本實用新型涉及污水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種芬頓試劑處理廢水的系統(tǒng)及芬頓試劑處理廢水的處理池。

背景技術(shù)：

典型的芬頓試劑是Fe²⁺和H₂O₂的組合，該試劑的應(yīng)用已經(jīng)有一百多年的歷史。1894年法國科學家Fenton發(fā)現(xiàn)酸性溶液中Fe²⁺和H₂O₂同時存在時可以有效地降解酒石酸。為了紀念這位科學家，后人將酸性條件下使用過氧化氫與亞鐵鹽試劑的體系稱為芬頓試劑。芬頓試劑應(yīng)用于反應(yīng)的作用機理為：在Fe²⁺的催化作用下，H₂O₂的分解活化能較低(34.9kJ·mol)，反應(yīng)過程中產(chǎn)生大量的中間態(tài)活性物種羥基自由基·OH，進而氧化分解有機物質(zhì)。羥基自由基具有很高的氧化還原電位(2.20V)，能使許多難生物降解或者是一般化學氧化法難以氧化的有機物質(zhì)氧化分解。芬頓體系總體上被分為兩種反應(yīng)，其一稱為芬頓反應(yīng)，即二價鐵與過氧化氫產(chǎn)生羥基自由基進而氧化降解有機物，反應(yīng)如下：

Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+HO^-+HO· (1-1)

HO·+RH→R·+H₂O (1-2)

R·+Fe³⁺→R⁺+Fe²⁺ (1-3)

HO·+Fe²⁺→HO^-+Fe³⁺ (1-4)

在反應(yīng)過程中，生成的三價鐵可以重新再生成二價鐵。三價鐵與過氧化氫引發(fā)的一系列反應(yīng)被稱之為類芬頓反應(yīng)，具體如下：

Fe³⁺+H₂O₂→Fe···OOH²⁺+H⁺ (1-5)

Fe···OOH₂+→Fe²⁺+HO2· (1-6)

Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+HO^-+HO· (1-1)

HO·+RH→R·+H₂O (1-2)

最初芬頓試劑被用于有機分析化學和有機合成反應(yīng)。1964年，Eisenhauer首次將芬頓試劑用于苯酚和烷基苯廢水的處理研究。之后，越來越多的關(guān)注被放到了芬頓試劑對有機工業(yè)廢棄物的處理上，當將紫外光、可見光、氧氣、草酸鹽等進入芬頓體系時，均產(chǎn)生羥基自由基，芬頓試劑對有機物的降解能力顯著增強。

由于芬頓體系在使用過程中具有試劑沒有毒性、均相體系沒有質(zhì)量傳輸?shù)淖璧K，而且操作簡單，相對投資小等優(yōu)點，所以一直廣泛地應(yīng)用于有毒有害廢水的處理上。然而，芬頓體系的有效PH值范圍窄、有效應(yīng)用需投加大劑量試劑，此外由于大量試劑的投加還會導(dǎo)致污泥的產(chǎn)生量增加，造成固體廢物的增加，引起二次污染。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種芬頓試劑處理廢水的系統(tǒng)及芬頓試劑處理廢水的處理池，本實用新型提供的廢水的處理系統(tǒng)，不僅降低了芬頓試劑的用量，同時降低了固廢的產(chǎn)量。

本實用新型提供了一種芬頓試劑處理廢水的系統(tǒng)，包括：

芬頓反應(yīng)發(fā)生裝置；

與所述芬頓反應(yīng)發(fā)生裝置出液口連通的pH調(diào)節(jié)池；

與pH調(diào)節(jié)池出口連通的過濾裝置，

所述過濾裝置中設(shè)置有疏水性四氟中空纖維膜；

與所述過濾裝置的污泥出口連通的還原裝置。

優(yōu)選的，所述還原裝置的出口與所述芬頓反應(yīng)發(fā)生裝置的芬頓試劑的加料口相連通。

優(yōu)選的，所述疏水性四氟中空纖維膜的內(nèi)徑為1.5～2.1mm，外徑為3～3.6mm。

本實用新型還提供了一種芬頓試劑處理廢水的廢水處理池，包括：

芬頓反應(yīng)發(fā)生區(qū)；

與芬頓反應(yīng)發(fā)生區(qū)出液口連通的pH調(diào)節(jié)區(qū)，且芬頓反應(yīng)發(fā)生區(qū)與pH調(diào)節(jié)區(qū)共用一個側(cè)壁；

與pH調(diào)節(jié)區(qū)出口連通的過濾區(qū)，且所述pH調(diào)節(jié)區(qū)與所述過濾區(qū)共用一個側(cè)壁，

所述過濾區(qū)設(shè)置有疏水性四氟中空纖維膜；

與所述過濾區(qū)污泥出口連通的還原區(qū)，且所述過濾區(qū)與所述還原區(qū)共用一個側(cè)壁；

所述還原區(qū)的出口與所述芬頓反應(yīng)發(fā)生區(qū)的芬頓試劑的加料口連通，且所述還原區(qū)與所述芬頓反應(yīng)發(fā)生區(qū)共用一個側(cè)壁。

優(yōu)選的，所述還原區(qū)的兩個共用側(cè)壁相交。

優(yōu)選的，所述過濾區(qū)的兩個共用側(cè)壁相交。

優(yōu)選的，所述pH調(diào)節(jié)區(qū)的兩個共用側(cè)壁相交。

優(yōu)選的，所述疏水性四氟中空纖維膜位于污泥出口的下方。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供了一種芬頓試劑處理廢水的系統(tǒng)，包括：芬頓反應(yīng)發(fā)生裝置；與所述芬頓反應(yīng)發(fā)生裝置出液口連通的pH調(diào)節(jié)池；與pH調(diào)節(jié)池出口相連通的過濾裝置；與所述過濾裝置的污泥出口連通的還原裝置；所述還原裝置是用于將污泥中的鐵鹽還原成亞鐵鹽，本實用新型提供的廢水處理系統(tǒng)，通過將廢水依次通過芬頓反應(yīng)發(fā)生裝置、pH調(diào)節(jié)池、并通過過濾裝置將芬頓反應(yīng)后的廢水中的含三價鐵離子污泥與其它廢液分離，然后再將污泥再次回收利用，不僅降低了固廢的產(chǎn)生，而且降低了廢水的處理成本。實驗結(jié)果表明，本實用新型提供的系統(tǒng)與現(xiàn)有工藝相比，處理1噸廢水節(jié)約成本在10元以上。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的芬頓試劑處理廢水的系統(tǒng)的流程圖；

圖2為本實用新型提供的廢水處理池的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例1提供的處理油墨廢水的工藝流程圖；

圖4為本實用新型實施例2提供的處理紅霉素制藥廢水的工藝流程圖。

具體實施方式

本實用新型提供了一種芬頓試劑處理廢水的系統(tǒng)，包括：

芬頓反應(yīng)發(fā)生裝置；

與所述芬頓反應(yīng)發(fā)生裝置出液口連通的pH調(diào)節(jié)池；

與pH調(diào)節(jié)池出口連通的過濾裝置，

所述過濾裝置中設(shè)置有疏水性四氟中空纖維膜；

與所述過濾裝置的污泥出口連通的還原裝置。

本實用新型提供的芬頓試劑處理廢水的系統(tǒng)見圖1，圖1為本實用新型提供的芬頓試劑處理廢水的系統(tǒng)的流程圖，包括：芬頓反應(yīng)發(fā)生裝置、pH調(diào)節(jié)池、過濾裝置以及還原裝置。

其中，芬頓反應(yīng)發(fā)生裝置上設(shè)有芬頓試劑進料口、還原得到的亞鐵鹽進料口、廢水進料口以及處理后廢水的出液口；所述芬頓反應(yīng)發(fā)生裝置的出液口與pH調(diào)節(jié)池的廢水進液口相連通。

所述pH調(diào)節(jié)池設(shè)有pH調(diào)節(jié)劑進料口、芬頓反應(yīng)后的廢水的進液口以及調(diào)節(jié)pH后的廢水的出液口；pH調(diào)節(jié)池的作用是使含三價鐵的沉淀沉出；所述pH調(diào)節(jié)池的出液口與所述過濾裝置的進液口相連通。

所述過濾裝置上設(shè)有pH調(diào)節(jié)后的廢水的進液口、污泥出口和廢水出口；過濾裝置中還設(shè)有疏水性四氟中空纖維膜，用于過濾pH調(diào)節(jié)后的廢水，使得廢水中的固體與液體分離；其中，所述疏水性四氟中空纖維膜的內(nèi)徑優(yōu)選為1.5～2.1mm，更優(yōu)選為1.8～2.0mm，所述外徑優(yōu)選為3～3.6mm，更優(yōu)選為3.3～3.5mm；所述過濾裝置的污泥出口與還原裝置的污泥入口相連通。

所述還原裝置上設(shè)有污泥入口、還原劑入口以及亞鐵鹽出口，該還原裝置的作用是用于還原污泥中的三價鐵得到可作為芬頓試劑用的亞鐵鹽。

本實用新型提供的一種芬頓試劑處理廢水的系統(tǒng)，包括：芬頓反應(yīng)發(fā)生裝置；與所述芬頓反應(yīng)發(fā)生裝置出液口連通的pH調(diào)節(jié)池；與pH調(diào)節(jié)池出口相連通的過濾裝置；與所述過濾裝置的污泥出口相連通的還原裝置；所述還原裝置是用于將污泥中的鐵鹽還原成亞鐵鹽，本實用新型提供的廢水處理系統(tǒng)，通過將廢水依次通過芬頓反應(yīng)發(fā)生裝置、pH調(diào)節(jié)池、并通過過濾裝置將芬頓反應(yīng)后的廢水中的含三價鐵離子污泥與其它廢液分離，然后再將污泥再次回收利用，不僅降低了固廢的產(chǎn)生，而且降低了廢水的處理成本。

本實用新型還提供了一種芬頓試劑處理廢水的廢水處理池，包括：

芬頓反應(yīng)發(fā)生區(qū)；

與芬頓反應(yīng)發(fā)生區(qū)出液口相連通的pH調(diào)節(jié)區(qū)，且芬頓反應(yīng)發(fā)生區(qū)與pH調(diào)節(jié)區(qū)共用一個側(cè)壁；

與pH調(diào)節(jié)區(qū)出口相連通的過濾區(qū)，且所述pH調(diào)節(jié)區(qū)與所述過濾區(qū)共用一個側(cè)壁，

所述過濾區(qū)設(shè)置有疏水性四氟中空纖維膜；

與所述過濾區(qū)污泥出口相連通的還原區(qū)，且所述過濾區(qū)與所述還原區(qū)共用一個側(cè)壁；

所述還原區(qū)的出口與所述芬頓反應(yīng)發(fā)生區(qū)的芬頓試劑的加料口相連通，且所述還原區(qū)與所述芬頓反應(yīng)發(fā)生區(qū)共用一個側(cè)壁。

廢水處理池見圖2，圖2為本實用新型提供的廢水處理池的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，a為芬頓反應(yīng)發(fā)生區(qū)，b為pH調(diào)節(jié)區(qū)，c為過濾區(qū)，d為還原區(qū)；

所述芬頓反應(yīng)發(fā)生區(qū)a上設(shè)有廢水進料口1、芬頓試劑進料口2、回收亞鐵鹽進料管9以及處理后廢水的出液口；所述芬頓反應(yīng)發(fā)生區(qū)a內(nèi)還設(shè)有曝氣管3；芬頓反應(yīng)發(fā)生區(qū)a是采用芬頓試劑處理污水的區(qū)域，該區(qū)域的反應(yīng)包括芬頓反應(yīng)或類芬頓反應(yīng)；所述芬頓反應(yīng)發(fā)生區(qū)出液口與pH調(diào)節(jié)區(qū)廢液進液口相連，且芬頓反應(yīng)發(fā)生區(qū)與pH調(diào)節(jié)區(qū)共用一個側(cè)壁，該共用側(cè)壁上還設(shè)有一個廢液通道，作為所述芬頓反應(yīng)發(fā)生區(qū)a中處理后廢水的出液口以及pH調(diào)節(jié)區(qū)中廢水的進液口連接的通道。

所述pH調(diào)節(jié)區(qū)b上設(shè)有pH調(diào)節(jié)劑進料口4、芬頓反應(yīng)后的廢水的進液口以及調(diào)節(jié)pH后的廢水的出液口；所述pH調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)還設(shè)有曝氣管3；pH調(diào)節(jié)區(qū)的作用是使含三價鐵的沉淀沉出；所述pH調(diào)節(jié)區(qū)的出液口與所述過濾裝置的進液口相連，且所述pH調(diào)節(jié)區(qū)與所述過濾區(qū)共用一個側(cè)壁；該共用側(cè)壁上還設(shè)有一個pH調(diào)節(jié)后的廢水的通道，作為pH調(diào)節(jié)區(qū)中pH調(diào)節(jié)后的廢水的出液口以及過濾區(qū)中pH調(diào)節(jié)后的廢水的進液口連接的通道。

所述過濾區(qū)上設(shè)有pH調(diào)節(jié)后的廢水的進液口、污泥出口和廢水出口6；過濾裝置中還設(shè)有疏水性四氟中空纖維膜5，用于過濾pH調(diào)節(jié)后的廢水，使得廢水中的固體與液體分離；其中，所述疏水性四氟中空纖維膜的內(nèi)徑優(yōu)選為1.5～2.1mm，更優(yōu)選為1.8～2.0mm，所述外徑優(yōu)選為3～3.6mm，更優(yōu)選為3.3～3.5mm；所述疏水性四氟中空纖維膜的平均孔徑為0.16～0.25mm，更優(yōu)選為0.18～0.20mm；所述疏水性四氟中空纖維膜的孔隙率優(yōu)選為60～80％，更優(yōu)選為65～75％；所述疏水性四氟中空纖維膜的泡點優(yōu)選為0.1～0.2MPa，更優(yōu)選為0.15～0.18MPa；所述疏水性四氟中空纖維膜的水通量優(yōu)選為2400～2800 L/m²·h，更優(yōu)選為2600～2700L/m²·h。所述過濾裝置的污泥出口與還原裝置的污泥入口相連，且所述過濾區(qū)與所述還原區(qū)共用一個側(cè)壁，該共用側(cè)壁上還設(shè)有一個污泥通道，其中，該通道設(shè)在疏水性四氟中空纖維膜5的上方，該通道是作為過濾區(qū)污泥出口以及還原區(qū)污泥入口連接的通道。

所述還原區(qū)上設(shè)有污泥入口、還原劑入口7以及亞鐵鹽出口，該還原裝置的作用是用于還原污泥中的三價鐵，還原后的三價鐵作為芬頓反應(yīng)的催化劑通過亞鐵鹽進料管可進入芬頓反應(yīng)發(fā)生裝置繼續(xù)參與反應(yīng)；且所述還原區(qū)與所述芬頓反應(yīng)發(fā)生區(qū)共用一個側(cè)壁，其中，回收亞鐵鹽進料管9的一端作為還原區(qū)亞鐵鹽出口設(shè)在該側(cè)壁上；優(yōu)選的，所述還原區(qū)的兩個共用側(cè)壁相交。

本實用新型提供的廢水處理池，包括：芬頓反應(yīng)發(fā)生區(qū)；與芬頓反應(yīng)發(fā)生區(qū)出液口相連的pH調(diào)節(jié)區(qū)，且芬頓反應(yīng)發(fā)生區(qū)與pH調(diào)節(jié)區(qū)共用一個側(cè)壁；與pH調(diào)節(jié)區(qū)出口相連的過濾區(qū)，且所述pH調(diào)節(jié)區(qū)與所述過濾區(qū)共用一個側(cè)壁，所述過濾區(qū)設(shè)置有疏水性四氟中空纖維膜；與所述過濾區(qū)污泥出口相連的還原區(qū)，且所述過濾區(qū)與所述還原區(qū)共用一個側(cè)壁；所述還原區(qū)的出口與所述芬頓反應(yīng)發(fā)生區(qū)的芬頓試劑的加料口相連，且所述還原區(qū)與所述芬頓反應(yīng)發(fā)生區(qū)共用一個側(cè)壁。本實用新型提供的廢水處理池，通過將廢水依次通過芬頓反應(yīng)發(fā)生區(qū)、pH調(diào)節(jié)區(qū)、并通過過濾區(qū)將芬頓反應(yīng)后的pH調(diào)節(jié)后的廢水，然后再將污泥再次回收利用，不僅降低了固廢的產(chǎn)生，而且降低了廢水的處理成本。

下面將結(jié)合本實用新型實施例的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

實施例1

取深圳某油墨印刷企業(yè)的生產(chǎn)廢水作為待處理廢水，該企業(yè)在研發(fā)和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生多股不同濃度的有機廢液，經(jīng)調(diào)節(jié)池充分調(diào)節(jié)混勻后，廢水原水COD穩(wěn)定在10000-12000mg/L之間，且廢水色度、濁度高，同時伴隨有明顯的刺激性氣味，經(jīng)測定原水BOD₅在1500-1800mg/L之間，其B/C<0.3。綜 上，該廢水有機濃度高，成分復(fù)雜，含有大量抑制微生物生長的物質(zhì)，不宜直接使用生化法處理。

對該油墨廢水處理的工藝流程見圖3，圖3為本實用新型實施例1提供的處理油墨廢水的工藝流程圖，具體處理過程為：

將油墨廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池后進入脫色混凝池中，加入復(fù)合絮凝劑(7500ppm)，充分混勻攪拌后，上清液COD降至為7500-8000mg/L、BOD₅為1800-2100mg/L、SS為160mg/L，該廢水進入芬頓反應(yīng)發(fā)生裝置，加入22g/L的27.5％濃度的H₂O₂，以及3g/L的FeSO₄·7H₂O，停留時間為180min，經(jīng)過預(yù)處理后的油墨印刷生產(chǎn)廢水與·OH在芬頓(類芬頓)反應(yīng)裝置中充分反應(yīng)后，將處理后的廢水進入pH調(diào)節(jié)池，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH，將含F(xiàn)e³⁺污泥沉淀，將得到的泥水進入過濾裝置，分離得到污泥和廢水；其中，所述過濾裝置中設(shè)有疏水性四氟中空纖維膜，該纖維膜的平均孔徑為0.20mm，孔隙率為71.4％，泡點為0.15Mpa，水通量為2600L/m²·h；得到的廢水COD為1920mg/L，BOD₅為940mg/L，需進一步進行生化處理，得到符合標準的水排放。

每噸油墨廢水約產(chǎn)生20kg的含F(xiàn)e³⁺污泥，將得到的污泥進入還原裝置中，加入0.5g/L的鐵粉，反應(yīng)完畢后，將得到的亞鐵鹽回用至芬頓(類芬頓)反應(yīng)裝置中循環(huán)使用。

通過計算，原有工藝，即未對芬頓反應(yīng)產(chǎn)生的含三價鐵的固廢進行處理的工藝，每噸水投加催化劑費用約2元/噸，產(chǎn)生污泥外運費用約15元/噸，而實施例1的處理方法僅需要投入少量還原劑費用1.5元/噸，其幾乎不產(chǎn)生固廢，綜合以上，本實用新型提供的處理方法處理廢水成本約15.5元/噸。

實施例2

取國內(nèi)某制藥企業(yè)生產(chǎn)紅霉素類產(chǎn)品過程所產(chǎn)生的廢水坐位待處理廢水，廢水主要來自發(fā)酵殘余營養(yǎng)物，具有高COD，存在生物抑制性物質(zhì)，如殘留的紅霉素等，該廢水COD為1400mg/L左右，BOD₅為230mg/L左右。

對該油墨廢水處理的工藝流程見圖4，圖4為本實用新型實施例2提供的處理紅霉素制藥廢水的工藝流程圖，具體處理過程為：

紅霉素制藥廢水進入調(diào)節(jié)池，該廢水水量大，為保證水質(zhì)均勻，故在入水口設(shè)置調(diào)節(jié)池，以匯集、儲存和均衡廢水的水質(zhì)水量，調(diào)節(jié)池廢水通過酸 化后進入芬頓反應(yīng)發(fā)生裝置，向該反應(yīng)體系投加強氧化性的Fenton試劑(2.2g/L的的27.5％濃度的H2O2和2g/L的FeSO4·7H2O)，經(jīng)過兩級Fenton高級氧化后廢水進入pH調(diào)節(jié)池，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH，將含F(xiàn)e³⁺污泥沉淀，將得到的泥水進入過濾裝置，分離得到污泥和廢水；其中，所述過濾裝置中設(shè)有疏水性四氟中空纖維膜，該纖維膜的平均孔徑為0.20mm，孔隙率為71.4％，泡點為0.15Mpa，水通量為2600L/m²·h；得到的廢水COD為240mg/L左右，BOD₅為110mg/L左右，需進一步進行生化處理，得到符合標準的水排放。

將得到的污泥進入還原裝置中，加入0.5g/L的鐵粉，反應(yīng)完畢后，將得到的亞鐵鹽回用至芬頓(類芬頓)反應(yīng)裝置中循環(huán)使用。

通過計算，原有工藝，即未對芬頓反應(yīng)產(chǎn)生的含三價鐵的固廢進行處理的工藝，每噸水投加催化劑費用約1.3元/噸，產(chǎn)生污泥外運費用約10元/噸，而實施例2的處理方法僅需要投入少量還原劑費用1元/噸，其幾乎不產(chǎn)生固廢，綜合以上，本實用新型提供的處理方法處理廢水成本約10.3元/噸。

以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。