[发明专利]用于处理生化出水的类芬顿工艺及反应器

说明书

本发明提供了一种用于处理生化出水的类芬顿工艺，是将待处理的生化出水，控制pH值为6.0～7.0，在亚铁盐溶液和双氧水的共同作用下，以粒径为10～40目的负载型纳米铁氧化物为催化剂，进行类芬顿氧化反应的处理。本发明所述的类芬顿工艺，尤其适合对焦化领域的生化出水进行深度处理，可显著提高类芬顿反应过程的催化效率，避免副反应的发生，使处理过程不产生浮泥，提高处理后排出水的质量，而且，处理后出水pH在7.0～8.0之间，不需调整pH即可直接排放，另外，反应过程产生的泥浆可进行废物利用，用于涂料生产。本发明还提供了配合类芬顿工艺进行的反应器，更利于提高对废水的处理效果。

技术领域

本发明涉及类芬顿处理技术领域，特别涉及一种用于处理生化出水的类芬顿工艺，同时，本发明还涉及用于处理生化出水的反应器。

背景技术

由于产业废水的污染物及污染程度不同，造成各产业废水的可生化性差异较大，目前大多产业废水在经过生化处理后都很难达到排放标准，需增设高级处理单元进行再处理才能达到排放标准，已发展的废水高级处理技术包括臭氧氧化法、活性碳吸附法、薄膜分离法、湿式氧化法及芬顿(Fenton)氧化法等，其中以Fenton氧化法(H₂O₂/Fe²⁺)被认为是一种有效、简单且经济的处理方法，而其它方法因初设成本或操作成本高而较难被业内接受。

Fenton氧化法具有氧化速率快、操作费用低的优点，但因Fenton氧化过程存在产生大量铁污泥和·OH产率低的问题，成为应用障碍。自1994年起以Fenton氧化产生·OH的原理为基础，对Fenton氧化工艺进行改良，通过利用电场或结晶技术来提升废水处理效果及降低铁污泥产量，使Fenton氧化处理技术由传统Fenton法、电解氧化-Fenton法(简称FentonⅡ)、电解还原-Fenton法(简称FentonⅢ)、逐渐发展至流体化床-Fenton法(简称FentonⅣ)。经过四代的发展确定Fenton氧化反应的最佳pH为3～4，并根据不同水质特征调整H₂O₂和Fe²⁺的用量和比例对污泥产量进行控制，对Fenton氧化处理技术有了实质性优化，但处理过程中造成的污泥上浮问题直接影响处理后排放水的水质，常导致排放水不达标，经研究后发现污泥上浮问题大多是由于反应中不断产生O₂造成，虽然Fenton氧化法的反应式为H₂O₂+Fe²⁺→·OH+OH^-+Fe³⁺→Fe(OH)₃↓，但反应过程并非单一反应，会伴随多种反应如：Fe³⁺+H₂O₂→HO₂·+Fe²⁺+H⁺，H₂O₂+HO₂·→H₂O+O₂+HO·，因此在H₂O₂加入后如不能及时转化成·OH便会发生分解H₂O₂→H₂O+O₂，不断产生O₂，造成污泥的上浮，这在Fenton氧化处理技术的应用中成为非常棘手的问题。

焦化废水是煤热加工过程产生的，来自炼焦过程中的洗煤、熄焦、副产品加工和精制等环节，同时在煤气净化和化工产品回收过程中也有部分废水产生。焦化废水可生化性差，且水质、水量波动大，一般焦化厂二级生化处理通常可将氨氮浓度控制在10～20mg/L，COD在200～400mg/L，不能稳定达到目前执行的炼焦化学工业污染物排放标准GB16171-2012要求的间接排放COD小于150mg/L，直接排放COD小于80mg/L的标准，必须进行深度处理，才能保证排放达标。

发明内容