一种铁循环及污泥零排放的芬顿氧化方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种铁循环及污泥零排放的芬顿氧化方法及其装置，包括：将工业废水通过芬顿氧化反应器处理，反应器初始运行时加入Fe2+、H2O2和酸，将产生的含铁污泥加入到热催化还原反应釜中，加入活性炭粉，将反应釜密闭，加温至180～200℃，搅拌反应3.0～4.0h，得到固液两相混合物，排出，加至芬顿氧化反应器进水口，与工业废水和酸、H2O2混合后进入反应器开始芬顿反应，并替代初始外源性投加的Fe2+，反应产生的污泥循环使用。本发明专利技术的方法可以实现芬顿氧化工艺污泥的零排放，并将芬顿中的铁循环利用，在节省芬顿氧化工艺药剂费、污泥处置费用方面有较大优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于废水高级氧化处理及污泥资源化
，特别涉及一种铁循环及污泥零排放的芬顿氧化方法及其装置。
技术介绍
芬顿氧化工艺以其产生的羟基自由基氧化还原电位高，基本对难降解有机物无选择性地氧化的独特优势，目前已开始应用于难降解工业废水的预处理及深度处理。但芬顿氧化的主要问题在于反应前需将废水pH调节至3.0～4.0，反应完毕进入混凝阶段，需要将废水pH用碱调节至7～8，由此产生大量铁泥，不仅酸碱投加成本高，而且铁泥产生量及处置成本高。因此，设想如能将芬顿氧化反应中产生的混凝铁泥中Fe3+氧化物还原为Fe2+、Fe0，并将铁泥中的有机物降解，最后将处理后的铁泥回用至芬顿氧化处理工艺中，从而取代芬顿氧化工艺中的外源性投加的Fe2+；同时，实现芬顿铁泥的全部回收利用和零排放；这一思路对于优化降低芬顿处理成本具有较大应用价值。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种铁循环及污泥零排放的芬顿氧化方法及其装置，该方法实现芬顿氧化工艺污泥的零排放，并将芬顿中的铁循环利用，在节省芬顿氧化工艺药剂费、污泥处置费用方面有较大优势，为降低芬顿氧化工艺运行费用及实现污泥零排放提供了经济可行的技术方法。本专利技术的一种铁循环及污泥零排放的芬顿氧化方法，包括：(1)将工业废水通过芬顿氧化反应器处理；其中，反应器初始运行时Fe2+、H2O2和酸；(2)将步骤(1)中处理产生的含铁污泥加入到热催化还原反应釜中，加入活性炭粉，将反应釜密闭，加温至180～200℃，搅拌反应3.0～4.0h，得到固液两相混合物；其中，活性炭粉的加入量为50～100mg/L(L含铁污泥)；(3)将步骤(2)中得到的混合物排出，加至芬顿氧化反应器进水口，并替代初始外源性投加的Fe2+，与工业废水和酸、H2O2混合后进入反应器开始芬顿反应，反应产生的污泥循环步骤(2)和步骤(3)，实现污泥零排放并省去外源性持续投加的Fe2+。所述步骤(1)中工业废水为印染、化工或制药行业的工业废水，或者海上采油平台废水。所述步骤(1)中芬顿氧化反应器芬顿氧化反应器包括芬顿氧化和絮凝沉淀两个单元；芬顿氧化单元完成以·OH高级氧化为主的有机物的降解，在混凝沉淀单元完成铁泥的固液分离。所述步骤(1)中的芬顿氧化反应器开始运行时投加外源性Fe2+，以后运行过程中所需的铁来源于后续含铁污泥热催化还原产物。所述步骤(2)中含铁污泥体积与反应釜有效容积比为1/2～2/3。所述步骤(2)中热催化反应釜以不锈钢材质制作，内壁防腐，配置加热搅拌、温控及测压装置，外壁设置隔热措施；在热催化还原反应釜中完成含铁污泥的有机物降解及三价铁的还原过程。所述步骤(3)中加入的酸需将废水pH调节至3～5，质量百分比为30％的H2O2和硫酸亚铁加入量需根据废水COD浓度而定。本专利技术公开的一种铁循环及污泥零排放的芬顿氧化装置，包括芬顿氧化反应器和污泥处理装置，其特征在于：所述的芬顿氧化反应器包括芬顿反应装置，所述的芬顿反应装置上端装有芬顿反应池搅拌机，所述的芬顿反应装置两侧分别设有废水进水管和出水管，所述的芬顿反应装置一侧依次设有碱溶药槽、助凝剂溶药槽、硫酸亚铁溶药槽、H2O2溶药槽和酸溶药槽、另一侧设有混凝沉淀一体池，所述的碱溶药槽、助凝剂溶药槽、硫酸亚铁溶药槽、H2O2溶药槽和酸溶药槽上端分别设有碱溶药槽搅拌机、助凝剂溶药槽搅拌机、硫酸亚铁溶药槽搅拌机、H2O2溶药槽搅拌机、酸溶药槽搅拌机和碱投药泵、助凝剂投药泵、硫酸亚铁投药泵、H2O2投药泵、酸投药泵，所述的碱溶药槽和助凝剂溶药槽分别通过碱投药管和助凝剂投药管与出水管连接，所述的硫酸亚铁溶药槽、H2O2溶药槽和酸溶药槽分别通过硫酸亚铁投药管、H2O2投药管和酸投药管与废水进水管连接、且H2O2投药管和酸投药管与废水进水管连接处下端设有进水调节阀，所述的混凝沉淀一体池一侧上端设有混凝沉淀出水管、下端设有排泥管，所述的排泥管上设有排泥管调节阀，所述的混凝沉淀一体池另一侧通过管式混合器与出水管连接，所述的管式混合器上下两端分别设有管式混合器调节阀，所述的污泥处理装置包括热催化反应釜，所述的热催化反应釜上端中间设有热催化反应釜搅拌机、下端与湿式热催化反应产物排放管连接，所述的湿式热催化反应产物排放管上设有热催化反应产物排放管调节阀，所述的热催化反应釜搅拌机一侧热催化反应釜上端设有在线压力计和压力报警器、另一侧设有在线温度计和温度报警器，所述的热催化反应釜一侧、下端设有检修入孔，所述的热催化反应釜内部侧面上设有电加热器，所述的热催化反应釜两侧面上端分别设有释气管和待处理污泥进料管，所述的释气管上设有释气管调节阀，所述的热催化反应釜侧面上设有热催化反应釜溢流管，所述的热催化反应釜溢流管上设有热催化反应釜溢流管调节阀，所述的热催化反应釜溢流管下端设有溢流液承接池，所述的待处理污泥进料管通过活性炭投加管道与活性炭粉溶药槽连接、且其末端与待处理污泥进料泵连接，所述的待处理污泥进料管与热催化反应釜连接处设有待处理污泥进料管调节阀，所述的待处理污泥进料管上设有待处理污泥进料泵出水回流管，所述的待处理污泥进料泵出水回流管上设有待处理污泥进料泵出水回流管调节阀，所述的待处理污泥进料泵通过待处理污泥进料泵进水管与待处理污泥贮存池连接，所述的待处理污泥贮存池设置在待处理污泥进料泵出水回流管下端、与待处理污泥进料泵出水回流管出水口相对，所述的待处理污泥进料泵进水管上设有待处理污泥进料泵进水管调节阀，所述的待处理污泥贮存池另一端与排泥管连接，所述的活性炭粉溶药槽上设有活性炭粉投加泵和活性炭粉溶药槽搅拌机、且活性炭粉投加泵与活性炭投加管道连接，所述的湿式热催化反应产物排放管与回用污泥贮存池连接，所述的回用污泥贮存池上端设有回用污泥贮存池搅拌机，所述的回用污泥贮存池通过污泥回用泵进水管与芬顿污泥回用泵连接，所述的污泥回用泵进水管上设有污泥回用泵进水管调节阀，所述的芬顿污泥回用泵与回用污泥输送管一端连接，所述的回用污泥输送管另一端与设置在芬顿反应装置上方，所述的回用污泥输送管上设有污泥回用泵回流流量调节管，所述的污泥回用泵回流流量调节管出水端与回用污泥贮存池上端相对应，所述的污泥回用泵回流流量调节管上设有污泥回用泵回流流量调节阀，所述的污泥回用泵回流流量调节管上端、在回用污泥输送管上设有污泥回用泵出水管调节阀和污泥回用泵出水止回阀。所述的待处理污泥进料管上、在活性炭投加管道与待处理污泥进料泵出水回流管之间设有待处理污泥进料泵出水管调节阀和待处理污泥进料泵出水管止回阀。...

【技术保护点】
一种铁循环及污泥零排放的芬顿氧化方法，包括：(1)将工业废水通过芬顿氧化反应器处理，反应器初始运行时加入Fe2+、H2O2和酸；(2)将步骤(1)中处理产生的含铁污泥加入到热催化还原反应釜中，加入活性炭粉，将反应釜密闭，加温至180～200℃，搅拌反应3.0～4.0h，得到固液两相混合物；其中，活性炭粉的加入量为50～100mg/L(L含铁污泥)；(3)将步骤(2)中得到的混合物排出，加至芬顿氧化反应器进水口，并替代初始外源性投加的Fe2+，与工业废水和酸、H2O2混合后进入反应器开始芬顿反应，反应产生的污泥循环步骤(2)和步骤(3)。

【技术特征摘要】
1.一种铁循环及污泥零排放的芬顿氧化方法，包括：
(1)将工业废水通过芬顿氧化反应器处理，反应器初始运行时加入Fe2+、H2O2和酸；
(2)将步骤(1)中处理产生的含铁污泥加入到热催化还原反应釜中，加入活性炭粉，将反
应釜密闭，加温至180～200℃，搅拌反应3.0～4.0h，得到固液两相混合物；其中，活性炭粉
的加入量为50～100mg/L(L含铁污泥)；
(3)将步骤(2)中得到的混合物排出，加至芬顿氧化反应器进水口，并替代初始外源性投
加的Fe2+，与工业废水和酸、H2O2混合后进入反应器开始芬顿反应，反应产生的污泥循环步
骤(2)和步骤(3)。
2.根据权利要求1所述的一种铁循环及污泥零排放的芬顿氧化方法，其特征在于，所述步骤
(1)中工业废水为印染、化工或制药行业的工业废水，或者海上采油平台废水。
3.根据权利要求1所述的一种铁循环及污泥零排放的芬顿氧化方法，其特征在于，所述步骤
(1)中芬顿氧化反应器芬顿氧化反应器包括芬顿氧化和絮凝沉淀两个单元。
4.根据权利要求1所述的一种铁循环及污泥零排放的芬顿氧化方法，其特征在于，所述步骤
(2)中含铁污泥体积与反应釜有效容积比为1/2～2/3。
5.根据权利要求1所述的一种铁循环及污泥零排放的芬顿氧化方法，其特征在于，所述步骤
(3)中酸的加入量满足：将废水pH调节至3～5。
6.一种铁循环及污泥零排放的芬顿氧化装置，包括芬顿氧化反应器和污泥处理装置，其特征
在于：所述的芬顿氧化反应器包括芬顿反应装置(69)，所述的芬顿反应装置(69)上端装有
芬顿反应池搅拌机(12、13)，所述的芬顿反应装置(69)两侧分别设有废水进水管(61)和
出水管(19)，所述的芬顿反应装置(69)一侧依次设有碱溶药槽(1)、助凝剂溶药槽(2)、
硫酸亚铁溶药槽(3)、H2O2溶药槽(4)和酸溶药槽(5)、另一侧设有混凝沉淀一体池(21)，
所述的碱溶药槽(1)、助凝剂溶药槽(2)、硫酸亚铁溶药槽(3)、H2O2溶药槽(4)和酸溶
药槽(5)上端分别设有碱溶药槽搅拌机(6)、助凝剂溶药槽搅拌机(7)、硫酸亚铁溶药槽搅
拌机(8)、H2O2溶药槽搅拌机(9)、酸溶药槽搅拌机(10)和碱投药泵(48)、助凝剂投药
泵(49)、硫酸亚铁投药泵(50)、H2O2投药泵(51)、酸投药泵(60)，所述的碱溶药槽(1)
和助凝剂溶药槽(2)分别通过碱投药管(17)和助凝剂投药管(18)与出水管(19)连接，
所述的硫酸亚铁溶药槽(3)、H2O2溶药槽(4)和酸溶药槽(5)分别通过硫酸亚铁投药管(14)、
H2O2投药管(15)和酸投药管(16)与废水进水管(61)连接、且H2O2投药管(15)和酸
投药管(16)与废水进水管(61)连接处下端设有进水调节阀(62)，所述的混凝沉淀一体池
(21)一侧上端设有混凝沉淀出水管(22)、下端设有排泥管(24)，所述的排泥管(24)上
设有排泥管调节阀(23)，所述的混凝沉淀一体池(21)另一侧通过管式混合器(20)与出水

\t管(19)连接，所述的管式混合器(20)上下两端分别设有管式混合器调节阀(70、71)，所
述的污泥处理装置包括热催化反应釜，所述的热催化反应釜上端中间设有热催化反应釜搅拌
机(33)、下端与湿式热催化反应产物排放管(31)连接，所述的湿式热催化反应产物排放管
(31)上设有热催化反应产物排放管调节阀(32)，所述的热催化反应釜搅拌机(33)一侧热
催化反应釜上端设有在线压力计(34)和压力报警器(35)、另一侧设有在线温度计(36)和
...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛罡，张文启，张禾，高品，李响，陈红，刘振鸿，张凡，张文娟，王成，薛顺利，韩闯，魏欣，孟迪，顾超超，辛海霞，陈畅愉，成钰莹，来思周，甘雁飞，徐小强，杨帆，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31