[发明专利]一种分级分段Fenton氧化废水方法及其设备

说明书

本发明属于污水处理技术领域，公开一种分级分段Fenton氧化废水方法及其设备。本发明的目的是在芬顿氧化过程中，控制反应的初始pH值2‑4，通过科学的分级分段投加催化剂和氧化剂，在初始条件和处理要求相同的情况下，将会缩短反应时间，减少氧化剂的用量，降低处理成本，提高了氧化剂利用效率，并且加速反应进程，改变反应终点，使工业企业废水氧化后能够稳定达到排放要求。

技术领域

本发明属于芬顿法污水处理技术领域，尤其涉及一种分级分段Fenton氧化废水方法及其设备。

背景技术

受技术经济等条件的限制，各类工业企业生物降解有机污染物排放量持续增加，问题凸显。这些污染物在自然界中将长期存在，已对环境构成明显威胁，进入水体后通过食物链延伸对人类危害巨大。为扭转环境污染的趋势，中国各行业排放标准正在逐步提高，现有处理设施的升级改造需相应技术作为支撑。

目前中国国内仍以各种生物技术为主处理工业企业废水，由于很多工业企业像制革、焦化等废水中存在较多难以生物降解的污染物，生物处理往往不能实现达标排放，因此往往采用生物处理配合高级氧化组合工艺。

高级氧化方法主要有电解、臭氧氧化、芬顿氧化等，这些方法的主要原理是利用各种强氧化剂的氧化作用分解有机物，其中芬顿氧化法有一些的实际应用，能够解决部分行业的问题，但是氧化过程中存在较多副反应，氧化剂利用率低，氧化效率低、处理成本高，限制了该技术在实际工程中的应用。

如现有技术中，授权公告号CN101659467B的发明专利公开了一种利用芬顿法处理污水的方法，包括：采用多级串联式反应器或单级连续式反应器，在反应初始阶段加入催化剂，调节pH在1.5～6.5之间，将氧化剂在多级串联式反应器依次投加，或在单级连续式反应器沿水流方向多点投加，控制以mg/L计的氧化剂总投加量小于以mg/L计的污水COD值。该发明与传统单级Fenton法工艺相比，达到相同处理效果时的氧化剂和催化剂用量大幅减少，降低了处理成本。

但是该现有技术的缺点是每增加一级，需要相应增加三类设备，而且随着级数越多，去除效果并不会成比例大幅提升；而且管理和操作参数复杂，不易控制。

发明内容

针对现有Fenton氧化法技术存在的技术问题，本发明提供一种分级分段Fenton氧化废水方法，能够有效减少Fenton氧化法的副反应，提高氧化剂H₂O₂的利用效率，其包括如下步骤：

步骤1，在搅拌状态下，向废水中加入1:1稀硫酸溶液，调节废水pH值为2～4，反应时间为10～20分钟；

步骤2，搅拌状态下，在每级反应初始阶段或者在多级串联式反应器分多段投加催化剂Fe²⁺，反应级数不超过三级，反应段数不超过四段，在分级反应中，每级反应中催化剂Fe²⁺的投加浓度(mol/L)为该级反应中氧化剂H₂O₂投加浓度(mol/L)的1/6～1/15，在分段反应中，全部催化剂Fe²⁺投加在反应第一段，投加浓度为该级反应中氧化剂H₂O₂投加量的1/6～1/15；

步骤3，搅拌状态下，将氧化剂H₂O₂在多级串联式反应器分多段依次投加，在分级反应中，每级反应氧化剂H₂O₂投加量(kg)为废水中COD总量(kg)的4～6倍，在分段反应中，每段反应氧化剂H₂O₂投加量(kg)按该级总投加量(kg)的反应段数均分，每段反应氧化剂的量小于或等于当级首段污水中污染物浓度投加量。

进一步地，步骤2中，投加催化剂Fe²⁺通过投加FeSO₄溶液的方式进行。