[发明专利]一种芬顿氧化装置

说明书

本发明涉及一种芬顿氧化装置，该装置依次设置搅拌混合区、填料反应区和折流半幅高效沉淀区；运行时，废水经搅拌混合区与双氧水等药剂混合，在填料反应区内完成芬顿催化氧化，对废水中的难降解有机物予以处理，再经过折流半幅高效沉淀区出水，完成芬顿氧化处理。本发明设置芬顿催化剂填料层，可强化反应传质过程，提高处理效果，而且可有效避免催化剂流失的问题，省去了固液分离器等设备投资，具有结构简单、易于操作、处理效果好等优点。

技术领域

本发明涉及废水处理领域，尤其工业污水前处理、生化尾水深度处理的一种新型芬顿反应装置。

背景技术

芬顿氧化是一项有效的氧化水处理工艺，该工艺在污水处理领域有着广泛的应用。其主要原理是，在酸性条件下，利用亚铁作为催化剂，与过氧化氢相互作用时产生的强氧化性羟基来氧化水中的有机物。芬顿氧化具有快速、高效、操作简单灵活、反应条件温和等特点。在废水深度处理领域，主要用于处理生化出水，去除水中残余的难降解有机物，因此，芬顿氧化已成为废水实现达标排放的或者回用的重要方法之一。

传统的芬顿氧化中，亚铁是以溶液的方式存在于反应体系中，虽然氧化处理效率较高，但是却存在由于亚铁投加量过大从而导致的化学污泥产量大的问题，进而引起处理成本增加。近年来，采用芬顿流化床工艺。该技术通过流化结晶技术，使反应过程中产生的三价铁大部分留在流化载体表面并继续参与催化氧化反应。该技术充分结合了均相氧化、非均相氧化、流化床结晶及铁氧化物溶解还原等功能，不仅保证了处理效果，而且大幅降低了亚铁的投加量，并减少了铁泥的产生量。但是该技术需要较大的水流上升速度（一般30m/h以上），因此需要消耗较大的动力，从而增加了系统的运行费用。并且，随着系统的长时间运行，生成的铁泥不断的包裹在载体颗粒表面，使得载体粒径不断增大，如果需要维持正常的流化状态，则必须增加动力或更换新的载体。同时，为了防止催化剂的跑料流失，一般需在流化区上方设置固液分离器，如斜板沉淀装置、多孔挡板等，一定程度上增加了设备投资。

因此，必须设计一种既节约成本又能实现高效处理的芬顿氧化装置。

发明内容

本发明提供一种芬顿氧化装置。该装置选用芬顿催化剂载体填料，克服上述问题。

芬顿氧化装置依次设置搅拌混合区、填料反应区和折流半幅高效沉淀区；搅拌混合区的上部设置有废水进水管、双氧水管和pH调节剂管，搅拌混合区内设置有搅拌器，下部设置过水孔填料反应区；填料反应区包括第一填料区和第二填料区，第一填料区底部设置有承托层，布水板设置在承托层之上，布水板向上依次设置有垫层和芬顿催化剂颗粒填料层；第二填料区上部设置配水板，下部设置承托层，承托层向上依次设置垫层和芬顿催化颗粒填料层；第二填料区底部设置过水孔连通折流半幅高效沉淀区；所述的折流半幅高效沉淀区依次设置下挡板和上挡板，下挡板上部设置多个过流孔，末端部设置出水堰连接出水管，折流半幅高效沉淀区侧壁为斜锥形，底部设置排渣管。

进一步的，第一填料区和第二填料区的垫层厚度为10-15cm，填充4-8cm直径的石块或陶瓷块。填料层厚度为1.0-1.5m，填充2-3cm粒径的芬顿催化剂颗粒填料。

进一步的，混合搅拌区设置有pH检测仪。

进一步的，折流半幅高效沉淀区侧壁的斜锥角度为60°。

芬顿催化剂颗粒为固相二价铁催化剂，具体的制备步骤如下：

步骤（1）将一枝黄花用自来水清洗，自然晾干后粉碎至2-4cm均匀段；

步骤（2）对粉碎后的一枝黄花进行碱液浸泡预处理并真空干燥；碱液浸泡采用2-3mol/L的NaOH或KOH溶液，静置浸泡24h；后利用蒸馏水洗涤至中性，并在80-90℃下真空干燥5-8h；