本發(fā)明屬于污水處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種氧化時(shí)間以秒計(jì)的印染廢水深度處理一體化工藝。
背景技術(shù)：
：芬頓反應(yīng)是一種廣為人知的高級氧化反應(yīng)，在含有機(jī)廢水的處理上也已經(jīng)有了諸多應(yīng)用。芬頓反應(yīng)主要利用了fe2+離子在酸性條件下與h2o2溶液接觸，能夠反應(yīng)產(chǎn)生大量的活性羥基自由基ho·，進(jìn)而氧化分解有機(jī)物質(zhì)。羥基自由基具有很高的氧化還原電位(2.80ev)，因此對于水體中一些難降解的有機(jī)物也能有很好的去除效果。芬頓反應(yīng)的原理如下反應(yīng)方程式所示：fe2++h2o2→ho·+fe3++oh-rh+ho·→h2o+r·并且fe3+離子還能通過進(jìn)一步反應(yīng)重新生成亞鐵離子：fe3++h2o2→fe-ooh2++h+fe-ooh2+→ho2·+fe2+通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，芬頓反應(yīng)在充分混合的情況下，能在很短的時(shí)間內(nèi)完成反應(yīng)。在以亞甲基藍(lán)為反應(yīng)底物的快速芬頓反應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在30s左右芬頓反應(yīng)對亞甲基藍(lán)的去除效果已經(jīng)基本完成。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果對本發(fā)明提出的氧化時(shí)間以秒計(jì)的芬頓深度處理方法提供了理論依據(jù)。在目前印染行業(yè)排水標(biāo)準(zhǔn)不斷提高的現(xiàn)狀下，許多污水處理廠的排水已無法滿足新的標(biāo)準(zhǔn)，因此提標(biāo)改造顯得尤為緊迫。芬頓法作為高級氧化法，對有機(jī)物的處理效果好，成本便宜，且在使用過程中試劑不具有毒性，且生成產(chǎn)物也不具有明顯毒性，因此在對廢水的深度處理的工藝中很受歡迎。然而傳統(tǒng)的芬頓工藝仍需要建設(shè)池體進(jìn)行多步驟的加藥和去除污泥，需要新的空間和建設(shè)周期。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種氧化時(shí)間以秒計(jì)的印染廢水深度處理一體化工藝，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種傳質(zhì)效率高，反應(yīng)速度快且處理效果好的氧化時(shí)間以秒計(jì)的芬頓反應(yīng)器，配合混凝沉淀，應(yīng)用于印染廢水的深度處理。本發(fā)明的氧化時(shí)間以秒計(jì)的快速芬頓法的印染廢水深度處理工藝以快速芬頓反應(yīng)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，并分析研究了傳質(zhì)對反應(yīng)效果的影響，采用水射器作為加藥方式，快速混合反應(yīng)藥劑與處理水體，在出水口調(diào)節(jié)ph終止反應(yīng)，中和出水，并投加絮凝劑進(jìn)行混凝沉淀處理，提高出水水質(zhì)。本發(fā)明提出的一種氧化時(shí)間以秒計(jì)的印染廢水深度處理一體化工藝，具體步驟如下：(1)首先用泵將待處理廢水抽入管道中，控制管道內(nèi)待處理廢水流量為1000-3000m3/h，以滿足每日至少20000噸的污水處理量；(2)在管道前端接入第一個(gè)水射器，投加預(yù)先配好的酸化的fe2so4溶液，控制fe2so4溶液的ph值為0.5～1.5；充分混合后，控制廢水中的ph值小于4；控制第一個(gè)水射器投加酸化的fe2so4溶液的速度為1～5m3/h，廢水中硫酸亞鐵濃度為400-800mg/l；(3)在步驟(2)后管道再接入第二個(gè)水射器，用于投加雙氧水溶液，控制雙氧水濃度為25％～50％，第二個(gè)水射器投加雙氧水速度為1～5m3/h，確保雙氧水投加量為100～250mg/l，投加當(dāng)量為cod的100％～200％，以確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)；硫酸亞鐵與雙氧水的質(zhì)量投加比為4：1～8：1；(4)在步驟(3)后提供足夠的管道長度，控制管道長度為50～100m，允許水體在管道內(nèi)可以流動30～60s，確保芬頓反應(yīng)充分；(5)在步驟(4)后管道接入第三個(gè)水射器，用于投加氫氧化鈉溶液，用于終止反應(yīng)，并促進(jìn)鐵離子起到混凝沉淀作用；控制氫氧化鈉溶液濃度為20％～40％，第三個(gè)水射器投加氫氧化鈉溶液速度為1～5m3/h，加氫氧化鈉溶液后水體ph值為7～9；(6)在步驟(5)后管道排水口前通過第四個(gè)水射器投加pam溶液，pam溶液濃度為8％～10％，第四個(gè)水射器投藥速度為1～5m3/h；pam投加后濃度為3～7ppm。本發(fā)明中，步驟(1)中所述管道的管徑dn為1000-2000mm。本發(fā)明中，步驟(2)中所述控制廢水中的ph值小于4，具體為水體的ph值為2.5～3.5。本發(fā)明具有以下的突出特點(diǎn)和有益效果：(1)該新型芬頓反應(yīng)器大大縮短了芬頓反應(yīng)處理印染廢水的時(shí)間，改變了傳統(tǒng)對與芬頓反應(yīng)的應(yīng)用方式。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在管道混合充分的情況下，芬頓反應(yīng)可在30s內(nèi)完成。在芬頓藥劑與印染廢水的充分混合的條件下，在一分鐘內(nèi)就可以基本完成反應(yīng)。不需要再像傳統(tǒng)工藝中采用二十到四十分鐘的反應(yīng)時(shí)間，大大縮短了水力停留時(shí)間(2)該新型芬頓反應(yīng)器大大減少了傳統(tǒng)芬頓反應(yīng)器在實(shí)際應(yīng)用過程中的占地面積。在傳統(tǒng)的芬頓反應(yīng)器中，往往需要多個(gè)調(diào)節(jié)池和加藥池；在本反應(yīng)器中，通過管道加藥器，省去了酸化池，加藥池，只需在出水后布置一個(gè)混凝沉淀池即可完成處理，同時(shí)有利于對于已建成廢水處理廠的提標(biāo)改造。附圖說明圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。本發(fā)明氧化時(shí)間以秒計(jì)的印染廢水深度處理一體化工藝，包括進(jìn)液區(qū)，投藥區(qū)i，反應(yīng)區(qū)，投藥區(qū)ii，后續(xù)處理區(qū)。將待處理水體通過泵抽入管道中，在進(jìn)水口出附近為投藥區(qū)i，用于投加芬頓試劑。首先投加亞鐵溶液，再投加雙氧水溶液，兩者都是經(jīng)過酸化的，以達(dá)到同時(shí)調(diào)節(jié)進(jìn)水ph的作用。中間管道為反應(yīng)區(qū)。管道長度需要保證水體能夠在其中流動1-2min以保證反應(yīng)充分。在出水口附近為投藥區(qū)ii，用以調(diào)節(jié)ph值和投加絮凝劑。在本發(fā)明的設(shè)計(jì)中，先投加堿液，再投加pam。出水口連接沉淀池作為后續(xù)處理，反應(yīng)器出水為沉淀池的上清液。圖2為雙氧水與亞鐵投加比對亞甲基藍(lán)的去除率的關(guān)系圖。圖3為在相同亞鐵投加量下，雙氧水投加量與亞甲基藍(lán)的去除率的關(guān)系圖。圖4為保持投加比不變，雙氧水的投加量與亞甲基藍(lán)的去除率的關(guān)系圖。具體實(shí)施方式下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。實(shí)施例1浙江某印染廢水處理廠采用了：初沉池+生化+二沉池+末端芬頓(催化氧化)/混凝沉淀工藝，末端處理采用了管道加藥器，管道流量為200m3/h；在管道口首先加入了酸化的硫酸亞鐵溶液，ph為1，濃度為投藥速度為5m3/h，然后投加雙氧水，濃度為30％，投藥速度為3m3/h，反應(yīng)區(qū)長度約為50m，反應(yīng)時(shí)間約為30s。反應(yīng)區(qū)結(jié)束后投加濃度為30％的氫氧化鈉溶液，投加速度為3m3/h。在出口處投加濃度為8％的pam，進(jìn)行混凝沉淀處理。該廠二沉池出水cod為156±3mg/l，經(jīng)過本發(fā)明工藝末端處理后出水cod可達(dá)到68±3mg/l，滿足gb4287-2012的排放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例2安徽太湖沿岸某印染廢水處理廠采用了：初沉池+氧化溝+二沉池+末端芬頓(催化氧化)/混凝沉淀工藝，末端處理采用了管道加藥器，管道流量達(dá)到300m3/h，在管道口首先加入了酸化的硫酸亞鐵溶液，ph為1.5，濃度為投藥速度為5m3/h，然后投加雙氧水，濃度為30％，投加濃度為150mg/l，反應(yīng)區(qū)長度約為100m，反應(yīng)時(shí)間約為50s。反應(yīng)區(qū)結(jié)束后投加濃度為30％的氫氧化鈉溶液，投加速度為3m3/h。在出口處投加濃度為8％的pam，進(jìn)行混凝沉淀處理。該廠二沉池出水cod為182±3mg/l，經(jīng)過本發(fā)明工藝末端處理后出水cod可達(dá)到75±3mg/l，滿足gb4287-2012的排放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例3廣東某印染廢水處理廠采用了：初沉池+活性污泥法+二沉池+末端芬頓(催化氧化)/混凝沉淀工藝，末端處理采用了管道加藥器，管道流量達(dá)到250m3/h，在管道口首先加入了酸化的硫酸亞鐵溶液，ph為1，濃度為投藥速度為3m3/h，然后投加雙氧水，濃度為50％，投加濃度為150mg/l，反應(yīng)區(qū)長度約為80m，反應(yīng)時(shí)間約為50s。反應(yīng)區(qū)結(jié)束后投加濃度為40％的氫氧化鈉溶液，投加速度為2.5m3/h。在出口處投加濃度為8％的pam，進(jìn)行混凝沉淀處理。該廠二沉池出水cod為167±3mg/l，經(jīng)過本發(fā)明工藝末端處理后出水cod可達(dá)到72±3mg/l，滿足gb4287-2012的排放標(biāo)準(zhǔn)。圖2、圖3和圖4為關(guān)于快速芬頓反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖，以亞甲基藍(lán)為目標(biāo)物，進(jìn)行的芬頓實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)條件如下：使用紫外檢測器分別在664nm處測定亞甲基藍(lán)的吸光度。對于該染料的芬頓氧化實(shí)驗(yàn)，初始ph均為2.0，初始污染物濃度均為10mg/l，反應(yīng)溫度20℃。實(shí)驗(yàn)中改變1)氧化劑h2o2的投加量；2)氧化劑h2o2與催化劑feso4·7h2o的投加比，對亞甲基藍(lán)進(jìn)行了8組實(shí)驗(yàn)，如表1所示：表1染料的快速fenton氧化實(shí)驗(yàn)反應(yīng)條件序號phh2o2投加量(mg/l)n(h2o2):n(fe2+)12.0362：122.0361：132.0361：242.0361：452.0722：162.01444：172.0721：182.01441：1根據(jù)第1，2，3，4組實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可得結(jié)論1)可以明顯看到，隨著雙氧水與亞鐵投加比的增加，亞甲基藍(lán)的反應(yīng)速率均逐步增快，并能更快的到達(dá)反應(yīng)終點(diǎn)。當(dāng)投加比為2：1(a)時(shí)，反應(yīng)大約在20s左右完成，當(dāng)投加比達(dá)到1：1以上(b、c、d)時(shí)，反應(yīng)大約在10s左右完成。根據(jù)第2，5，6組實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得結(jié)論2)當(dāng)保持亞鐵投加量不變時(shí)，隨著雙氧水投加量的增加，反應(yīng)速率也隨之增快。根據(jù)第2，7，8組實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可得結(jié)論3)當(dāng)保持投加比不變時(shí)，隨著雙氧水的投加量的增加，反應(yīng)速率也隨之增快，并能提高反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)亞甲基藍(lán)的去除率。芬頓試劑中鐵離子(iii)在堿性條件下本身具有混凝沉淀作用，配合pam等絮凝劑能起到很好的混凝沉淀效果，可以有效的降低水中的ss和cod，提高出水質(zhì)。當(dāng)前第1頁12