本申请涉及一种芬顿反应新工艺，属于水、污水、废水处理技术领域。
背景技术：
在污水处理过程中，生化处理应用较为普遍。然而，当下的生化处理后，水体中仍然含有大量的难降解物质，常规芬顿反应器在进行生化处理后水体的反应时，由于其自身的局限性，加药的混合难度大，无法满足实际芬顿反应的混合需要，反应周期长；且芬顿药剂添加、液碱添加等均需要进行大剂量过量添加，才能确保处理效果，这不仅增加了药剂的投入成本，且药剂过量使用，还存在浪费与二次污染的风险。
技术实现要素：
有鉴于此，针对污水如印染废水等待处理介质的深度处理，本申请提供一种可实现占据空间小、反应速度快的一种芬顿反应新工艺。
具体地，本申请是通过以下方案实现的：
一种芬顿反应新工艺，芬顿反应空间包括反应管和输出管，所述反应管由顺次连接的一段管、二段管、三段管、四段管、五段管构成，相邻管段之间以弯管过渡，形成井式结构的反应管，一段管上设置入口，五段管连通至输出管处，输出管上开设输出泵，连接至下道工序处；所述一段管上设置有亚硫酸铁投加口和双氧水投加口一，亚硫酸铁投加口和双氧水投加口一位于入口附近，分别进行亚硫酸铁与第一次双氧水的投加，双氧水添加后待处理介质ph降低3～4个点，三段管上设置有双氧水投加口二，进行第二次双氧水投加，四段管上设置ph测定口，五段管上设置有液碱投加口，待处理介质经入口到输出泵为逆时针流向，芬顿反应过程中，投加的亚硫酸铁浓度为20-25％，投加量为2500-3000mg/l，投加的双氧水浓度为27-33％，总投加量为160-240mg/l，由双氧水投加口一、双氧水投加口二分摊，液碱浓度为25-30％，投加量为200-560mg/l，ph调至6-8，处理后的介质经输出泵排入下道工序。
上述方案中，以反应管、输出管形成反应器，反应主要集中在反应管中，整个反应管上设置有两处双氧水添加口、一处亚硫酸铁投加口、一处液碱投加口，并配置ph测定口，亚硫酸铁投加口、双氧水添加口一分别完成对应药剂投加后，ph降低3-4个点，此时进行高级氧化反应，到达双氧水添加口二第二次投加双氧水后，则可以快速显著的反应，处理效率明显提升。相对于单独的一个双氧水投加位点一次性大量投加药剂，本案反应管上设置两个双氧水投加位点，可将单次投加药剂量降低至一半以下，由于高级氧化反应改善了反应管中的水质，硫酸亚铁投加量减少，双氧水投加量相应的也降下来，因此，整体表现为：药剂投加量减少，而处理效果持平或更佳。
进一步的，作为优选：
基于药剂添加的均匀性和稳定性考虑，所述一段管上设置有备用投加口一，备用投加口一可进行亚硫酸铁或双氧水的补充(优选为双氧水备用投加口)；同时或者必要时，在五段管上设置有备用投加口二，进行碱液补充的备用设置，以满足不同程度酸碱度介质的调节。备用投加口与对应的药剂投加口(双氧水投加口、液碱投加口)配合，不仅仅提高了加药量的精确控制，还进一步降低了药剂投加量。
所述一段管、二段管、三段管、四段管、五段管均为直管，直管与弯管之间以法兰连接。弯管与直管的配合，在每个转弯处以弯管连接，有效减少了死角的存在可能性，传输和反应更加有效，也降低了反应产物在管道中的滞留，并反映为反应管使用周期的延长，有效且充分的利用安装环境的空间，提高空间利用率，以法兰连接更提高了安装的便捷性。
所述反应管上设置有混合器，混合器至少设置有一个。混合器的可根据不同管段的反应情况进行设置，也可以根据药剂添加位点进行设置，具体可描述为如下两种状态：
(1)所述混合器设置在一段管、二段管、三段管、四段管、五段管中的任一段管或多段管上，随着待处理水的输送同时进行芬顿反应；每段管上均设置混合器，有利于提高反应的充分均匀进行。
(2)所述亚硫酸铁投加口与双氧水投加口一、双氧水投加口二、ph测定口、液碱投加口所对应的一段管、三段管、四段管、五段管上分别设置有一个混合器。更优选的，所述亚硫酸铁投加口与双氧水投加口一、双氧水投加口二、ph测定口、液碱投加口位于混合器对应的管段处，有利于提高药剂混合的均匀性，确保反应充分均匀进行，有利于提高输出介质的均匀。
附图说明
图1为本申请其中一种状态时的结构示意图；
图2为本申请另一种状态时的结构示意图；
图3为本申请第三种状态时的结构示意图。
图中标号：1.反应管；16.入口；11.一段管；111.混合器一；12.二段管；121.混合器二；13.三段管；131.混合器三；14.四段管；141.混合器四；15.五段管；151.混合器五；2.输出管；21.输出泵；3.硫酸亚铁投加口；4.双氧水投加口一；5.双氧水投加口二；6.ph测定口；7.液碱投加口；71.备用投加口一；8.法兰；9.备用投加口二。
具体实施方式
本实施例一种芬顿反应新工艺，结合图1，包括反应管1和输出管2，反应管1由顺次连接的一段管11、二段管12、三段管13、四段管14、五段管15构成，相邻管段之间以弯管(图中未标注)过渡，形成井式结构的反应管，一段管11上设置入口16，五段管15连通至输出管2处，输出管2上开设输出泵21，连接至下道工序处。
结合图2，一段管11上设置有亚硫酸铁投加口3和双氧水投加口一4，亚硫酸铁投加口3和双氧水投加口一4位于入口附近，三段管13上设置有双氧水投加口二5，四段管14上设置ph测定口6，五段管15上设置有液碱投加口7，待处理介质经入口16到输出泵21为逆时针流向。待处理介质经入口到输出泵为逆时针流向，芬顿反应过程中，投加的亚硫酸铁浓度为22％，投加量为3000mg/l，投加的双氧水浓度为27.5％，总投加量为170mg/l，由双氧水投加口一、双氧水投加口二分摊，液碱浓度为26％，投加量为300mg/l，ph调至6-8，处理后的介质经输出泵排入下道工序。
上述方案中，以反应管1、输出管2形成反应器，反应主要集中在反应管1中，整个反应管1上设置有两处双氧水添加口即双氧水添加口一4、双氧水添加口二5、一处亚硫酸铁投加口3、一处液碱投加口7，并配置ph测定口6，双氧水添加口一4处加入双氧水后，ph降低3-4个点，此时污水在反应管1中进行高级氧化反应，在双氧水添加口二5处投加双氧水后，基于第一处双氧水添加口处的反应成效，污水可以快速显著的反应，处理效果明显提升。
以单组10吨/日的规模进行测试，正常组按照正常投加量加药，双氧水添加量为210ppm；实验组采用对照组80％的投加量，总投加量约在170ppm附近，即双氧水添加口一4处加入85ppm双氧水、双氧水添加口二5处加入85ppm双氧水。
作为一个备选方案：基于药剂添加的均匀性和稳定性考虑，在五段管15上设置有备用投加口一71，进行碱液补充的备用设置。
同时或者必要时，也可以在一段管11上设置有备用投加口二9，进行双氧水的备用补充，以满足不同程度酸碱度介质的调节。
备用投加口一71和备用投加口二9可二选一，也可同时设置，满足不同水质污染程度的需求，备用投加口与对应的药剂投加口(双氧水投加口、液碱投加口)配合，不仅仅提高了加药量的精确控制，还进一步降低了药剂投加量。
作为一个备选方案：结合图1，一段管11、二段管12、三段管13、四段管14、五段管15均为直管，直管与弯管之间以法兰8连接。弯管与直管的配合，在每个转弯处以弯管连接，有效减少了死角的存在可能性，传输和反应更加有效，也降低了反应产物在管道中的滞留，并反映为反应管1使用周期的延长，有效且充分的利用安装环境的空间，提高空间利用率，以法兰8连接更提高了安装的便捷性。
作为一个备选方案：反应管1上设置有混合器，混合器至少设置有一个。混合器的可根据不同管段的反应情况进行设置，也可以根据药剂添加位点进行设置，具体可描述为如下两种状态：
(1)混合器设置在一段管11、二段管12、三段管13、四段管14、五段管15中的任一段管或多段管上，如图3所示，一段管11上设置混合器一11，二段管12设置混合器二121，三段管13设置混合器三131，四段管14设置混合器四141，五段管15设置混合器五151，随着待处理水的输送同时进行芬顿反应；每段管上均设置混合器，有利于提高反应的充分均匀进行。
(2)亚硫酸铁投加口3与双氧水投加口一4、双氧水投加口二5、ph测定口6、液碱投加口7所对应的一段管11、三段管13、四段管14、五段管15上分别设置有一个混合器。优选的，亚硫酸铁投加口3与双氧水投加口一4、双氧水投加口二5、ph测定口6、液碱投加口7所在管段处配备有混合器，有利于提高药剂混合的均匀性，确保反应充分均匀进行，有利于提高输出介质的均匀。
表1不同双氧水添加比下的反应对照表
统算结果
(1)cod值情况：对照组与实验组均可以达标，测试水体的cod值，可以看成，两组的效果基本持平，且大部分平行试验出现实验组较正常组处理效果更佳的情况。
(2)双氧水残留情况：单点投加的双氧水残留量约在25ppm附近，而实验组的双氧水残留量则可以降低至0.5ppm，相对于单点投加，本实施例的方案残留量更少。
即便推广至20万吨/日规模甚至更大，也出现相同的趋势。
(3)成本情况：相对于单独的一个双氧水投加位点一次性大量投加药剂，本案反应管1上设置两个双氧水投加位点，可将单次投加药剂量降低至一半以下，由于高级氧化反应改善反应管内的水质，硫酸亚铁投加量减少(由正常的4200ppm降低至3000ppm)，双氧水投加量相应的也降下来，双氧水投加比由100:8至少可以降低至100:7，按照双氧水节省量40ppm计算，单价1486.73元/吨双氧水，成本节省了0.06元/吨水；按60万吨/日计算，日节省成本约3.6万元/日，因此，整体表现为：药剂投加量减少，而处理效果持平或更佳。
技术特征：
1.一种芬顿反应新工艺，其特征在于：包括反应管和输出管，所述反应管由顺次连接的一段管、二段管、三段管、四段管、五段管构成，相邻管段之间以弯管过渡，形成井式结构的反应管，一段管上设置入口，五段管连通至输出管处，输出管上开设输出泵，连接至下道工序处；所述一段管上设置有亚硫酸铁投加口和双氧水投加口一，亚硫酸铁投加口和双氧水投加口一位于入口附近，分别进行亚硫酸铁与第一次双氧水的投加，双氧水添加后待处理介质ph降低3~4个点，三段管上设置有双氧水投加口二，进行第二次双氧水投加，四段管上设置ph测定口，五段管上设置有液碱投加口，待处理介质经入口到输出泵为逆时针流向，芬顿反应过程中，投加的亚硫酸铁浓度为20-25%，投加量为2500-3000mg/l，投加的双氧水浓度为27-33%，总投加量为160-240mg/l，由双氧水投加口一、双氧水投加口二分摊，液碱浓度为25-30%，投加量为200-560mg/l，ph调至6-8，处理后的介质经输出泵排入下道工序。
2.根据权利要求1所述的一种芬顿反应新工艺，其特征在于：所述五段管上设置有备用投加口一，和/或一段管上设置有备用投加口二。
3.根据权利要求1所述的一种芬顿反应新工艺，其特征在于：所述一段管、二段管、三段管、四段管、五段管均为直管，直管与弯管之间以法兰连接。
4.根据权利要求1所述的一种芬顿反应新工艺，其特征在于：所述双氧水投加比为100:7。
5.根据权利要求1所述的一种芬顿反应新工艺，其特征在于：所述双氧水投加口一、双氧水投加口二处投加的双氧水量相同。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种芬顿反应新工艺，其特征在于：所述反应管上设置有混合器，混合器至少设置有一个。
7.根据权利要求6所述的一种芬顿反应新工艺，其特征在于：所述混合器设置在一段管、二段管、三段管、四段管、五段管中的任一段管或多段管上。
8.根据权利要求6所述的一种芬顿反应新工艺，其特征在于：所述亚硫酸铁投加口与双氧水投加口一、双氧水投加口二、ph测定口、液碱投加口所对应的一段管、三段管、四段管、五段管上分别设置有一个混合器。
9.根据权利要求8所述的一种芬顿反应新工艺，其特征在于：所述亚硫酸铁投加口与双氧水投加口一、双氧水投加口二、ph测定口、液碱投加口位于混合器对应的管段处。
技术总结
本申请提供一种芬顿反应新工艺，属于水、污水、废水处理技术领域。包括反应管和输出管，所述反应管由顺次连接的一段管、二段管、三段管、四段管、五段管构成，相邻管段之间以弯管过渡，形成井式结构的反应管，一段管上设置入口，五段管连通至输出管处，输出管上开设输出泵，连接至下道工序处；所述一段管上设置有亚硫酸铁投加口和双氧水投加口一，亚硫酸铁投加口和双氧水投加口一位于入口附近，三段管上设置有双氧水投加口二，四段管上设置pH测定口，五段管上设置有液碱投加口，待处理介质经入口到输出泵为逆时针流向。将本申请应用于污水处理，投加药剂量少，而处理效果与现有持平或更佳。
技术开发人、权利持有人：劳红标;宋华龙;奚晓东;陈伟
