[发明专利]一种针对高盐难降解废水的高效异相类芬顿反应器与应用

说明书

本发明涉及一种针对高盐难降解废水的高效异相类芬顿反应器及其高盐难降解废水处理方法。所述反应器包括：滤床，进水系统，氧化剂投加系统，曝气系统，非均相芬顿固体催化剂颗粒填料，温控系统。本发明对难降解废水的深度处理有着显著优势，尤其是对于高氯条件下难降解废水的处理，废水在非均相固体催化剂颗粒表面以及溶液中发生芬顿及类芬顿反应，高效持续产生羟基自由基从而对废水中难降解有机物进行去除。本滤床反应器及处理方法具有处理效果好，减少药剂投加，运行成本低，氯离子影响小，管理方便等优势，应用前景广泛。

技术领域

本发明涉及一种高效异相类芬顿反应器及其高盐难降解废水处理方法，尤其涉及应用在高氯离子浓度下难降解工业废水的深度净化处理方法。

背景技术

目前，不可避免的是排出废弃产物的越来越多，种类庞杂、总体量巨大的工业废水的排放为我们所处环境带来了难以承受的负荷。如不加以控制，有毒有害物质从排放水中会通过各种地球循环漫布于各处，无论是土壤、地下水、动植物体内或是空气中、江河湖海中，都无法避及，这对环境的保护提出了严峻的挑战。

对于各式各样的工业废水，其水质特点于生活污水有着很大的差异，各种有毒成分纷杂、盐度高、难以生物降解等特点使得传统的污水处理工艺黯然失色，在工业废水处理中难以直接取得满意的效果。为此，工业废水的处理必须采用其他处理效果更好的方法。

工业废水中不仅含有COD、氨氮、磷等常规指标部分，往往还含有重金属、油脂、高盐溶液、难降解有机物等等。工业废水处理工艺包括物理法、化学法和生化法及其组合的方法。但这些方法用于处理工业废水中的高盐以及高浓度母液时却无法达到排放标准。这些高盐以及高浓度或生物浓度母液往往具有毒性特征污染物(如氮杂环类、苯环类、稠环类、胺类化合物及衍生物等等)，大多数具有化学结构稳定、疏水性强、生物毒性强的特点，在传统废水处理工艺中难以进行有效降解。以高盐废水为例，如果处理不当便排入水体中，会造成以下危害：(1)影响农作物和植被的生长。水体中过高的含盐量会造成土壤板结，改变土壤的酸碱性，使耕地的性质发生变化，影响农作物和植被的正常生长。(2)污染地表水和地下水。高含盐废水排入自然水体中，导致水体酸化，部分高盐废水还具有高浓度有毒难降解物质，从而引发水生生物死亡，降低水体自净能力，使水质状况越来越恶化。(3)影响微生物正常繁殖生长。无机盐浓度过高使得微生物的细胞渗透压升高，细胞原生质分离，破坏微生物酶结构，降低代谢酶的生物活性，从而抑制微生物的酶促作用，影响其正常生长。(4)危害人类身体健康。高含盐废水排入地下水和地表水后，若周边居民将其作为生活用水，大量的盐分进入体内，破坏人体原有的细胞代谢平衡，严重影响人类身体机能和健康。同时，高盐废水中含有大量难降解有毒有害物质，随食物链进入人体，也会造成人类疾病甚至死亡。因此研究对于高盐以及高浓度母液的有效处理是非常必要的。

目前对于这些难降解废水可采用高级氧化技术进行处理，包括但不限于(类)Fenton氧化法、臭氧高级氧化法、电化学氧化法、超声高级氧化法、湿式氧化法、光催化氧化法等。

其中均相芬顿通过过氧化氢与二价铁溶液反应，产生大量的羟基自由基，利用羟基自由基的强氧化性对废水中难降解物质进行处理，其操作简单，反应速度快，而且反应终止时产生的氢氧化铁复合物还具有良好的絮凝作用，但是在面对复杂的实际废水时往往无法取得较好的实际处理效果。其对于pH要求严格，要求反应时pH在3左右，这就需要投加大量的酸碱药剂，增加了药剂成本，并且反应后产出的三价铁离子会在pH调节至中性过程产生大量铁泥，铁泥属于危废，大量铁泥的生成增加了处理的费用，均相芬顿由于氧化剂与催化剂均溶解于溶液中，催化剂无法进行回收重复利用，造成了催化剂的浪费。均相芬顿反应虽然有着种种弊端，但其操作方便且对某些废水具有良好的去除效果而目前得到了广泛的应用。