一种Fenton协同臭氧处理废水装置及其处理废水的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种Fenton协同臭氧处理废水装置及其处理废水的方法。该装置包括前处理塔（9）、催化氧化塔（1）、后处理塔（27）、药剂制备系统（30）、臭氧供应系统和清水池（29）。该装置处理废水的方法包括如下步骤：（1）前处理；（2）催化氧化处理；（3）后处理。该装置处理废水能提高废水处理效率，提高废水COD和色度的去除效果，减少化学试剂用量，且臭氧利用率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及废水处理装置及处理废水的方法，具体涉及一种Fenton协同臭氧处理废水装置及其处理废水方法。
技术介绍
造纸工业是我国废水和污染物排放的主要源头之一。造纸废水中含有一定浓度的木素降解产物等难生物降解的有机物，造成造纸废水经二级生物处理后仍然含有较高浓度的有机污染物，不能达到国家的排放标准，必须进行进一步的处理，以减轻对环境的影响。Fenton催化氧化技术是当前降解去除废水中难生物降解有机物的有效途径之一，具有反应条件温和、反应速度快、处理效果好的优点，从而得到广泛的工程化应用。Fenton催化氧化技术实质上包括两个步骤：首先在酸性条件下亚铁离子催化过氧化氢分解产生羟基自由基，通过羟基自由基氧化降解、矿化废水中的有机污染物；然后调节反应体系的pH值至中、碱性，铁离子生成铁盐沉淀絮体，通过吸附、混凝、沉淀的方式去除废水中的有机污染物、悬浮物和其他污染物。但是传统的Fenton催化氧化技术存在着化学品用量大、处理成本高的问题，且处理过程中产生了大量的污泥，成为Fenton催化氧化技术进一步推广应用的障碍。臭氧是一种清洁的氧化剂，对废水中的大多数有机物具有很强的氧化降解能力，且不产生二次污染。另一方面，虽然臭氧具有很强的去除废水色度的能力，但是对废水中有机物的降解去除具有选择性，表现在对废水的TOC、COD去除率不高。近年来，通过研发制备催化剂以提高臭氧对废水中有机物的降解去除效果取得了很大进展，有效提高了臭氧对废水的处理效果。同时，臭氧在废水中的溶解度较低，且臭氧在废水处理过程中的利用率较低，部分未参与反应的臭氧随尾气排出，成为臭氧处理废水成本较高的主要原因之一。
技术实现思路
为解决上述相关技术存在的缺陷和不足，本专利技术的目的在于提供一种降低化学品用量、提高臭氧利用率、减少化学污泥产量、提高废水处理效率的Fenton协同臭氧处理废水的装置及其处理废水的方法。本专利技术的目的通过以下技术方案实现。一种Fenton协同臭氧处理废水装置，包括前处理塔、催化氧化塔、后处理塔、药剂制备系统、臭氧供应系统和清水池；所述臭氧供应系统包括通过管道连接的氧气供应系统和臭氧制备装置，氧气供应系统和臭氧制备装置的连接管道上设置有流量计；所述的前处理塔的底部设置有布水管和布气管，前处理塔的上部设置吸附生长有微生物的填料；前处理塔由下至上设置有依次流通的预氧化区和生物处理区；所述前处理塔上部外侧设置有出水槽，前处理塔的顶部通过溢流口与出水槽连接；所述前处理塔的出水槽通过管道与设置在催化氧化塔底部的布水管连接；前处理塔的出水槽与催化氧化塔布水管的连接管道上设置有依次连接的第一水泵、第一管道混合器、第二管道混合器、第三管道混合器、第一流量计和射流器；第一管道混合器通过管道与药剂制备系统的酸液贮存槽的出口连接；第一管道混合器与药剂制备系统的酸液贮存槽出口的连接管道上设置有第一计量泵；第二管道混合器通过管道与药剂制备系统的催化剂贮存槽的出口连接；第二管道混合器与药剂制备系统的催化剂贮存槽出口的连接管道上设置有第二计量泵；第三管道混合器通过管道与药剂制备系统的过氧化氢贮存槽的出口连接；第三管道混合器与药剂制备系统的过氧化氢贮存槽出口的连接管道上设置有第三计量泵；射流器通过管道与臭氧供应系统的臭氧制备装置连接；射流器与臭氧制备装置的连接管道上设置有防止废水倒流的单向阀；所述催化氧化塔上部外侧设置有循环出水槽，催化氧化塔顶部通过溢流口与循环出水槽连接；循环出水槽通过管道与催化氧化塔底部的布水管连接；循环出水槽与布水管的连接管道上设置有依次连接的第二流量计和第二水泵；所述催化氧化塔的下部设置有布水板，催化氧化塔的上部设置有挡板；催化氧化塔还设置有催化剂颗粒和粒子投加口；所述催化氧化塔顶部设置有气体收集装置，所述气体收集装置通过尾气管与设置在前处理塔底部的布气管连接；所述催化氧化塔循环出水槽的出水口通过管道与后处理塔的喷射进水口连接；循环出水槽的出水口与后处理塔的喷射进水口的连接管道上设置有依次连接的第三流量计、第三水泵、第四管道混合器和第五管道混合器；第四管道混合器通过管道与药剂制备系统的碱液贮存槽的出口连接；第五管道混合器通过管道与药剂制备系统的絮凝剂贮存槽的出口连接；所述的第四管道混合器与药剂制备系统的碱液贮存槽出口的连接管道上设置有第四计量泵；所述的第五管道混合器与药剂制备系统的絮凝剂贮存槽出口的连接管道上设置有第五计量泵；所述循环出水槽的溢流口通过第一溢流管与前处理塔连接；所述后处理塔的上部外侧设置有出水槽，后处理塔顶部通过溢流口与出水槽连接；所述出水槽的出水口通过出水管与清水池连接，出水槽的溢流口通过第二溢流管与清水池连接。进一步地，所述催化剂颗粒为活性吸附材料负载过渡金属氧化物催化剂。更进一步地，所述活性吸附材料为活性炭颗粒或活性氧化铝颗粒。更进一步地，所述过渡金属氧化物为锰、镍、钛和锆的氧化物中的一种以上。进一步地，所述的后处理塔设置有依次流通的流态化反应区、絮体增长反应区、絮体分离沉淀区、污泥浓缩区和澄清水区，是具有中和、混凝、沉淀和净化功能的一体化立式反应塔。一种Fenton协同臭氧处理废水装置处理废水的方法，包括以下步骤：（1）前处理：二沉池出水由泵通过设置在前处理塔底部的布水管输送进入前处理塔，同时来自催化氧化塔顶部气体收集装置的臭氧-氧气混合气体尾气通过设置在前处理塔底部的布气管进入前处理塔；臭氧-氧气混合气体与废水在前处理塔底部充分均匀混合后进入前处理塔的预氧化反应区，然后废水进入生物处理区；（2）催化氧化处理：经前处理塔处理的废水通过第一水泵输送到催化氧化塔底部的布水管，同时通过第一管道混合器、第二管道混合器和第三管道混合器分别加入H2SO4、FeSO4•7H2O和过氧化氢，通过射流器向废水提供臭氧，通过粒子投入口向催化氧化塔投加催化剂颗粒；从布水管出来的废水在催化氧化塔的底部向上流动，使催化剂颗粒充分流态化，进行Fenton协同臭氧流态化催化氧化反应；废水经流态化催化氧化处理后到达催化氧化塔上部，在挡板的作用下，废水与催化剂颗粒分离并通过出水堰溢流到循环出水槽；循环出水槽中1/2~2/3质量的水通过第二水泵输送，经管道和来自前处理塔的废水混合，进入催化氧化塔底部的布水管，以维持废水在催化氧化塔中的流速，使催化剂颗粒在催化氧化塔中充分流态化，有效提高废水的处理效果；（3）后处理：经催化氧化处理的废水溢流进入循环出水槽，再通过第三水泵经管道输送到后处理塔的喷射进水口，进入后处理塔的流态化反应区，同时通过第四管道混合器和第五管道混合器向废水中加入碱液和聚丙烯酰胺；在流态化反应区，微絮体开始形成，维持水流上升速度为25~45m/h，使微絮体处于流态化状态，使废水和碱液、聚丙烯酰胺充分混合、接触、反应；从流态化反应区出来的废水进入絮体增长反应区，废水的流速下降，流态化逐渐减弱，微絮体在絮凝剂作用下相互凝聚，形成较大的絮体开始下沉，接着，废水进入絮体分离沉淀区；在絮体分离沉淀区，废水上升的流速进一步下降，絮体逐渐下沉，最后到达污泥浓缩区，在反应塔底部形成沉淀并逐渐浓缩，而废水缓慢上流至后处理塔顶部的澄清水区，通过溢流堰溢流进入出水槽输送到清水池，完成废水的Fenton协同臭氧流态化催化氧化处理过程。进一步地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Fenton协同臭氧处理废水装置，其特征在于，包括前处理塔（9）、催化氧化塔（1）、后处理塔（27）、药剂制备系统（30）、臭氧供应系统和清水池（29）；所述臭氧供应系统包括通过管道连接的氧气供应系统（36）和臭氧制备装置（38），氧气供应系统（36）和臭氧制备装置（38）的连接管道上设置有流量计（37）；所述的前处理塔（9）的底部设置有布水管（12）和布气管（13），前处理塔（9）的上部设置吸附生长有微生物的填料；前处理塔（9）由下至上设置有依次流通的预氧化区（10）和生物处理区（11）；所述前处理塔（9）上部外侧设置有出水槽（14），前处理塔（9）的顶部通过溢流口与出水槽（14）连接；所述前处理塔（9）的出水槽（14）通过管道与设置在催化氧化塔（1）底部的布水管（2）连接；前处理塔（9）的出水槽（14）与催化氧化塔布水管（2）的连接管道上设置有依次连接的第一水泵（15）、第一管道混合器（16）、第二管道混合器（17）、第三管道混合器（18）、第一流量计（19）和射流器（20）；第一管道混合器（16）通过管道与药剂制备系统（30）的酸液贮存槽（30‑1）的出口连接；第一管道混合器（16）与药剂制备系统（30）的酸液贮存槽出口的连接管道上设置有第一计量泵（31）；第二管道混合器（17）通过管道与药剂制备系统（30）的催化剂贮存槽（30‑2）的出口连接；第二管道混合器（17）与药剂制备系统（30）的催化剂贮存槽出口的连接管道上设置有第二计量泵（32）；第三管道混合器（18）通过管道与药剂制备系统（30）的过氧化氢贮存槽（30‑3）的出口连接；第三管道混合器（18）与药剂制备系统（30）的过氧化氢贮存槽出口的连接管道上设置有第三计量泵（33）；射流器（20）通过管道与臭氧供应系统的臭氧制备装置（38）连接；射流器（20）与臭氧制备装置（38）的连接管道上设置有防止废水倒流的单向阀（39）；所述催化氧化塔（1）上部外侧设置有循环出水槽（8），催化氧化塔（1）顶部通过溢流口与循环出水槽（8）连接；循环出水槽（8）通过管道与催化氧化塔（1）底部的布水管（2）连接；循环出水槽（8）与布水管（2）的连接管道上设置有依次连接的第二流量计（21）和第二水泵（22）；所述催化氧化塔（1）的下部设置有布水板（3），催化氧化塔（1）的上部设置有挡板（6）；催化氧化塔（1）还设置有催化剂颗粒（5）和粒子投加口（4）；所述催化氧化塔（1）顶部设置有气体收集装置（7），所述气体收集装置（7）通过尾气管（41）与设置在前处理塔（9）底部的布气管（13）连接；所述催化氧化塔循环出水槽（8）的出水口通过管道与后处理塔（27）的喷射进水口连接；循环出水槽（8）的出水口与后处理塔（27）的喷射进水口的连接管道上设置有依次连接的第三流量计（23）、第三水泵（24）、第四管道混合器（25）和第五管道混合器（26）；第四管道混合器（25）通过管道与药剂制备系统（30）的碱液贮存槽（30‑4）的出口连接；第五管道混合器（26）通过管道与药剂制备系统（30）的絮凝剂贮存槽（30‑5）的出口连接；所述的第四管道混合器（25）与药剂制备系统（30）的碱液贮存槽出口的连接管道上设置有第四计量泵（34）；所述的第五管道混合器（26）与药剂制备系统（30）的絮凝剂贮存槽出口的连接管道上设置有第五计量泵（35）；所述循环出水槽（8）的溢流口通过第一溢流管（40）与前处理塔（9）连接；所述后处理塔（27）的上部外侧设置有出水槽（28），后处理塔（27）顶部通过溢流口与出水槽（28）连接；所述出水槽（28）的出水口通过出水管（42）与清水池（29）连接，出水槽（28）的溢流口通过第二溢流管（43）与清水池（29）连接。...

【技术特征摘要】
1.一种Fenton协同臭氧处理废水装置，其特征在于，包括前处理塔（9）、催化氧化塔（1）、后处理塔（27）、药剂制备系统（30）、臭氧供应系统和清水池（29）；所述臭氧供应系统包括通过管道连接的氧气供应系统（36）和臭氧制备装置（38），氧气供应系统（36）和臭氧制备装置（38）的连接管道上设置有流量计（37）；所述的前处理塔（9）的底部设置有布水管（12）和布气管（13），前处理塔（9）的上部设置吸附生长有微生物的填料；前处理塔（9）由下至上设置有依次流通的预氧化区（10）和生物处理区（11）；所述前处理塔（9）上部外侧设置有出水槽（14），前处理塔（9）的顶部通过溢流口与出水槽（14）连接；所述前处理塔（9）的出水槽（14）通过管道与设置在催化氧化塔（1）底部的布水管（2）连接；前处理塔（9）的出水槽（14）与催化氧化塔布水管（2）的连接管道上设置有依次连接的第一水泵（15）、第一管道混合器（16）、第二管道混合器（17）、第三管道混合器（18）、第一流量计（19）和射流器（20）；第一管道混合器（16）通过管道与药剂制备系统（30）的酸液贮存槽（30-1）的出口连接；第一管道混合器（16）与药剂制备系统（30）的酸液贮存槽出口的连接管道上设置有第一计量泵（31）；第二管道混合器（17）通过管道与药剂制备系统（30）的催化剂贮存槽（30-2）的出口连接；第二管道混合器（17）与药剂制备系统（30）的催化剂贮存槽出口的连接管道上设置有第二计量泵（32）；第三管道混合器（18）通过管道与药剂制备系统（30）的过氧化氢贮存槽（30-3）的出口连接；第三管道混合器（18）与药剂制备系统（30）的过氧化氢贮存槽出口的连接管道上设置有第三计量泵（33）；射流器（20）通过管道与臭氧供应系统的臭氧制备装置（38）连接；射流器（20）与臭氧制备装置（38）的连接管道上设置有防止废水倒流的单向阀（39）；所述催化氧化塔（1）上部外侧设置有循环出水槽（8），催化氧化塔（1）顶部通过溢流口与循环出水槽（8）连接；循环出水槽（8）通过管道与催化氧化塔（1）底部的布水管（2）连接；循环出水槽（8）与布水管（2）的连接管道上设置有依次连接的第二流量计（21）和第二水泵（22）；所述催化氧化塔（1）的下部设置有布水板（3），催化氧化塔（1）的上部设置有挡板（6）；催化氧化塔（1）还设置有催化剂颗粒（5）和粒子投加口（4）；所述催化氧化塔（1）顶部设置有气体收集装置（7），所述气体收集装置（7）通过尾气管（41）与设置在前处理塔（9）底部的布气管（13）连接；所述催化氧化塔循环出水槽（8）的出水口通过管道与后处理塔（27）的喷射进水口连接；循环出水槽（8）的出水口与后处理塔（27）的喷射进水口的连接管道上设置有依次连接的第三流量计（23）、第三水泵（24）、第四管道混合器（25）和第五管道混合器（26）；第四管道混合器（25）通过管道与药剂制备系统（30）的碱液贮存槽（30-4）的出口连接；第五管道混合器（26）通过管道与药剂制备系统（30）的絮凝剂贮存槽（30-5）的出口连接；所述的第四管道混合器（25）与药剂制备系统（30）的碱液贮存槽出口的连接管道上设置有第四计量泵（34）；所述的第五管道混合器（26）与药剂制备系统（30）的絮凝剂贮存槽出口的连接管道上设置有第五计量泵（35）；所述循环出水槽（8）的溢流口通过第一溢流管（40）与前处理塔（9）连接；所述后处理塔（27）的上部外侧设置有出水槽（28），后处理塔（27）顶部通过溢流口与出水槽（28）连接；所述出水槽（28）的出水口通过出水管（42）与清水池（29）连接，出水槽（28）的溢流口通过第二溢流管（43）与清水池（29）连接。2.根据权利要求1所述的一种Fenton协同臭氧处理废水装置，其特征在于，所述催化剂颗粒（5）为活性吸附材料负载过渡金属氧化物催化剂；所述活性吸附材料为活性炭颗粒或活性氧化铝颗粒，所述过渡金属氧化物为锰、镍、钛和锆的氧化物中的一种以上。3.根据权利要求1所述的一种Fenton协同臭氧处理废水装置，其特征在于，所述的后处理塔（27）设置有依次流通的流态化反应区（27-1）、絮体...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷利荣，张成，李友明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44