要求1所述的非均相芬頓反應裝置,其特征在于,所述的固定床催化反應器為2~5級串聯的固定床催化反應器。3.一種如權利要求1所述的裝置用于處理的工業廢水方法,其特征在于,具體所步驟為:(1)將廢液儲罐中的工業廢水和過氧化氫儲罐中的過氧化氫溶液在原料液混合罐中進行預混合,控制混合液的pH調至6~8;(2)通過流量計調節混合液進入固定床催化反應器的流量,使混合液在催化劑床層的停留時間為30s~60min;(3)混合液從固定床催化反應器下端口進入,逆流經催化劑床層,從上端口排出,進入處理液儲罐,經污水檢測系統檢測,符合國家排放標準的處理液,從處理液儲罐的排放口直接排放;對于符合國家排放標準的處理液通過循環泵循環至原料液儲罐,進行再處理。

說明書

一種用于工業廢水處理的非均相芬頓反應裝置及處理方法

技術領域

本發明屬于環保技術領域,具體涉及一種用于工業廢水處理的固定床芬頓(Fenton)催化反應的裝置。

背景技術

有機污染物是環境中主要的污染物之一,尤其是持久性和難降解的有機物,其對人體健康的危害已經得到共識。因此,含有機污染物的工業廢水的降解處理具有重大意義。芬頓(Fenton)氧化法是一種典型的高級氧化技術。其氧化過程中產生的羥基自由基(OH·)作為一種強力氧化劑,可以有效降解廢水中的有機污染物。

固定床反應器是裝填有固體催化劑或固體反應物用以實現多相反應過程的一種反應器。固定床催化劑通常呈顆粒狀,粒徑2~15mm左右,堆積成一定高度(或厚度)的床層。床層靜止不動,流體通過床層進行反應。它與流化床反應器及移動床反應器的區別在于固體顆粒處于靜止狀態。固定床反應器主要用于實現氣固相催化反應,如氨合成塔、二氧化硫接觸氧化器、烴類蒸汽轉化爐等。可用于芬頓反應的固定床反應器具有以下優點:

1、可用少量催化劑和較小的反應器容積獲得較大的處理廢水能力;

2、用于芬頓反應的固定床反應器結構簡單,催化劑機械磨損小,催化劑使用壽命長,且再生和回收簡便;

3、用于芬頓反應的固定床反應過程操作方便、操作彈性大,可以較長時間連續使用。

非均相芬頓催化體系能有效解決鐵鹽過度損耗及鐵淤泥后處理的問題,因而得到越來越多的關注與研究。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高效、節能、簡易、安全的用于處理工業廢水的非均相芬頓反應裝置及處理方法。

本發明提供的用于工業廢水處理的非均相芬頓反應裝置,包括:廢液儲罐,過氧化氫儲罐,原料液混合灌,用于裝填非均相成型芬頓催化劑的固定床催化反應器,處理液儲罐,污水檢測系統,循環泵,流量計;其中,廢液儲罐和過氧化氫儲罐的出口管道與原料液混合灌連通,廢液儲罐中的廢液和過氧化氫儲罐中的過氧化氫預混合液一同進入原料液混合灌,原料液混合灌的出口通過流量計與固定床催化反應器下端的入口相連接;污水檢測系統設置于固定床催化反應器上端的出口處,并與處理液儲罐相連;循環泵設置于處理液儲罐和原料液混合罐之間;處理液儲罐設有一個排放口,用于排放合格處理液;不合格處理液通過處理液儲罐出口進入原料液混合罐,進行循環處理。

本發明中,所述固定床催化反應器可以是一級催化反應器組成,也可以由2-5多級催化反應器串聯組成,具體根據需要確定。例如可以是2級、3級等。實施例中給出了2級圖示。

上述污水檢測系統7為COD測定儀。

本發明還提供上述裝置用于工業廢水處理的方法,具體步驟為:

將廢液儲罐中的工業廢水和過氧化氫儲罐中的過氧化氫溶液在原料液混合罐中進行預混合,控制混合液的pH調至6~8。

通過流量計調節混合液進入固定床催化反應器的流量,使混合液在催化劑床層的停留時間為30s~60min。

混合液從固定床催化反應器下端口進入,逆流經催化劑床層,從上端口排出,進入處理液儲罐,經污水檢測系統檢測,符合國家排放標準的處理液,從處理液儲罐的排放口直接排放;對于符合國家排放標準的處理液通過循環泵循環至原料液儲罐,進行再處理。

所述的固定床催化反應器中裝填非均相成型芬頓催化劑。

本發明中,所述的混合液無需經換熱器加熱,在室溫下(<30oC)進行混合。

本發明中,所述的過氧化氫溶液的濃度為工業廢水初始COD值的40-60倍,優選50倍。

本發明所涉及的裝置可實現芬頓反應在工業廢水處理過程的連續化、自動化、高效化,能有效降低了工業廢水中的COD值,達到直接排放標準。本發明解決了均相芬頓反應體系中鐵絮凝的問題,避免高消耗的后處理過程。同時,連續循環過程增加了裝置的適用范圍,極大降低了處理成本,廢水的處理效果也得到大幅度提升。

附圖說明

圖1是2級串聯的固定床催化反應器組成的非均相反芬頓應連續裝置的示意圖。

圖中標號:1:過氧化氫儲罐,2:廢液儲罐,3:原料液混合罐,4:第一固定床催化反應器,5:處理液儲罐,6:第二固定床催化反應器,7:污水檢測系統,8:循環泵,9:流量計。

具體實施方式

實施例1:

處理工業廢水取自某石油化工企業所排放的廢水,COD濃度(mg/L)為800mg/L左右。

過氧化氫溶液的濃度(mg/L)確定為工業廢水初始COD濃度(mg/L)(800mg/L)的50倍。

過氧化氫與工業廢水在原料液混合罐進行混合,調節pH至6~8。

通過流量計9調節混合液進入固定床催化反應器的流量,從而控制混合液在催化劑床層4的停留時間為1min,廢水經催化劑反應器4上端流入催化劑反應器6。

混合液從固定床催化反應器6下端進入,逆流經催化劑床層,從上端排出。

從固定床催化反應器頂端流出的廢水流入處理液儲罐后,經污水檢測系統質檢,考核COD濃度(mg/L)為400mg/L,尚未符合國家排放標準,因此通過循環泵8循環至原料液儲罐,進行再處理,第三次循環之后,檢測COD濃度(mg/L)為100mg/L,達到排放標準。

關 鍵 詞:
一種 用于 工業 廢水處理 均相 反應 裝置 處理 方法
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