高新芬顿反应新工艺技术

高新芬顿反应新工艺技术

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

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