[发明专利]一种Fenton氧化技术的智能化应用程序与最优化方法

说明书

本发明提供一种Fenton氧化技术的智能化应用程序与最优化方法，包括：数据输入单元，主要参数包括原水COD浓度，预期的COD去除率，H₂O₂:Fe²⁺摩尔比等；数据分析单元，主要参数包括：纯H₂O₂量/COD浓度的比值（K1）、纯H₂O₂的摩尔数、FeSO₄.7H₂O分子量、Fe²⁺投加量等；数据输出单元，主要参数包括：FeSO₄.7H₂O投加量，28%H₂O₂投加体积、纯H₂O₂投加量等。本发明可快速地预估处理效果和加药成本，在最短时间内得到最优的加药量和处理方案，对市场需求做出快速反应；同时通过添加适量的絮凝剂实现污泥的快速沉降，有利于避免因絮体过多过细难以沉降而造成的偏差。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种Fenton氧化技术的智能化应用程序与最优化方法。

背景技术

Fenton氧化技术是一种最常见的高级氧化技术，该技术通过亚铁催化H₂O₂产生HO·来实现有机物的降解或者直接矿化。在高效去除有机物的同时，实现药剂利用效率的最大化对于工艺运行成本的节约具有重要意义。三价铁体系反应是整个氧化反应的限速步骤，故氧化效率在很大程度上取决于三价铁体系反应。可以看出，H₂O₂和Fe²⁺可以反应生成自由基，另一方面又会与自由基反应降低有机物的去除效率，尤其是当反应体系中有机物浓度较低时。Cl^-不仅会与Fe³⁺发生络合反应，降低原本速度较慢的三价铁体系反应，同时会充当HO·的清除剂，从而严重影响Fenton氧化的效率。实践表明Fenton氧化能够有效地去除高盐废水中的有机物，药剂投加方式和反应条件的控制对Fenton氧化效果的影响很大。然而，实际的工程应用中，Fenton氧化技术往往存在反应时间过长（大于3h）,污泥产量过大等问题。

与本发明相近的发明专利编号是201711165784 .3，公开了一种“用于高浓度难降解农药废水的强化处理方法”，利用电Fenton-臭氧氧化联用技术，达到高效去除COD_cr和脱色的效果，可用于解决有机物含量高、色度大、难降解等水污染问题，该发明的有益效果是：提出的强化处理农药废水的方法，由于铁盐的加入，使电导率提高，导电性强，同时结合O₃曝气处理，可有效提高反应的传质效率，加快反应进程，减少电耗及H₂O₂的投加量，有利于提高COD_cr的去除率和脱色效果。该发明的不足之处是：电Fenton中的H₂O₂的投加量不确定，同时药剂量的筛选不仅过程繁杂而且耗时耗力，难以得到最优的药剂投加方案。

本发明提供了一种Fenton法的加药量筛选程序，在总结Fenton氧化技术工程应用特点的基础上，编制了H₂O₂和Fe²⁺投加量计算程序模块，当已知废水的COD含量时，可自动推导出最优化的药剂量和药剂成本；本发明还提供了一种快速沉降技术，解决了Fenton反应后絮体沉降时间过长或难以沉降的问题，通过选择合适的助凝剂可使Fenton后絮体快速沉淀下来,优化了Fenton技术。本发明经在多个工程项目中使用取得了良好的效果，既可以单独使用，也可以作为组合工艺的一部分使用。

发明内容

本发明为解决现有Fenton技术中药剂量筛选工作量大且效率低的问题，提供一种Fenton氧化技术的智能化应用程序与最优化方法。