[发明专利]一种铁循环及污泥零排放的芬顿氧化方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于废水高级氧化处理及污泥资源化技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明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。