一种可污泥回用的微电解／非均相芬顿流化床工艺及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可污泥回用的微电解/非均相芬顿流化床工艺及其装置，该工艺包括：(1)在流化床反应器内，进行微电解反应处理废水；或进行非均相芬顿反应处理废水；(2)处理后的废水经分离沉淀出含铁污泥脱水，并加入脱水后的剩余生化污泥和粘接剂；(4)经造粒干化处理后，再放入碳化炉内进行碳化还原；(5)将制得的多孔铁碳颗粒/多孔碳负载铁颗粒投回流化床反应器内循环利用。本发明专利技术提供的微电解/非均相芬顿流化床工艺及其装置，可将其产生的含铁污泥制备成多孔铁碳颗粒/多孔碳负载铁颗粒，重新投入流化床反应器内参与反应，从而实现污泥的循环利用甚至零排放，且原料成本和污泥处置成本均得到大幅下降。

A Microelectrolysis/Heterogeneous Fenton Fluidized Bed Process and Device for Sludge Reuse

【技术实现步骤摘要】
一种可污泥回用的微电解/非均相芬顿流化床工艺及装置
本专利技术涉及废水处理工艺及相关设备装置领域，尤其涉及一种可污泥回用的微电解/非均相芬顿流化床工艺及装置。
技术介绍
铁碳微电解就是利用废水中单质铁与单质碳之间形成原电池所产生的1.2V的电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的作用，是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺，又称内电解法。传统铁碳微电解采用的是固定床，存在以下一些问题：一是效率不高，反应速度不快；二是床体易板结，造成短路和死区；三是微电解絮凝后产生的污泥量较大，污泥处置成本高。这些存在的问题也限制了铁碳微电解技术在水处理工程上的推广。芬顿反应是一种常用的高级氧化废水处理工艺，通过二价铁离子对双氧水的催化作用，产生氧化性极强的羟基自由基(·OH)来氧化分解其它工艺难以处理的有机物。芬顿工艺在所有高级氧化工艺中具有操作简单、设备投资小的优势，但由于向废水中投加二价铁离子产生了额外的废弃物污泥，从而大大增加了芬顿工艺的污泥处置成本。为了减少芬顿工艺的含铁污泥产生，发展出一种新的非均相催化氧化芬顿工艺，即采用固态催化剂替代溶解性的亚铁盐来与双氧水进行催化氧化。固态催化剂通常选择多孔载体负载铁离子、铁单质或铁的氧化物制备而成，有的甚至直接使用某些铁矿石。上述采用固态催化剂的非均相芬顿反应相比普通芬顿工艺产生的含铁污泥要少，但是仍然需要在酸性条件下反应，仍然会产生含铁的污泥，而且随着铁元素的消耗，催化剂颗粒需要定期更换，这也增加了额外的成本。这些问题的存在大大的限制了芬顿和非均相芬顿工艺的应用和推广，亟待进一步的技术。
技术实现思路
本专利技术为解决目前铁碳微电解及芬顿和非均相芬顿反应存在的问题，提出一种可污泥回用的微电解/非均相芬顿流化床工艺及装置。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的第一个方面是提供一种可污泥回用的微电解/非均相芬顿流化床工艺，包括步骤：(1)在下进上出的流化床反应器内，采用多孔铁碳颗粒作为流化填料，同时向废水中投加酸进行微电解反应处理废水；或采用多孔碳负载铁颗粒作为催化剂流化颗粒，同时向废水中投加酸和双氧水进行非均相芬顿反应处理废水；反应过程中采用曝气或出水循环回流进行流化搅拌；(2)经流化床反应器反应处理后的废水进入磁分离设备，捕捉回收顺水流出的铁含量>10％的小颗粒，并对磁分离设备的出水进行中和絮凝沉淀出含铁污泥；(3)将步骤(2)絮凝沉淀后的含铁污泥进行机械脱水，并向脱水后的含铁污泥中加入适当比例的脱水后的剩余生化污泥和适量的粘接剂，混合均匀；(4)将步骤(3)混合后的污泥经造粒、干化、破碎筛分后，再放入碳化炉内进行碳化还原，即得多孔铁碳颗粒/多孔碳负载铁颗粒；(5)将步骤(4)制得的多孔铁碳颗粒/多孔碳负载铁颗粒投回步骤(1)流化床反应器内循环利用。进一步地，步骤(3)中，所述含铁污泥与适当比例的脱水后的剩余生化污泥混合后，混合物中的铁元素在绝干污泥总质量中的占比为10～50％。进一步地，步骤(3)中，所述含铁污泥和所述剩余生化污泥通过捏合搅拌实现均匀混合，混合时间不低于15min，污泥混合过程中加入粘接剂共同混合均匀。进一步地，步骤(3)中，所述粘接剂包括但不限于沥青、焦油、树脂类粘接剂、改性竹木粉、木质素及其衍生物中的一种或多种，添加比例为不高于绝干污泥总量的5％。进一步地，步骤(4)中，所述造粒采用挤压造粒或滚筒造粒方式，所造颗粒经干燥、破碎、筛分后粒径为0.5～3mm；所述碳化温度为570～820℃，碳化时间为大于1h。进一步优选地，步骤(4)中，当温度控制570～750℃时，烧结得到的颗粒中铁元素以零价和二价两个价态混合并存，称之为多孔碳负载铁颗粒，用于非均相芬顿流化床工艺；当温度控制750～820℃时，烧结得到的颗粒中铁元素几乎全为零价，称之为多孔铁碳颗粒，用于微电解流化床工艺。为了获得尽可能高的多孔结构，碳化温度不宜设置过高。进一步地，步骤(1)中，所述多孔碳负载铁颗粒在所述流化床反应器内的堆积密度为0.8～1.2g/cm3。进一步地，步骤(1)中，所述多孔碳负载铁颗粒在所述流化床反应器内的填充体积比例为10～30％。本专利技术的第二个方面是提供一种可污泥回用的铁碳微电解流化床工艺，包括步骤：(1)在下进上出的流化床反应器内，采用多孔铁碳颗粒作为流化填料，同时向废水中投加酸进行铁碳微电解反应处理废水；反应过程中采用曝气或出水循环回流进行流化搅拌；(2)经流化床反应器反应处理后的废水进入磁分离设备，捕捉回收顺水流出的铁含量>10％的小颗粒，并对磁分离设备的出水进行中和絮凝沉淀出含铁污泥；(3)将步骤(2)絮凝沉淀后的含铁污泥进行机械脱水，并向脱水后的含铁污泥中加入适当比例的脱水后的剩余生化污泥和适量的粘接剂，混合均匀；(4)将步骤(3)混合后的污泥经造粒干化处理后，再放入碳化炉内进行碳化还原，即得多孔铁碳颗粒；(5)将步骤(4)制得的多孔铁碳颗粒投回步骤(1)流化床反应器内循环利用。进一步地，步骤(3)中，所述含铁污泥与适当比例的脱水后的剩余生化污泥混合后，混合物中的铁元素在绝干污泥总质量中的占比为10～50％。进一步地，步骤(3)中，所述含铁污泥和所述剩余生化污泥通过捏合搅拌实现均匀混合，混合时间不低于15min，污泥混合过程中加入粘接剂共同混合均匀。进一步地，步骤(3)中，所述粘接剂包括但不限于沥青、焦油、树脂类粘接剂、改性竹木粉、木质素及其衍生物中的一种或多种，添加比例为不高于绝干污泥总量的5％。进一步地，步骤(4)中，所述造粒采用挤压造粒或滚筒造粒方式，所造颗粒干燥后粒径为0.5～3mm；所述碳化温度为750～820℃，碳化时间为大于1h。进一步地，步骤(1)中，所述多孔铁碳颗粒在所述流化床反应器内的堆积密度为0.8～1.2g/cm3。进一步地，步骤(1)中，所述多孔铁碳颗粒在所述流化床反应器内的填充体积比例为不大于30％。本专利技术的第三个方面是提供一种可污泥回用的非均相芬顿流化床工艺，包括步骤：(1)在下进上出的流化床反应器内，采用多孔碳负载铁颗粒作为固态催化剂，向废水中投加酸和双氧水进行芬顿反应处理废水，反应过程中采用曝气或出水循环回流进行流化搅拌；(2)经流化床反应器反应处理后的废水进入磁分离设备，捕捉回收顺水流出的铁含量>10％的小颗粒，并对磁分离设备的出水进行中和絮凝沉淀出含铁污泥；(3)将步骤(2)流化床反应器内反应后的废水进行机械脱水，并向脱水后的含铁污泥中加入适当比例的脱水后的剩余生化污泥和适量的粘接剂，混合均匀；(4)将步骤(3)混合后的污泥经造粒干化处理后，再放入碳化炉内进行碳化还原，即得多孔碳负载铁颗粒；(5)将步骤(4)制得的多孔碳负载铁颗粒投回步骤(1)流化床反应器内循环利用。进一步地，步骤(2)中，所述含铁污泥与适当比例的脱水后的剩余生化污泥混合后，混合物中的铁元素在绝干污泥总质量中的占比为10～50％。进一步地，步骤(2)中，所述含铁污泥和所述剩余生化污泥通过捏合搅拌实现均匀混合，混合时间不低于15min，污泥混合过程中加入粘接剂共同混合均匀。进一步地，步骤(2)中，所述粘接剂包括但不限于沥青、焦油、树脂类粘接剂、改性竹木粉、木质素及其衍生物中的一种或多种，添加比例为不高于绝干污泥总量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可污泥回用的微电解/非均相芬顿流化床工艺，其特征在于，包括步骤：(1)在下进上出的流化床反应器内，采用多孔铁碳颗粒作为流化填料，同时向废水中投加酸进行微电解反应处理废水；或采用多孔碳负载铁颗粒作为催化剂流化颗粒，同时向废水中投加酸和双氧水进行非均相芬顿反应处理废水；反应过程中采用曝气或出水循环回流进行流化搅拌；(2)经流化床反应器反应处理后的废水进入磁分离设备，捕捉回收顺水流出的铁含量>10％的小颗粒，并对磁分离设备的出水进行中和絮凝沉淀出含铁污泥；(3)将步骤(2)絮凝沉淀后的含铁污泥进行机械脱水，并向脱水后的含铁污泥中加入适当比例的脱水后的剩余生化污泥和适量的粘接剂，混合均匀；(4)将步骤(3)混合后的污泥经造粒、干化、破碎筛分后，再放入碳化炉内进行碳化还原，即得多孔铁碳颗粒/多孔碳负载铁颗粒；(5)将步骤(4)制得的多孔铁碳颗粒/多孔碳负载铁颗粒投回步骤(1)流化床反应器内循环利用。

【技术特征摘要】
1.一种可污泥回用的微电解/非均相芬顿流化床工艺，其特征在于，包括步骤：(1)在下进上出的流化床反应器内，采用多孔铁碳颗粒作为流化填料，同时向废水中投加酸进行微电解反应处理废水；或采用多孔碳负载铁颗粒作为催化剂流化颗粒，同时向废水中投加酸和双氧水进行非均相芬顿反应处理废水；反应过程中采用曝气或出水循环回流进行流化搅拌；(2)经流化床反应器反应处理后的废水进入磁分离设备，捕捉回收顺水流出的铁含量>10％的小颗粒，并对磁分离设备的出水进行中和絮凝沉淀出含铁污泥；(3)将步骤(2)絮凝沉淀后的含铁污泥进行机械脱水，并向脱水后的含铁污泥中加入适当比例的脱水后的剩余生化污泥和适量的粘接剂，混合均匀；(4)将步骤(3)混合后的污泥经造粒、干化、破碎筛分后，再放入碳化炉内进行碳化还原，即得多孔铁碳颗粒/多孔碳负载铁颗粒；(5)将步骤(4)制得的多孔铁碳颗粒/多孔碳负载铁颗粒投回步骤(1)流化床反应器内循环利用。2.根据权利要求1所述的微电解/非均相芬顿流化床工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述含铁污泥与适当比例的脱水后的剩余生化污泥混合后，混合物中的铁元素在绝干污泥总质量中的占比为10～50％。3.根据权利要求1所述的微电解/非均相芬顿流化床工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述含铁污泥和所述剩余生化污泥通过捏合搅拌实现均匀混合，混合时间不低于15min，污泥混合过程中加入粘接剂共同混合均匀。4.根据权利要求1所述的微电解/非均相芬顿流化床工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述粘接剂包括但不限于沥青、焦油、树脂类粘接剂、改性竹木粉、木质素及其衍生物中的一种或多种，添加比例为不高于绝干污泥总量的5％。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘琦，徐晨，张旺，
申请(专利权)人：上海明奥环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31