[发明专利]一种由钙和有机酸类络合物介导的促进芬顿氧化的控制方法

说明书

本发明公开了一种由钙和有机酸类络合物介导的促进芬顿氧化的控制方法，属于废水处理领域。其处理步骤如下：调节废水pH值至2～5，加入Fe²⁺和过氧化氢，在废水中引入Ca²⁺和有机酸类络合物进行芬顿反应，所述有机酸类络合物包括黄腐酸和柠檬酸，本发明通过在芬顿处理体系中引入钙离子和有机酸类络合物，大大突破芬顿反应的速度控制步骤，促进了芬顿氧化效率，而且根据废水中有机物浓度和过氧化氢浓度精准控制引入Ca²⁺的浓度，并根据Fe²⁺和Ca²⁺的浓度计算废水中有机酸类络合物的浓度，进而确定有机酸类络合物的投加量，在最大化提高芬顿反应效率的同时有效节约药剂。

技术领域

本发明属于废水处理领域，涉及一种促进芬顿氧化效果的废水处理控制方法，具体涉及一种由钙和有机酸类络合物介导的促进芬顿氧化的控制方法。

背景技术

目前，大部分行业(如制药、化工、石化、电镀、农药等)排放的废水中会含有有机物，现行的排放标准中也明确了废水中COD的排放限值。因此在废水排放前需要将废水中的有机物去除。废水中有机物的高级氧化是现有企业常用的处理方法，主要包括芬顿氧化、臭氧氧化、微电解等技术，其中芬顿氧化因其在反应过程产生大量的羟基自由基(·OH)，能氧化废水中的绝大多数有机物，因此在工程中应用比较广泛。

芬顿氧化主要是利用过氧化氢和亚铁离子反应，生成大量的·OH，从而实现有机物的去除。利用芬顿工艺处理废水中的有机物已是十分成熟的工艺，其氧化比较彻底，反应时间相对较短，且工艺的基建投资比较少，操作简单。因此，芬顿工艺在近年来的工业废水处理中被广泛的应用，取得了良好的效果。

然而，现有的芬顿氧化处理装置中主要存在的问题就是反应效率较低，由反应效率低引发了一系列问题，主要有如下几点：

(1)芬顿药剂的投加量增加。芬顿药剂主要为过氧化氢和亚铁药剂，由于反应中Fe²⁺向Fe³⁺的转化，造成反应效率降低。因此，为了提高氧化效果需要增加药剂的投加量，尤其是亚铁药剂需要增加，导致芬顿氧化的处理成本大幅度增加。

(2)产生的固体废弃物显著增加。芬顿反应一般是在酸性条件下进行的，反应完全后需要调节废水pH至中性，将废水中的Fe²⁺和Fe³⁺沉淀。氧化效率低导致药剂投加量加大，在调节pH的过程中会产生大量的铁泥沉淀，造成产生的固废大幅度提高。

(3)残留的过氧化氢会对下一阶段的处理造成影响。芬顿氧化作为高级氧化手段，一般有两方面的作用，一是作为预处理提高可生化性，另一方面做为深度处理直接降解COD，两种应用方式均会产生一定的残留过氧化氢，会影响后端处理工艺的处理效果或者检测数据，造成影响。

为了解决芬顿反应Fe²⁺投加量过高，和类芬顿反应速率低的缺陷问题，中国专利申请号201810776510.6，公开日期为2018年10月23日的申请案为了解决目前芬顿、类芬顿体反应水体pH值受限，芬顿反应Fe²⁺投加量过高，和类芬顿反应速率低的缺陷，公开了一种促进芬顿反应的水处理方法，该方法向1L待处理有机废水中加入3～5mg氯化铁、8～10g黄铁矿粉末和5～8g火山岩粉末，调节pH为3～5，在搅拌下滴入2～4μL质量浓度为30％的双氧水，搅拌5～10min，沉淀，有机物被降解，上清液可以排放，收集的沉淀物可以重复使用，该申请案的方法通过利用硫化铁有助于促进参与反应的Fe³⁺/Fe²⁺之间的循环，突破芬顿反应的速度控制步骤，使有机物降解速度大大加快。