[发明专利]一种序批式芬顿氧化反应器试剂投加过程控制方法

说明书

本发明公开一种序批式芬顿氧化反应器试剂投加过程控制方法，所述控制方法按以下步骤实现：选择难降解工业废水生化处理系统出水作为待处理工业废水；构建芬顿试剂投加过程自动控制系统；运行序批式芬顿氧化反应器，设定运行参数；采用芬顿试剂投加过程自动控制系统对序批式芬顿氧化反应器芬顿试剂投加过程进行控制，使序批式芬顿氧化反应器达到稳定的工况。本发明序批式芬顿氧化反应法的芬顿试剂投加过程控制方法以序批式芬顿氧化反应器内的氧化还原电位ORP为控制变量，采用反馈控制结构，调控过氧化氢投加计量泵和硫酸亚铁投加计量泵的运行，控制芬顿试剂投加过程，可避免芬顿试剂投加量过高或过低对氧化效果、污泥产量、后续处理等的影响。

技术领域

本发明涉及芬顿氧化反应法的运行控制，特别是序批式芬顿氧化反应法的芬顿试剂投加过程控制方法。

背景技术

大量的工程实践证明，对于一些难降解的有机废水经过前期处理后水中仍残留有少量有机物，此时水质仍不能满足排放要求，需对其进行深度处理，以使出水水质达到预期效果。

芬顿氧化自1894年被法国科学家Fenton发现以来，至今已有百年历史，作为一种有效的高级氧化工艺，由于其设备简单、氧化能力强、处理效率高，被广泛应用于深度处理各种难降解工业废水。芬顿试剂之所以具有非常强的氧化能力，主要是因为Fe²⁺与H₂O₂在酸性条件下反应产生大量具有强氧化能力的羟基自由基，该自由基具有以下特点：①氧化能力极强，与一般氧化剂相比，羟基自由基具有更高的标准电极电势，仅次于单质氟，是一种极强的氧化剂，能与多种有机物发生反应；②反应速度快，由于羟基自由基参与的反应是游离基的化学反应，所以化学反应速度极快，反应速率常数比臭氧氧化反应高7个数量级，大大缩短废水处理的时间；③电负性极高，羟基自由基的电子亲和能力高达569.3KJ，将优先攻击有机物中电子云密度高的部位。羟基自由基氧化有机物质的反应结束后，加入碱液中和，利用产生的Fe(OH)₃的胶体吸附、絮凝作用，可进一步去除水中有机物。

由芬顿反应机理可以看出，芬顿氧化反应的关键在于羟基自由基，因此Fe²⁺与H₂O₂投加量对难降解工业废水的深度处理效果影响很大。当Fe²⁺和H₂O₂投量较低时，羟基自由基的生成量相对较少，进而处理效率较低。然而，H₂O₂同时也是羟基自由基捕获剂，H₂O₂投量过高会捕获体系产生的羟基自由基。当铁的投量过高时，H₂O₂被迅速地催化分解产生大量的活性羟基自由基，然而羟基自由基同基质的反应相对而言速度较慢，所以未消耗的游离羟基自由基彼此发生淬灭反应生成水，致使部分羟基自由基被消耗掉，从而降低羟基自由基的处理效率。同时铁投量过高将使被处理的水的色度增加，并增加污泥产量。此外，Fe²⁺和H₂O₂药剂成本较高。再加上难降解工业废水在污染物质种类、浓度、水量等方面都有较大变化，固定芬顿试剂投加量无法适应水质变化而保证有效完成难降解有机工业废水的深度处理要求，因此需对芬顿氧化反应的药剂投加过程进行监测、控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种序批式芬顿氧化反应法的芬顿试剂投加过程控制方法，可实时对芬顿氧化反应的药剂投加过程进行监测、控制，避免芬顿试剂投加量过高或过低对氧化效果、污泥产量、后续处理等的影响。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种序批式芬顿氧化反应器试剂投加过程控制方法，所述控制方法按如下步骤实现：

步骤1：选择难降解工业废水生化处理系统出水作为待处理工业废水，废水量为50-100m³/d，化学需氧量COD浓度为50-100mg/L、氨氮浓度为10-30mg/L、悬浮固体SS浓度为70-100mg/L；