[发明专利]上流式多相氧化塔处理难生化降解废水工艺

说明书

技术领域

本发明涉及处理工业废水的方法，具体是上流式多相氧化塔处理难生化降解废水的方法。

背景技术

工业生产过程中产生的一些有毒性或难生化降解的废水，单纯依靠常规的生化和物化处理很难达到排放要求，因此需要对生化出水做进一步深度处理。在众多深度处理技术中，利用芬顿试剂处理废水技术具有操作简单，反应物易得、费用便宜、无复杂设备且对环境友好等优点，已逐渐应用于制浆造纸、染料、防腐剂、显相剂、农药等废水处理工程中。

1894年法国科学家H.J.Fenton发现了Fe²⁺能通过H₂O₂有效地催化苹果酸的氧化反应，后来的研究表明二者的结合对许多种类的有机物都是一种有效的氧化剂。后人为纪念这位伟大的科学家，将Fe²⁺和H₂O₂组成的试剂命名为Fenton试剂，使用该试剂的反应称芬顿反应。随后芬顿试剂主要运用于酶反应和羟基自由基(·OH)对细胞影响的研究中。1964年，加拿大学者H.R.Eisenhaner将芬顿试剂成功地应用到废水处理上，他用Fe²⁺和H₂O₂氧化苯酚废水和烷基废水中的各种有机物。在近十几年的研究中芬顿试剂已成功运用于多种工业废水的处理，并日益受到国内外的关注。

芬顿试剂之所以具有很强的氧化能力，是因为其中含有Fe²⁺和H₂O₂，H₂O₂被亚铁离子催化分解生成羟基自由基(·OH)，并引发更多的其他自由基，其反应机理如下：

Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+OH^-+·OH

Fe³⁺+H₂O₂→Fe²⁺+HO₂·+H⁺

Fe²⁺+·OH→OH^-+Fe³⁺

RH+·OH→R·+H₂O

R·+Fe³⁺→R⁺+Fe²⁺

R⁺+O₂→ROO⁺→…→CO₂+H₂O

以上链反应产生的羟基自由基具有如下重要性质：

(1)羟基自由基(·OH)是一种很强的氧化剂，其氧化电极电位(E)为2.80V，在已知的氧化剂中仅次于F₂；

(2)具有较高的电负性或电子亲和能(569.3kJ)，容易进攻高电子云密度点，同时羟基自由基(·OH)的进攻具有一定的选择性；

(3)羟基自由基(·OH)还具有加成作用，当有碳碳双键存在时，除非被进攻的分子具有高度活泼的碳氢键，否则将发生加成反应。

芬顿试剂处理有机物的实质就是羟基自由基与有机物发生反应。

普通利用芬顿试剂处理废水药品用量大，并产生大量的化学污泥，处理成本较高，直至目前，克服芬顿试剂处理废水时存在的问题尚未见报道。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有利用芬顿试剂处理废水技术中存在的不足之处，提供一种能降低芬顿试剂药品用量、减少化学污泥的上流式多相氧化塔处理难生化降解废水的方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过如下技术方案实现：

一种上流式多相氧化塔处理难生化降解废水的方法，包括以下步骤和工艺条件：

1)将废水用泵通过进水管送入上流式多相氧化塔顶部的进水槽，由进水槽分配到2个循环水槽，在2个循环水槽中分别加入H₂O₂和FeSO₄·7H₂O，其中H₂O₂与Fe²⁺的摩尔比为5～20∶1，双氧水与待处理水中COD质量比为2～3∶1。废水、芬顿试剂、经处理后废水在循环槽进行混合后，通过循环水泵送至氧化塔底部旋转布水系统，废水呈旋流流态进入多相氧区内进行反应，废水在氧化塔内反应时间0.5～1h。