高浓度有机废水处理方法及其装置制造方法及图纸

一种高浓度有机废水处理方法及其装置，涉及高浓度有机废水的处理技术，该方法通过供水、微电解处理、芬顿反应、三级沉淀过滤等多个步骤，将微电解、芬顿氧化、臭氧催化氧化、微絮凝过滤技术进行耦合，使各反应过程相辅相成，协同增效，达到提高处理效率、减少设备与药剂投入的目的；本发明专利技术还公开了实现上述方法的处理装置，主要包括供水装置、微电解池、芬顿反应器、三级沉淀过滤装置。本发明专利技术处理效率高，操作方便，运行成本低，产业应用前景好，可实现高浓度有机废水的高效处理。度有机废水的高效处理。度有机废水的高效处理。

【技术实现步骤摘要】
高浓度有机废水处理方法及其装置


[0001]本专利技术涉及污水处理领域，特别涉及高浓度有机废水的处理技术。

技术介绍

[0002]高浓度有机废水，一直是污水处理领域公认的技术难题，其主要来源于焦化、电镀、制药、印染、皮革、造纸等行业。高浓度有机废水中的有机物浓度较高，COD值一般高于2000mg/L，并且难以生物降解，BOD5/COD值低于0.3，可生化性较差。这类废水成分复杂，有机物浓度高，难以生物降解，并且毒性强，单一的物理法、化学法或生物法均难以获得满意的处理效果，因此需要多种类型的工艺方法进行组合处理，协同增效，才能达到排放标准。
[0003]高级氧化法(如电解氧化、芬顿氧化、臭氧氧化、超声氧化、光催化氧化、湿式氧化等)由于具有氧化能力强、处理效率高、反应速度快、易于控制等优点，已成为处理高浓度有机废水最为理想的技术。
[0004]目前，已有采用多种高级氧化工艺组合或与其它工艺联合处理高浓度有机废水的相关报道，如专利技术专利“一种纳米曝气铁碳微电解净化有机废水的装置和方法”(中国专利号：CN 104230096 B)公开了一种由微电解池、好氧生物膜反应器、絮凝装置、反冲筛滤装置组合使用处理有机废水的装置和方法。
[0005]专利技术专利“一体化有毒难降解废水处理装置及处理方法”(中国专利号：CN 111908722 A)公开了一种由调节池、一级微电解反应器、二级芬顿反应器、三级微电解反应器、混凝沉淀池、生化反应池组合使用处理有毒难降解废水的装置和方法。
[0006]现有技术或者由于工艺组合繁琐冗长，设备占地面积大，操作复杂，使其推广受到一定程度的限制；或者由于填料易板结、药剂利用率低、反应效率低等问题，导致对某些悬浮物和色度较高的有机废水(如印染废水)处理效果不理想。因此，研发一种处理效率高、运行成本低、操作简便的高浓度有机废水处理方法及其装置迫在眉睫。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种将微电解氧化、芬顿氧化、臭氧催化氧化、微絮凝过滤技术集于一体的高效处理高浓度有机废水的方法和装置。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术的技术构思是：
[0009]通过供水、微电解处理、芬顿反应、三级沉淀过滤等多个步骤，将微电解、芬顿氧化、臭氧催化氧化、微絮凝过滤技术进行耦合，让各反应过程相辅相成，协同增效，实现提高处理效率、减少设备与药剂投入的目的；高浓度有机废水处理装置包括供水装置、微电解池、芬顿反应器、三级沉淀过滤装置，以实现所述的废水处理方法。
[0010]具体地，通过优化设计工艺流程，形成微电解氧化、芬顿氧化、臭氧催化氧化耦合技术，使多种氧化技术相互补充、协同增效，减少药剂用量，实现难降解有机物的高效去除，再联合微絮凝过滤技术进一步去除氨氮、Fe
2+
、Fe
3+
及其它杂质，最终实现高浓度有机废水的深度处理。
[0011]通过设计微电解池多级填料层轨道结构，延长过滤通道，提高空间利用率和过滤效率，还可避免填料流失现象，解决填料钝化、板结问题。
[0012]通过增设微纳米臭氧O3曝气机，强化芬顿反应效率，降低反应动力消耗。
[0013]通过增设内循环管路，提高芬顿反应效率和药剂利用率。
[0014]通过增设三级沉淀过滤装置，提高过滤精度，在过滤装置中增加斜板沉淀的设计，不仅可延长过滤通道，还可加快颗粒物的沉淀速率，以发挥微絮凝、过滤、吸附、截留、沉淀多种功效。
[0015]本专利技术整体工艺流程相辅相承，相互配合，处理效率高、适用范围广、设备结构简单、运行成本低，相比现有工艺具有显著的技术优势，非常适合高浓度有机废水的高效、深度处理。
[0016]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下说明。
[0017]本专利技术一种高浓度有机废水处理方法采用以下技术方案实现：
[0018]一种高浓度有机废水处理方法，具有如下步骤：
[0019]①
供水：高浓度有机废水经调节pH值后，进入微电解处理；
[0020]高浓度有机废水经提升泵进入进水管路，与硫酸(H2SO4)加药装置投加的硫酸(H2SO4)经管道混合器快速混合均匀，将pH值调节至2.0
‑
3.0，或将pH值调节至2.0
‑
2.3或2.3
‑
2.6或2.6
‑
3.0，然后进入微电解池；
[0021]②
微电解处理：前序步骤的废水经过多级填料层轨道，通过其内部填充的铁碳填料发生微电解反应，将废水中的大分子链状、环状有机物断链、开环，分解成易生物降解的小分子有机物，从而降解废水中的有机物，并且杀灭其中的微生物；
[0022]前序步骤的废水通过微电解池进水口进入，沿着倾斜的挡板顺势自流至多级填料层轨道，多级填料层轨道结构可延长过滤通道，提高空间利用率和过滤效率；
[0023]多级填料层内部设有多个相互间隔的由过滤钢网包裹固定的铁碳填料，由过滤钢网包裹固定铁碳填料的结构设计可避免填料随水流流失、堵塞设备及管路，此外，任意相邻两个铁碳填料区域之间相互间隔的结构设计可减少过滤阻力，提高透水速率，还可避免填料钝化、板结现象；
[0024]微电解池底部设有排泥口，可定期将产生的污泥排出；当废水经过微电解处理后，将顺势流至芬顿反应器；
[0025]③
芬顿反应：前序步骤的废水通过芬顿氧化反应产生氧化性极强的羟基自由基(
·
OH)，利用羟基自由基(
·
OH)的强氧化性降解废水中的有机物；
[0026]前序步骤的废水进入芬顿反应器，与内循环管路上硫酸亚铁(FeSO4)加药装置、过氧化氢(H2O2)加药装置分别泵出的硫酸亚铁(FeSO4)、过氧化氢(H2O2)构成芬顿氧化体系；
[0027]与芬顿反应器底部相连接的微纳米曝气机，其产生的微纳米气泡臭氧O3通过布气孔送入芬顿反应器内部；臭氧O3的强氧化性不仅能氧化废水中的无机物，还能氧化难生物降解的有机物，同时臭氧O3的催化氧化作用还可与芬顿氧化反应发挥协同作用，激发产生更多的羟基自由基(
·
OH)，从而强化芬顿反应对有机物的降解过程；此外，微纳米气泡臭氧O3还可加剧废水的湍动，起到搅拌混合的作用；
[0028]与芬顿反应器外侧相连接的内循环管路，用于将处理后的部分废水在内循环泵的作用下通过内循环管路重新进入芬顿反应器，与进水进行混合并再次处理，内循环管路不
仅可加剧芬顿反应器内废水的旋流运动，提高芬顿反应效率，还可使硫酸亚铁(FeSO4)、过氧化氢(H2O2)重复使用，提高药剂的利用率；
[0029]经芬顿反应器处理后的废水在微纳米气泡臭氧O3的浮力以及内循环水流的推力的共同作用下溢流至芬顿反应器出水口，在液压泵的作用下进入三级沉淀过滤装置；
[0030]④
三级沉淀过滤：前序步骤的废水依次经过无烟煤、石英砂、改性沸石三级过滤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高浓度有机废水处理方法，具有如下步骤：
①
供水：高浓度有机废水经调节pH值后，进入微电解处理；高浓度有机废水经提升泵(101)进入进水管路，与硫酸(H2SO4)加药装置(102)投加的硫酸(H2SO4)经管道混合器(103)快速混合均匀，将pH值调节至2.0
‑
3.0，然后进入微电解池(200)；
②
微电解处理：前序步骤的废水经过多级填料层轨道，通过其内部填充的铁碳填料(203)发生微电解反应，降解废水中的有机物；前序步骤的废水通过微电解池进水口(201)进入，沿着倾斜的挡板(202)顺势自流至多级填料层轨道；多级填料层内部设有多个相互间隔的由过滤钢网包裹固定的铁碳填料(203)；微电解池(200)底部设有排泥口(204)，可定期将产生的污泥排出；当废水经过微电解处理后，将顺势流至芬顿反应器(300)；
③
芬顿反应：前序步骤的废水通过芬顿氧化反应产生氧化性极强的羟基自由基(
·
OH)，利用羟基自由基(
·
OH)的强氧化性降解废水中的有机物；前序步骤的废水进入芬顿反应器(300)，与内循环管路(304)上硫酸亚铁(FeSO4)加药装置(305)、过氧化氢(H2O2)加药装置(306)分别泵出的硫酸亚铁(FeSO4)、过氧化氢(H2O2)构成芬顿氧化体系；与芬顿反应器(300)底部相连接的微纳米曝气机(301)，其产生的微纳米气泡臭氧O3(302)通过布气孔(303)送入芬顿反应器(300)内部；与芬顿反应器(300)外侧相连接的内循环管路(304)，用于将处理后的部分废水在内循环泵(307)的作用下通过内循环管路(304)重新进入芬顿反应器，与进水进行混合并再次处理；经芬顿反应器(300)处理后的废水在微纳米气泡臭氧O3(302)的浮力以及内循环水流的推力的共同作用下溢流至芬顿反应器出水口(309)，在液压泵(310)的作用下进入三级沉淀过滤装置(400)；
④
三级沉淀过滤：前序步骤的废水依次经过无烟煤(402)、石英砂(403)、改性沸石(404)三级过滤，完成对废水的微絮凝、过滤、吸附、截留、沉淀过程，实现废水的深度处理；废水进入三级沉淀过滤装置进水口(401)，经第一个反应区填充的填料过滤后，再通过隔板(402)上的布水孔(403)进入下一个反应区，自上而下依次经过无烟煤(402)、石英砂(403)、改性沸石(404)三级过滤；废水经三级沉淀过滤装置(400)处理后，出水水质达到标准的，通过三级沉淀过滤装置出水管(405)溢出；未达到标准的，通过三级沉淀过滤装置(400)底部的回流管(406)返回进水管路再次循环处理。2.一种高浓度有机废水处理方法，具有如下步骤：
①
供水：高浓度有机废水经调节pH值后，进入微电解处理；高浓度有机废水经提升泵(101)进入进水管路，与硫酸(H2SO4)加药装置(102)投加的硫酸(H2SO4)经管道混合器(103)快速混合均匀，将pH值调节至2.0
‑
2.3或2.3
‑
2.6或2.6
‑
3.0，然后进入微电解池(200)；
②
微电解处理：前序步骤的废水经过多级填料层轨道，通过其内部填充的铁碳填料
(203)发生微电解反应，降解废水中的有机物；前序步骤的废水通过微电解池进水口(201)进入，沿着倾斜的挡板(202)顺势自流至多级填料层轨道；多级填料层内部设有多个相互间隔的由过滤钢网包裹固定的铁碳填料(203)；微电解池(200)底部设有排泥口(204)，可定期将产生的污泥排出；当废水经过微电解处理后，将顺势流至芬顿反应器(300)；
③
芬顿反应：前序步骤的废水通过芬顿氧化反应产生氧化性极强的羟基自由基(
·
OH)，利用羟基自由基(
·
OH)的强氧化性降解废水中的有机物；前序步骤的废水进入芬顿反应器(300)，与内循环管路(304)上硫酸亚铁(FeSO4)加药装置(305)、过氧化氢(H2O2)加药装置(306)分别泵出的硫酸亚铁(FeSO4)、过氧化氢(H2O2)构成芬顿氧化体系；与芬顿反应器(300)底部相连接的微纳米曝气机(301)，其产生的微纳米气泡臭氧O3(302)通过布气孔(303)送入芬顿反应器(300)内部；与芬顿反应器(300)外侧相连接的内循环管路(304)，用于将处理后的部分废水在内循环泵(307)的作用下通过内循环管路(304)重新进入芬顿反应器，与进水进行混合并再次处理；经芬顿反应器(300)处理后的废水在微纳米气泡臭氧O3(302)的浮力以及内循环水流的推力的共同作用下溢流至芬顿反应器出水口(309)，在液压泵(310)的作用下进入三级沉淀过滤装置(400)；
④
三级沉淀过滤：前序步骤的废水依次经过无烟煤(402)、石英砂(403)、改性沸石(404)三级过滤，完成对废水的微絮凝、过滤、吸附、截留、沉淀过程，实现废水的深度处理；废水进入三级沉淀过滤装置进水口(401)，经第一个反应区填充的填料过滤后，再通过隔板(402)上的布水孔(403)进入下一个反应区，自上而下依次经过无烟煤(402)、石英砂(403)、改性沸石(404)三级过滤；废水经三级沉淀过滤装置(400)处理后，出水水质达到标准的，通过三级沉淀过滤装置出水管(405)溢出；未达到标准的，通过三级沉淀过滤装置(400)底部的回流管(406)返回进水管路再次循环处理；还有，所述的步骤
②
中，废水在微电解池的水力停留时间为20
‑
60min。3.一种高浓度有机废水处理方法，具有如下步骤：
①
供水：高浓度有机废水经调节pH值后，进入微电解处理；高浓度有机废水经提升泵(101)进入进水管路，与硫酸(H2SO4)加药装置(102)投加的硫酸(H2SO4)经管道混合器(103)快速混合均匀，将pH值调节至2.0
‑
2.3或2.3
‑
2.6或2.6
‑
3.0，然后进入微电解池(200)；
②
微电解处理：前序步骤的废水经过多级填料层轨道，通过其内部填充的铁碳填料(203)发生微电解反应，降解废水中的有机物；前序步骤的废水通过微电解池进水口(201)进入，沿着倾斜的挡板(202)顺势自流至多级填料层轨道；多级填料层内部设有多个相互间隔的由过滤钢网包裹固定的铁碳填料(203)；微电解池(200)底部设有排泥口(204)，可定期将产生的污泥排出；当废水经过微电解
处理后，将顺势流至芬顿反应器(300)；
③
芬顿反应：前序步骤的废水通过芬顿氧化反应产生氧化性极强的羟基自由基(
·
OH)，利用羟基自由基(
·
OH)的强氧化性降解废水中的有机物；前序步骤的废水进入芬顿反应器(300)，与内循环管路(304)上硫酸亚铁(FeSO4)加药装置(305)、过氧化氢(H2O2)加药装置(306)分别泵出的硫酸亚铁(FeSO4)、过氧化氢(H2O2)构成芬顿氧化体系；与芬顿反应器(300)底部相连接的微纳米曝气机(301)，其产生的微纳米气泡臭氧O3(302)通过布气孔(303)送入芬顿反应器(300)内部；与芬顿反应器(300)外侧相连接的内循环管路(304)，用于将处理后的部分废水在内循环泵(307)的作用下通过内循环管路(304)重新进入芬顿反应器，与进水进行混合并再次处理；经芬顿反应器(300)处理后的废水在微纳米气泡臭氧O3(302)的浮力以及内循环水流的推力的共同作用下溢流至芬顿反应器出水口(309)，在液压泵(310)的作用下进入三级沉淀过滤装置(400)；
④
三级沉淀过滤：前序步骤的废水依次经过无烟煤(402)、石英砂(403)、改性沸石(404)三级过滤，完成对废水的微絮凝、过滤、吸附、截留、沉淀过程，实现废水的深度处理；废水进入三级沉淀过滤装置进水口(401)，经第一个反应区填充的填料过滤后，再通过隔板(402)上的布水孔(403)进入下一个反应区，自上而下依次经过无烟煤(402)、石英砂(403)、改性沸石(404)三级过滤；废水经三级沉淀过滤装置(400)处理后，出水水质达到标准的，通过三级沉淀过滤装置出水管(405)溢出；未达到标准的，通过三级沉淀过滤装置(400)底部的回流管(406)返回进水管路再次循环处理；所述的步骤
②
中，废水在微电解池的水力停留时间为20
‑
60min；还有，所述的步骤
③
中，芬顿反应器的进水pH值控制为3.0
‑
5.0。4.一种高浓度有机废水处理方法，具有如下步骤：
①
供水：高浓度有机废水经调节pH值后，进入微电解处理；高浓度有机废水经提升泵(101)进入进水管路，与硫酸(H2SO4)加药装置(102)投加的硫酸(H2SO4)经管道混合器(103)快速混合均匀，将pH值调节至2.0
‑
2.3或2.3
‑
2.6或2.6
‑
3.0，然后进入微电解池(200)；
②
微电解处理：前序步骤的废水经过多级填料层轨道，通过其内部填充的铁碳填料(203)发生微电解反应，降解废水中的有机物；前序步骤的废水通过微电解池进水口(201)进入，沿着倾斜的挡板(202)顺势自流至多级填料层轨道；多级填料层内部设有多个相互间隔的由过滤钢网包裹固定的铁碳填料(203)；微电解池(200)底部设有排泥口(204)，可定期将产生的污泥排出；当废水经过微电解处理后，将顺势流至芬顿反应器(300)；
③
芬顿反应：前序步骤的废水通过芬顿氧化反应产生氧化性极强的羟基自由基(
·
OH)，利用羟基自由基(
·
OH)的强氧化性降解废水中的有机物；前序步骤的废水进入芬顿反应器(300)，与内循环管路(304)上硫酸亚铁(FeSO4)加药装
置(305)、过氧化氢(H2O2)加药装置(306)分别泵出的硫酸亚铁(FeSO4)、过氧化氢(H2O2)构成芬顿氧化体系；与芬顿反应器(300)底部相连接的微纳米曝气机(301)，其产生的微纳米气泡臭氧O3(302)通过布气孔(303)送入芬顿反应器(300)内部；与芬顿反应器(300)外侧相连接的内循环管路(304)，用于将处理后的部分废水在内循环泵(307)的作用下通过内循环管路(304)重新进入芬顿反应器，与进水进行混合并再次处理；经芬顿反应器(300)处理后的废水在微纳米气泡臭氧O3(302)的浮力以及内循环水流的推力的共同作用下溢流至芬顿反应器出水口(309)，在液压泵(310)的作用下进入三级沉淀过滤装置(400)；
④
三级沉淀过滤：前序步骤的废水依次经过无烟煤(402)、石英砂(403)、改性沸石(404)三级过滤，完成对废水的微絮凝、过滤、吸附、截留、沉淀过程，实现废水的深度处理；废水进入三级沉淀过滤装置进水口(401)，经第一个反应区填充的填料过滤后，再通过隔板(402)上的布水孔(403)进入下一个反应区，自上而下依次经过无烟煤(402)、石英砂(403)、改性沸石(404)三级过滤；废水经三级沉淀过滤装置(400)处理后，出水水质达到标准的，通过三级沉淀过滤装置出水管(405)溢出；未达到标准的，通过三级沉淀过滤装置(400)底部的回流管(406)返回进水管路再次循环处理；所述的步骤
②
中，废水在微电解池的水力停留时间为20
‑
60min；所述的步骤
③
中，芬顿反应器的进水pH值控制为3.0
‑
5.0；还有，所述的步骤
③
中，废水在芬顿反应器的水力停留时间为20
‑
60min；所述的步骤
④
中，废水在三级沉淀过滤装置的水力停留时间为20
‑
60min。5.一种高浓度有机废水处理方法，具有如下步骤：
①
供水：高浓度有机废水经调节pH值后，进入微电解处理；高浓度有机废水经提升泵(101)进入进水管路，与硫酸(H2SO4)加药装置(102)投加的硫酸(H2SO4)经管道混合器(103)快速混合均匀，将pH值调节至2.0
‑
2.3或2.3
‑
2.6或2.6
‑
3.0，然后进入微电解池(200)；
②
微电解处理：前序步骤的废水经过多级填料层轨道，通过其内部填充的铁碳填料(203)发生微电解反应，降解废水中的有机物；前序步骤的废水通过微电解池进水口(201)进入，沿着倾斜的挡板(202)顺势自流至多级填料层轨道；多级填料层内部设有多个相互间隔的由过滤钢网包裹固定的铁碳填料(203)；微电解池(200)底部设有排泥口(204)，可定期将产生的污泥排出；当废水经过微电解处理后，将顺势流至芬顿反应器(300)；
③
芬顿反应：前序步骤的废水通过芬顿氧化反应产生氧化性极强的羟基自由基(
·
OH)，利用羟基自由基(
·
OH)的强氧化性降解废水中的有机物；前序步骤的废水进入芬顿反应器(300)，与内循环管路(304)上硫酸亚铁(FeSO4)加药装置(305)、过氧化氢(H2O2)加药装置(306)分别泵出的硫酸亚铁(FeSO4)、过氧化氢(H2O2)构成芬顿氧化体系；
与芬顿反应器(300)底部相连接的微纳米曝气机(301)，其产生的微纳米气泡臭氧O3(302)通过布气孔(303)送入芬顿反应器(300)内部；与芬顿反应器(300)外侧相连接的内循环管路(304)，用于将处理后的部分废水在内循环泵(307)的作用下通过内循环管路(304)重新进入芬顿反应器，与进水进行混合并再次处理；经芬顿反应器(300)处理后的废水在微纳米气泡臭氧O3(302)的浮力以及内循环水流的推力的共同作用下溢流至芬顿反应器出水口(309)，在液压泵(310)的作用下进入三级沉淀过滤装置(...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵瑾，曹军瑞，马宇辉，姜天翔，谢宝龙，王勋亮，
申请(专利权)人：自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所，
类型：发明
国别省市：