专利名称：一种强化微电解-Fenton氧化法处理废水的方法与装置的利记博彩app
技术领域：
本发明属于工业生产废水的处理的技术领域，具体涉及一种强化微电解-Fenton氧化法处理废水的方法与装置，其采用物理吸附、电化学还原技术和Fenton法氧化技术的耦合处理共同作用。
背景技术：
微电解技术于20世纪70年代由前苏联科学工作者提出并用于印染废水的处理。该方法是一种利用金属腐蚀原理形成原电池来处理废水的工艺技术，又称内电解法。微电解的电极一般选用两种及以上电位相差较大的材料，在无外加电场情况下，阴、阳极之间因电位差形成为电池效应而对污染物产生物理化学作用。微电解法比电解法和化学絮凝法在废水处理方面的成本低，更具应用前景。目前，该处理技术由于工艺简单、预处理效果好、能有效地提高废水的可生化性，以开始广泛研究和应用于印染、制药、油田、垃圾渗滤液及农药等工业废水的处理。但是微电解法作为废水的预处理方法，不能将如硝基苯类化合物等难降解污染物彻底矿化为无机小分子物质，一般与生物法、臭氧法、Fenton法等其他工艺组合使用，以达到高效去除污染物的目的。Fenton于1894年发现当H2O2与Fe2+共存时，其分解能力会高于两者单独存在时的分解能力。之后一些学者相继发现，Fe2+与H2O2在酸性条件下(pH=2 3)会发生反应，生成具有非选择性强氧化能力的羟基自由基*0H，并放出大量热。Fenton试剂法是一种高级氧化技术，具有操作简便、反应快速等特点，主要用于处理废水中残存的难降解有机物。Fenton试剂产生自由基氧化机理如下:
Fe2+ + H2O2 — Fe3+ + OF + *0HFe3+ + H2O2 — Fe2+ +HO2.+ H+
OH + H2O2 — HO2.+H2O Fe3+ + HO2* — Fe2++02+ H+
RH + *0H — Qs
上述反应中Fe2+起催化作用，Fe2+与H2O2反应生成 OH游离基的速度很快，而*0H游离基可破坏染料分子的发色基团，降低废水的色度、C0D,能将废水中的有机物分子氧化降解。但是单独Fenton法存在处理成本高，易生成有毒的中间产物，造成二次污染等问题，因此将Fenton法与其他工艺法联合处理废水以提高废水的降解效率、降低处理成本仍是研究的重点。
发明内容
本发明为了解决现有微电解、Fenton法处理工业废水存在的不足，提供了一种超重力-物理吸附-微电解还原-Fenton试剂氧化处理废水的工艺方法及装置。本发明采用如下的技术方案实现:
强化微电解-Fenton氧化法处理废水的方法， 步骤如下:将废水在带有搅拌装置的微电解槽内充分的进行微电解还原反应，反应时间大于等于lOmin，还原反应后的废水在液液反应设备中与双氧水进行撞击，废水中的Fe2+与双氧水构成Fenton试剂，废水中的有机污染物在微电解-Fenton试剂的协同作用下得到降解，废水在微电解槽与液液反应设备中循环处理，达到可生化性进入生化系统，所述的液-液反应设备为撞击流-旋转填料床装置。微电解槽内的废水采用酸性化合物调节pH值为2 3。废水在撞击流-旋转填料床装置中的与双氧水的体积流量比为5: f 10:1，双氧水和废水两股流体进行相向撞击的撞击初速 0.5-10m/s，Fenton 试剂中 H2O2 的浓度为 0.01 0.05mol/L。
实现上述的一种强化微电解-Fenton氧化法处理废水的方法的装置包括撞击流-旋转填料床装置，撞击流旋转填料床装置顶部设有两个进液管，包括进液管I和进液管II，每个进液管的液体出口分别设有喷嘴，两个喷嘴同轴且液体出口相对设置，撞击流-旋转填料床装置底部设有出液口，进液管I和进液管II分别连接双氧水储槽和微电解槽，出液口连接微电解槽；所述的微电解槽内设置原电池，以废水作为电解质溶液构成原电池反应，微电解槽内设有搅拌装置，底部设置过滤装置，所述的撞击流-旋转填料床装置的转速为30(T3000rpm。两个进液管的间距为撞击流-旋转填料床内径的1/2-1/3。两个进液管的间距与旋转填料床内径的匹配是实现高效雾化与反应的关键，自喷嘴喷出形成射流，并发生撞击，形成一垂直于射流方向的圆(扇)形薄膜(雾)面，两股流体实现一定程度的混合接触与反应，混合较弱的撞击雾面边缘进入旋转填料床的内腔，流体沿填料孔隙向外缘流动，并在此期间液体被多次切割、凝并及分散，实现双氧水与废水的良好接触与反应。撞击流-旋转填料床装置中的填料采用不锈钢丝网填料或多孔波纹板填料。微电解槽内构成原电池的电极材料为铁屑与炭屑，搅拌装置为电动搅拌器。所用铁屑与炭屑为还原性铁粉与活性炭；质量比为0.5: f 3:1，铁粉在废水中的质量为l(T30g/L,电动搅拌器的转速为20(T800rpm。本发明利用物理吸附-微电解-Fenton法氧化三种技术的协同作用以及超重力技术的强化作用来处理工业废水，使之在较短的时间内达到可生化的目的。由于微电解所使用的电级材料可选用工业生产过程产生的铁屑及炭屑，可达到以废治废的目的，并为Fenton试剂的催化氧化提供了廉价的Fe2+，降低了处理成本。与现有技术相比，本发明处理效率提高15%，反应时间缩短20%，大大的减少了处理成本。本发明具有如下有益效果:工艺流程简单，操作方便，把三种技术耦合，最大程度的发挥各种技术的优点，达到以废治废的目的，最大限度的减少了处理成本。可应用于处理各种有机工业废水如含炸药废水、染料废水、石化废水等。
图1是利用一种强化微电解还原Fenton法氧化处理废水的工艺流程 图2撞击流-旋转填料床装置(IS-RPB)主体结构示意 图中:1_双氧水储槽，2-液泵I，3-液体流量计I，4-撞击流旋转填料床，5-电动搅拌器，6-微电解槽，7-电机，8-变频器，9-液体流量计II，10-液泵II ；
4.1-电机转轴，4.2-密封I，4.9-密封II，4.3-出液口，4.4-填料，4.5-主体设备的壳体，4.6-端盖，4.7-进液管I，4.8-进液管II，4.10-转鼓内环，4.11-内挡板，4.12-转鼓外环，4.13-外挡板，4.14-喷嘴。
具体实施例方式强化微电解-Fenton氧化法处理废水的方法的装置，其特征在于其包括撞击流-旋转填料床装置4，撞击流旋转填料床装置4顶部设有两个进液管，包括进液管I 4.7和进液管II 4.8，每个进液管的液体出口分别设有喷嘴，两个喷嘴同轴且液体出口相对设置，撞击流-旋转填料床装置4底部设有出液口，进液管I 4.7和进液管II 4.8分别连接双氧水储槽I和微电解槽6，出液口连接微电解槽6 ;所述的微电解槽6内设置原电池，以废水作为电解质溶液构成原电池反应，微电解槽6内设有搅拌装置，底部设置过滤装置，所述的撞击流-旋转填料床装置4的转速为30(T3000rpm。两个进液管的间距为撞击流-旋转填料床内径的1/2-1/3。微电解槽6内构成原电池的电极材料为铁屑与炭屑，搅拌装置为电动搅拌器5。铁屑与炭屑为还原性铁粉与活性炭；质量比为0.5: f 3:1，铁粉在废水中的质量为l(T30g/L，电动搅拌器5的转速为20(T800rpm。撞击流-旋转填料床装置4中的填料采用不锈钢丝网填料或多孔波纹板填料。强化微电解还原Fent on法氧化处理废水的方法，步骤如下:
1、用酸性化合物将微电解槽内的硝基苯类废水的PH值调节至2 3，酸性化合物可采用稀硫酸或稀盐酸；
2、废水在微电解槽13中进行充分的微电解还原预处理，微电解槽内的搅拌装置的搅拌作用可使固液充分接触，加速原电池反应；在此过程中废水中的部分污染物被去除，部分污染物得到转化，废水的可生化性提高。上述微电解所采用的原电池材料为还原性铁粉与活性炭，搅拌装置为电动搅拌器，转速为20(T800rpm。3、双氧水经液体流量计I调节流量被液泵I送入双氧水进液管，微电解出水经液体流量计II调节流量被液泵II送入废水进液管，然后双氧水与微电解出水分别从喷嘴高速喷射而出。形成相向撞击，撞击初速约为l 20m/s,撞击作用将两水相形成了以喷嘴为中心的空间液雾混合，撞击形成的空间双伞型液雾同时进入以30(T3000rpm的转速旋转的不锈钢填料，不锈钢填料的巨大剪切作用，使得双氧水与微电解出水进一步得到精度混合，双氧水在Fe2+的催化作用下产生氧化性更强的.0Η，对废水进一步的氧化降解，降解后的废水由液体出口进入微电解槽进行循环处理，直到达标外排。本发明所述的工艺方法中，活性炭的作用如下:
活性炭对废水中的污染物具有一定的吸附作用，可作为预处理的手段之一，吸附饱和后的活性炭可充当原电池反应的惰性电极。本发明所述的工艺方法中，微电解还原反应的作用如下:
1.电化学作用
铁碳微电解基于原电池作用，金属阳极与阴极材料直接浸没在电解质废水中，发生电化学反应。利用电极产物对废水进行氧化还原处理。电极反应如下:
权利要求
1.一种强化微电解-Fenton氧化法处理废水的方法，其特征在于步骤如下:将废水在带有搅拌装置的微电解槽内充分的进行微电解还原反应，反应时间大于等于lOmin，还原反应后的废水在液液反应设备中与双氧水进行撞击，废水中的Fe2+与双氧水构成Fenton试齐U，废水中的有机污染物在微电解-Fenton试剂的协同作用下得到降解，废水在微电解槽与液液反应设备中循环处理，达到可生化性进入生化系统，所述的液-液反应设备为撞击流-旋转填料床装置。
2.根据权利要求1所述的一种强化微电解-Fenton氧化法处理废水的方法，其特征在于微电解槽内的废水采用酸性化合物调节PH值为2 3。
3.根据权利要求1所述的一种强化微电解-Fenton氧化法处理废水的方法，其特征在于废水在撞击流-旋转填料床装置中的与双氧水的体积流量比为5: f 10:1，双氧水和废水两股流体进行相向撞击的撞击初速0.5-10m/s，Fenton试剂中H2O2的浓度为0.01 0.05mol/L。
4.一种实现如权 利要求1或2或3所述的一种强化微电解-Fenton氧化法处理废水的方法的装置，其特征在于其包括撞击流-旋转填料床装置(4)，撞击流旋转填料床装置(4)顶部设有两个进液管，包括进液管I (4.7)和进液管II (4.8)，每个进液管的液体出口分别设有喷嘴，两个喷嘴同轴且液体出口相对设置，撞击流-旋转填料床装置(4)底部设有出液口，进液管I (4.7 )和进液管II (4.8 )分别连接双氧水储槽(I)和微电解槽(6 )，出液口连接微电解槽(6);所述的微电解槽(6)内设置原电池，以废水作为电解质溶液构成原电池反应，微电解槽(6)内设有搅拌装置，底部设置过滤装置，所述的撞击流-旋转填料床装置(4)的转速为 30(T3000rpm。
5.根据权利要求4所述的一种强化微电解-Fenton氧化法处理废水的装置，其特征在于两个进液管的间距为撞击流-旋转填料床内径的1/2-1/3。
6.根据权利要求4或5所述的一种强化微电解-Fenton氧化法处理废水的装置，其特征在于微电解槽(6)内构成原电池的电极材料为铁屑与炭屑，搅拌装置为电动搅拌器(5)。
7.根据权利要求6所述的一种强化微电解-Fenton氧化法处理废水的装置，其特征在于所用铁屑与炭屑为还原性铁粉与活性炭；质量比为0.5:广3:1，铁粉在废水中的质量为10 30g/L，电动搅拌器(5)的转速为20(T800rpm。
8.根据权利要求7所述的一种强化微电解-Fenton氧化法处理废水的装置，其特征在于撞击流-旋转填料床装置(4)中的填料采用不锈钢丝网填料或多孔波纹板填料。
全文摘要
本发明属于工业生产废水的处理的技术领域，具体涉及一种强化微电解-Fenton氧化法处理废水的方法与装置，解决了现有方法处理工业废水存在的不足。所述方法，步骤如下将废水进行微电解还原反应，然后在液液反应设备中与双氧水进行撞击，废水中的Fe2+与双氧水构成Fenton试剂，废水中的有机污染物在微电解-Fenton试剂的协同作用下得到降解。所述装置包括撞击流-旋转填料床装置，撞击流-旋转填料床装置的进液管Ⅰ和进液管Ⅱ分别连接双氧水储槽和微电解槽，出液口连接微电解槽。本发明的有益效果工艺流程简单，操作方便，把三种技术耦合，最大程度的发挥各种技术的优点，达到以废治废的目的，最大限度的减少了处理成本。
文档编号C02F9/06GK103145275SQ20131008334
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月15日 优先权日2013年3月15日
发明者刘有智, 焦纬洲, 祁贵生, 袁志国, 高璟, 栗秀萍, 申红艳, 张巧玲, 刘文丽 申请人:中北大学