[发明专利]芬顿反应中使用的防结垢复合碱溶液

说明书

技术领域

本发明涉及垃圾渗滤液处理领域，具体是一种防结垢复合碱溶液。 

背景技术

芬顿（Fenton）反应是由法国化学家Fenton HJ在 1893 年发明的。芬顿反应内容主要为过氧化氢(H₂O₂ )与二价铁离子Fe²⁺的混合溶液在酸性条件下具有很强的氧化性，可以将多数有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机物。 

芬顿反应是以亚铁离子为催化剂的一系列自由基反应。主要反应如下： 

Fe²⁺ +H₂O₂==Fe³⁺ +OH^-+ HO^·

Fe³⁺+ H₂O₂+OH^-==Fe²⁺ +H₂O+HO^·

Fe³⁺+ H₂O₂== Fe²⁺ +H⁺ +HO₂

HO₂+H₂O₂==H₂O+O₂↑+HO^·

以上反应，不断产生HO^·（羟基自由基，电极电势2.80EV），使得整个体系具有强氧化性，其氧化能力在溶液中仅次于氟气。可以氧化难以被一般氧化剂（氯气，次氯酸钠，二氧化氯，臭氧，臭氧的电极电势只有2.23EV）氧化的物质。芬顿反应由于具有极高去除难降解有机污染物的能力，是处理含有难以氧化有机污染物的污水处理领域中常用处理手段之一。

由于多数芬顿反应要求PH<4的条件下进行，芬顿反应在使用过程中除投加过氧化氢（H₂O₂）、亚铁（Fe²⁺）外，还需投加硫酸（H₂SO₄）调节PH至最佳反应条件。芬顿反应后需投加碱性物质进行中和，石灰水（主要成份Ca(OH)₂）由于来源广泛、价格低廉，沉淀效果好，是水处理中最常使用的中和剂。废水经芬顿氧化反应并采用石灰作为中和剂处理后，需进入曝气生物滤池进行生化处理。 

由于芬顿反应中含有大量硫酸根（SO₄^2-），采用石灰水（主要成份Ca(OH)₂）中和沉淀后排放的水中含有大量硫酸根（SO₄^2-）和钙离子（Ca²⁺）。由于硫酸钙（CaSO₄）溶解度（20℃溶解度）为0.24g，造成芬顿氧化沉淀后出水中硫酸钙（CaSO₄）极易形成过饱和状态，从而造成在进入曝气生物滤池处理时，在滤料表面形成硫酸钙结垢现象。曝气滤池中滤料表面结垢后会导致滤料比表面积减少，微生物生长环境恶化，微生物种类及数量减少，生化处理效果降低。严重时会使滤料结块，曝气生物滤池丧失处理功能。为此目前芬顿反应使用的中和药剂基本采用液碱（NaOH）为主。使用液碱（NaOH）作为中和剂成本高，同时由于使用液碱（NaOH）后形成的污泥松散，沉淀效果差，污泥不易脱水。 

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种芬顿反应中使用的防结垢复合碱溶液，由液碱和纤维素黄原酸酯混合而成，其中所述液碱为NaOH溶液，NaOH占防结垢复合碱溶液为8~10%； 

所述纤维素黄原酸酯占防结垢复合碱溶液为1~3%；其余为水。

进一步的，与石灰水共同作为芬顿反应中和药剂使用。 

进一步的，绝大部分钙离子（Ca²⁺）与纤维素黄原酸酯反应形成可溶性纤维素黄原酸钙盐。 

进一步的，在处理垃圾渗滤液，进水渗滤液水质为CODcr:800~1000mg/L、TN:100~250mg/L、NH₃-N:1~10mg/L时，中和药剂使用量： 

石灰水（Ca(OH)₂含量50%）：1~2 kg/m3水；

防结垢复合碱溶液：3~4 kg/m3水。