[发明专利]一种中性复合床芬顿反应器及其污水处理方法

说明书

技术领域

本发明属于工业污水深度处理领域，更具体地说，涉及一种高级氧化污水处理设备及其污水处理方法。

背景技术

造纸、印染、农药、发酵等重污染行业的毒害有机污染物，具有难降解、毒性大、残留时间长、深度处理与回用技术难度大等特点，缺乏成熟、有效而且经济的技术方法。通常的废水深度处理与回用技术除生态的方法中，氧化技术能有效降低有机工业废水的COD，而氧化技术中的Fenton试剂几乎可以氧化传统技术无法去除的所有难降解有机物，如多氯联苯、五氯酚、酚、三氯乙烯、偶氮染料、硝基酚、氯苯、芳香胺、三氯甲烷、甲基对硫磷、表面活性剂等。《Physical and oxidation removal of organics during Fenton treatment of matrue municipal landfill leachate.》(J.Hazard.Mater.,2007,146,334-340.,Yang Deng),Yang等利用Fenton试剂处理COD为1100-1300mg/L的垃圾渗滤液，在渗滤液初始pH3.0，H₂O₂与Fe²⁺摩尔比为3，H₂O₂投量为240mmol/L条件下，COD去除率达到61％。

均相芬顿系统有两个先天缺陷限制了其推广应用：一是该系统必须在较低的pH值(pH＝3)下才能有效运行，大多数处理对象需要反复调解pH值才能满足处理、排放的要求；二是由于大量铁离子的存在，导致反应结束后，导致大量铁泥沉积，提高了处理成本并引发二次污染问题，而非均相芬顿体系可以解决上述问题。

《均相和非均相Fenton型催化剂催化氧化含酚废水》([J].华南理工大学学报(自然科学版),2003,31(5),52-54.何莼,徐科峰,奚红霞等.)，何莼等分别以活性炭和人造沸石为载体，制备了Fe/活性炭和Fe/人造沸石两种非均相催化剂，对含酚废水进行了降解研究，并将实验结果与均相Fenton体系进行了对比，结果表明非均相催化剂比均相催化剂具有更高的活性，两种催化剂对苯酚的降解效率比均相反应体系分别提高了12％和18％。非均相Fenton反应保留了均相Fenton反应氧化范围广、反应速度快的优点，同时拓宽了对溶液pH值的要求，扩大了可处理废水的范围，又避免了铁离子可能造成的二次污染。但非均相芬顿过程仍需解决如何进一步减少铁盐的加入，减少污泥的产生，以及催化剂与反应液的接触问题，提高催化氧化的效率，提升出水水质。《Effect of operating parameters on the decolorization and oxidation of textile wastewater by the fluidized-bed Fenton process.》(Sep.Purif.Technol.,2011,83,100-105.Su C.C.,Massakul P.A.,Chavalit R.,Lu M.C.)Su等以Fenton-流化床法处理某纺织废水，考察了pH、H₂O₂投加浓度、Fe²⁺浓度对脱色及氧化性能的影响。研究结果表明，在pH＝3，[COD]:[Fe²⁺]:[H₂O₂]＝1:0.95:3.17时，Fenton-流化床法色度去除率达到92％，氧化率为49％。继续加入H₂O₂，氧化率最高可达87％；但Fenton-流化床催化剂易随出水流失。

传统芬顿反应器虽然在一定程度上拓宽了反应环境对pH的要求，仍需投加大量酸碱试剂，而芬顿流化床的运行形式对能耗需求较大，并且由于流化态中的大量相互摩擦，催化剂表面金属离子容易溶解于污水中随出水水流流失，部分无机载体催化剂如石英砂负载铁氧化物催化剂存在活性寿命低、制备困难等难题。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的芬顿反应器能耗大、酸碱药剂需求量大、催化剂催化效率低和出水水质不稳定的问题，本发明提供了一种中性复合床芬顿反应器及其污水处理方法，它可以减少芬顿反应器能耗、节约酸碱药剂需求量，同时提高催化剂使用效率并减少铁泥沉淀。

2.技术方案

一种中性复合床芬顿反应器，包括反应器，所述的反应器内部从下至上依次为：进水区、固体酸反应区、管式陶瓷膜和产水区；