電鍍廢水處理制藥污水處理--芬頓催化氧化技術(shù)在處理處理高難度廢水中的應(yīng)用
 

氧化催化流程及示意圖
 

　　催化氧化塔催化氧化是目前處理高濃度、難降解有機(jī)廢水的**技術(shù)，該技術(shù)的特點(diǎn)是氧化劑在研制的高氧化活性及高穩(wěn)定催化劑的作用下，達(dá)到多相催化氧化的目的，有效的降解廢水中的難降解污染物質(zhì)。反應(yīng)無(wú)須在高溫、高壓下進(jìn)行，在通常條件下即可達(dá)到反應(yīng)要求，獲得很高的氧化處理效率。在反應(yīng)器中，廢水中的污染物和氧化劑分子擴(kuò)散到催化劑表面的活性中心，然后污染物和氧化劑分子在催化劑表面上發(fā)生催化氧化反應(yīng)。氧化反應(yīng)后原來(lái)較難處理脂肪烴、多環(huán)芳烴、多環(huán)芳香化合物等降解為易于生化的小分子化合物，COD去除效果明顯，色度可顯著降低，B/C大大提高，可再附以常規(guī)的物化或生物處理手段。
 

　　芬頓(Fenton)法作為廢水處理技術(shù)，利用Fe2+和H2O2之間的鏈反應(yīng)催化生成具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基(·OH)，可氧化各種有毒和難降解的有機(jī)化合物，針對(duì)高濃度難生物降解廢水處理，可作為生物前處理以改善水質(zhì)，提升廢水的可生化性，為后續(xù)的深度處理創(chuàng)造有利條件。特別適用于生物難降解或一般化學(xué)氧化難以奏效的有機(jī)廢水如垃圾滲濾液的深度處理。
 

　　芬頓流化床反應(yīng)器，又稱(chēng)為芬頓氧化塔、芬頓反應(yīng)塔，是進(jìn)行芬頓反應(yīng)對(duì)廢水進(jìn)行氧化的必要設(shè)備。我司在傳統(tǒng)芬頓反應(yīng)塔的基礎(chǔ)上，研發(fā)了具有技術(shù)的芬頓流化床反應(yīng)器，本設(shè)備利用流體化床方式使芬頓法所產(chǎn)生的Fe3+大部分以結(jié)晶或沉淀附著在流化床芬頓載體表面，可大幅減少傳統(tǒng)芬頓法的加藥量產(chǎn)生的化學(xué)污泥量(H2O2加入量減少10%～20%，F(xiàn)e2+加入量減少50%～70%，污泥量減少40%～50%)，同時(shí)在載體表面形成的鐵氧化物具有異相催化效果，而流化床技術(shù)也促進(jìn)了化學(xué)氧化反應(yīng)速率及傳質(zhì)效應(yīng)，使COD的去除率有效提升10%～20%，處理運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省30%～50%。
 

　　過(guò)氧化氫催化氧化
 

　　催化氧化法的種類(lèi)很多，zui常用的是過(guò)氧化氫氧化法。
 

　　過(guò)氧化氫在氧化消毒試劑中具有特殊的地位，因?yàn)樗藦?qiáng)的氧化作用外也具有還原性，而且在水溶液中形成過(guò)氧羥基可是許多污染物迅速水解。過(guò)氧化氫可用于有毒廢棄物的氧化破壞、廢水的消毒、除味，可以滿意地解決許多廢液?jiǎn)栴}。H2O2的特點(diǎn)是在較寬的pH值范圍內(nèi)具有高的反應(yīng)活性，不產(chǎn)生有毒的反應(yīng)產(chǎn)物，另外它比其它氧化劑穩(wěn)定的多。
 

　　過(guò)氧化氫與亞鐵離子結(jié)合形成的Fenton試劑，具有*的氧化能力，對(duì)于許多種類(lèi)的有機(jī)物都是一種有效的氧化劑。開(kāi)發(fā)Fenton試劑在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外已進(jìn)行了廣泛的研究。Fenton試劑特別適用于生物難降解或一般化學(xué)氧化難以奏效的有機(jī)廢水的氧化處理。
 

　　Fenton試劑之所以具有非常強(qiáng)的氧化能力，是由于過(guò)氧化氫在催化劑鐵等存在時(shí)，能生成氫氧自由基(·OH)。氫氧自由基比其他一些常用的氧化劑具有更高的氧化電極電位，因此·OH是一種很強(qiáng)的氧化劑，另外氫氧自由基具有很高的電負(fù)性或親電子性，其電子親和能力為569.3kJ，容易進(jìn)攻高電子云密度點(diǎn)，這就決定了·OH的進(jìn)攻具有一定的選擇性。
 

　　催化臭氧化
 

　　催化臭氧化技術(shù)是近年發(fā)展起來(lái)的一種新型的在常溫常壓下將那些難以用臭氧單獨(dú)氧化或降解的有機(jī)物氧化的方法，同其他氧化技術(shù)(如O3/H2O2、UV/O3、UV/H2O2、UV/H2O2/O3、TiO2/UV和CWAO等)一樣，也是利用反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的大量強(qiáng)氧化性自由基(羥基自由基)來(lái)氧化分解水中的有機(jī)物從而達(dá)到水質(zhì)凈化。羥基自由基非?；顫?，與大多數(shù)有機(jī)物反應(yīng)時(shí)速率常數(shù)通常為106～109M-1
 

　　可作為催化劑的有：銅系列催化劑、三氧化二鋁基催化劑、銳鈦礦和綠坡縷石基催化劑、金屬釕負(fù)載在二氧化鈰(200m2/g)上作催化劑、過(guò)渡金屬
 

　　催化臭氧化對(duì)水中有機(jī)物去除率較單獨(dú)吸附和單獨(dú)臭氧化之和還要高，而且消耗的臭氧量也大為減少；氯化消毒處理時(shí)，催化臭氧化比同樣條件下單獨(dú)臭氧化或臭氧過(guò)氧化氫氧化所需的氯量減少；此外即使在氯化消毒工藝加同樣的氯量，催化臭氧化作為氯化預(yù)處理工藝所產(chǎn)生的三鹵甲烷量較預(yù)臭氧化和預(yù)氯化工藝所形成的三鹵甲烷量少。
 

　　設(shè)計(jì)原則:
 

　　本設(shè)計(jì)遵循如下原則進(jìn)行工藝路線的選擇及工藝參數(shù)的確定：
 

　　(1) 采用成熟、合理、*的處理工藝。
 

　　(2) 廢水處理具有適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)，各工藝參數(shù)的選擇略有富余。
 

　　(3) 在滿足工藝要求的條件下，盡量減少建設(shè)投資，降低運(yùn)行費(fèi)用。
 

　　(4) 處理設(shè)施具有較高的運(yùn)行效率，以較為穩(wěn)定可靠的處理手段完成工藝要求。
 

　　(5) 處理設(shè)施應(yīng)有利于調(diào)節(jié)、控制、運(yùn)行操作。
 

　　(6) 在設(shè)計(jì)中采用耐腐蝕設(shè)備及材料，以延長(zhǎng)設(shè)施的使用壽命。
 

　　(7) 總圖設(shè)計(jì)應(yīng)考慮符合環(huán)境保護(hù)要求；
 

　　(8) 工程豎向設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合周邊實(shí)際情況提出雨水排放方式及流向；
 

　　(9)管線設(shè)計(jì)應(yīng)包括各專(zhuān)業(yè)所有管線，并滿足工藝的要求；
 

　　(10)所有設(shè)計(jì)應(yīng)滿足國(guó)家相關(guān)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)；
 

　　(11)所有設(shè)備的供應(yīng)安裝應(yīng)滿足國(guó)家相關(guān)專(zhuān)業(yè)施工及安裝技術(shù)規(guī)范；
 

　　(12)所有工程及設(shè)備安裝的驗(yàn)收及資料應(yīng)滿足國(guó)家相關(guān)專(zhuān)業(yè)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)
 

溶氣氣浮機(jī)
 

　　溶氣氣浮機(jī)
 

　　利用水在不同壓力下溶解度不同的特性，在加壓或者負(fù)壓條件下使水中產(chǎn)生微氣泡，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的引氣設(shè)備向水中引氣的氣浮工藝。溶氣氣浮主要用于污水處理系統(tǒng)，對(duì)除藻有奇效，是污水處理系統(tǒng)中一個(gè)新的突破。溶氣氣浮工作原理是：由空氣壓縮機(jī)送到空氣罐中的空氣通過(guò)射流裝置被帶入溶氣罐，在0.35Mpa壓力下被強(qiáng)制溶解在水中，形成溶氣水，送到氣浮槽中。在突然釋放的情況下，溶解在水中的空氣析出，形成大量的微氣泡群，同泵送過(guò)來(lái)的并經(jīng)加藥后正在絮凝的污水中的懸浮物充分接觸，并在緩慢上升過(guò)程中吸附在絮集好的懸浮物中，使其密度下降而浮至水面，達(dá)到去除SS和CODcr的目的。
 

　　平流式溶氣氣浮機(jī)是污水處理行業(yè)常用的一種固液分離設(shè)備，能夠有效的去除污水中的懸浮物、油脂、膠類(lèi)物質(zhì)，是污水前期處理的主要設(shè)備。溶氣氣浮技術(shù)近年來(lái)廣泛應(yīng)用于給排水及廢水處理中，它可以有效地去除廢水中難以沉淀的輕浮絮體。
 

渦凹?xì)飧C(jī)沉淀一體機(jī)
 

　　渦凹?xì)飧C(jī)是一項(xiàng)優(yōu)良的污水處理技術(shù)，設(shè)計(jì)合理，操作方便、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)，它由空氣產(chǎn)生氣泡,直接從廢水中除去固體懸浮物、油脂、膠狀物等雜質(zhì)。渦凹曝氣機(jī)將“微氣泡”直接注入污水中而不需要事*行溶氣，然后通過(guò)散氣葉輪把“微氣泡”均勻的分布于污水中，所以整個(gè)運(yùn)行過(guò)程不會(huì)發(fā)生阻塞現(xiàn)象。渦凹?xì)飧C(jī)主要由箱體、曝氣機(jī)、刮泥系統(tǒng)等組成，不需要壓力溶氣、空壓機(jī)和循環(huán)泵等設(shè)備。
 

　　未經(jīng)處理的污水首*入曝氣區(qū)，與微氣泡充分混合，微氣泡在上升的過(guò)程中將固體懸浮物帶到水面，刮泥機(jī)沿液面運(yùn)行將懸浮物刮到傾斜的金屬板上，再將其推入污泥排放管槽，通過(guò)污泥排放管槽流入污泥收集器,刮泥機(jī)動(dòng)力只有0.5KW。污水凈化后在排放前會(huì)經(jīng)過(guò)斜板下方的溢流槽，溢流槽用來(lái)控制氣浮槽的水位，確保槽中的液體不會(huì)流入污泥排放管道，開(kāi)放的咽流管道從曝氣段沿著氣浮槽的底部伸展。在產(chǎn)生微氣泡的同時(shí)，渦凹曝氣機(jī)會(huì)在有回流管的池底形成一個(gè)負(fù)壓區(qū)，這種負(fù)壓作用會(huì)使廢水從池子的底部回流到曝氣區(qū)，然后又返回氣浮段。這個(gè)過(guò)程 確保沒(méi)有進(jìn)流量的情況下，氣浮仍不斷進(jìn)行。本設(shè)備的處理量為5-500m/每小時(shí)，處理費(fèi)用為0.3元/噸廢水左右。
 

　　廢水處理系統(tǒng)工藝描述
 

　　Fenton氧化塔
 

　　采用Fenton系統(tǒng)對(duì)廢水進(jìn)行深度氧化處理，該技術(shù)的主要原理是外加的H2O2氧化劑與Fe2+催化劑，即所謂的Fenton藥劑, 兩者在適當(dāng)?shù)膒H下會(huì)反應(yīng)產(chǎn)生氫氧自由基(OH·)，而氫氧自由基的高氧化能力與廢水中的有機(jī)物反應(yīng)，可分解氧化有機(jī)物，進(jìn)而降低廢水中生物難分解的COD。Fenton氧化塔出水自流至中和池。
 

　　中和池
 

　　在該池中投加液堿將廢水中和至中性，使廢水的出水pH達(dá)標(biāo)。該池通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)攪拌，以使中和反應(yīng)充分進(jìn)行。中和池中廢水自流入脫氣池。
 

　　脫氣池
 

　　中和池中廢水自流入脫氣池，該池通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)攪拌，廢水在脫氣池中脫除廢水中的少量氣體，廢水經(jīng)脫氣后自流至混凝反應(yīng)池中。
 

　　混凝反應(yīng)池
 

　　在該池中投加絮凝劑PAM，并通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)攪拌使混凝反應(yīng)充分進(jìn)行，以使鐵泥在終沉池中取得良好的沉淀效果。混凝反應(yīng)池中廢水自流至終沉池中。
 

　　終沉池
 

　　該池設(shè)計(jì)為平流式，由于Fe3+本身就是非常好的混凝劑，所以在這個(gè)過(guò)程中除了將Fe(OH)3分離去除外，同時(shí)對(duì)色度、SS及膠體也具有非常好的去除功能。終沉池出水可達(dá)標(biāo)排放。
 

　　化學(xué)品投加系統(tǒng)
 

　　污水處理的工藝流程中需要投加化學(xué)品主要是Fenton試劑、用于調(diào)節(jié)PH值的液堿和用于混凝反應(yīng)的絮凝劑PAM。
 

　　A  Fenton試劑
 

　　Fenton試劑為雙氧水和硫酸亞鐵。
 

　　雙氧水投加濃度為27.5%，直接購(gòu)買(mǎi)該濃度產(chǎn)品；設(shè)置雙氧水加藥系統(tǒng)一套，包括儲(chǔ)罐1個(gè)、投加泵2個(gè)。
 

　　硫酸亞鐵投加濃度為5%，直接購(gòu)買(mǎi)該濃度產(chǎn)品；設(shè)置硫酸亞鐵加藥系統(tǒng)一套，包括儲(chǔ)罐2個(gè)、投加泵2個(gè)。
 

　　B  液堿
 

　　液堿投加濃度為30%，直接購(gòu)買(mǎi)該濃度產(chǎn)品；設(shè)置液堿加藥系統(tǒng)一套，包括儲(chǔ)罐1個(gè)、投加泵2個(gè)。
 

　　污泥處理系統(tǒng)
 

　　終沉池沉淀的鐵泥送至原有的污泥處理系統(tǒng)，經(jīng)濃縮后送至帶式壓濾機(jī)，壓濾脫水后泥餅(干度20%)外運(yùn)處理。
 

　　配備動(dòng)力一覽表
 

　　序
 

　　號(hào)
 

　　設(shè)備
 

　　單
 

　　位
 

　　數(shù)量
 

　　單機(jī)功率（KW）
 

　　裝機(jī)功率（KW）
 

　　運(yùn)行功率（KW）
 

　　運(yùn)行時(shí)間（h）
 

　　耗電量
 

　　（KWH/D）
 

　　工作
 

　　備用
 

　　1
 

　　Fenton氧化塔供料泵
 

　　臺(tái)
 

　　1
 

　　1
 

　　2.2
 

　　4.4
 

　　2.2
 

　　24
 

　　52.8
 

　　2
 

　　循環(huán)泵
 

　　臺(tái)
 

　　2
 

　　2
 

　　3
 

　　12
 

　　6
 

　　24
 

　　144
 

　　3
 

　　雙氧水加藥泵
 

　　臺(tái)
 

　　1
 

　　1
 

　　0.18
 

　　0.36
 

　　0.18
 

　　24
 

　　4.32
 

　　4
 

　　硫酸亞鐵加藥泵
 

　　臺(tái)
 

　　1
 

　　1
 

　　0.75
 

　　1.5
 

　　0.75
 

　　24
 

　　18
 

　　5
 

　　液堿加藥泵
 

　　臺(tái)
 

　　1
 

　　1
 

　　0.18
 

　　0.36
 

　　0.18
 

　　24
 

　　4.32
 

　　6
 

　　PAM加藥泵
 

　　臺(tái)
 

　　1
 

　　1
 

　　0.18
 

　　0.36
 

　　0.18
 

　　24
 

　　4.32
 

　　18.98
 

　　9.49
 

　　227.76
 

　　化學(xué)品消耗
 

　　Fenton試劑消耗
 

　　Fenton試劑為雙氧水和硫酸亞鐵。雙氧水(27.5%)噸水耗量約為5.24 kg，硫酸亞鐵噸水耗量約為5.20kg。
 

　　PAM的消耗
 

　　在混凝反應(yīng)池前添加PAM。PAM總消耗量預(yù)計(jì)噸水約為0.002kg。
 

　　堿的消耗
 

　　Fenton氧化塔出水偏酸性，需要用堿將pH值調(diào)至中性，堿的消耗要待實(shí)際運(yùn)行后，才能有確切的數(shù)據(jù)。
 

　　設(shè)備一覽表
 

　　序號(hào)
 

　　項(xiàng)目名稱(chēng)
 

　　規(guī)格或型號(hào)
 

　　單位
 

　　數(shù)量
 

　　材質(zhì)
 

　　備注
 

　　1
 

　　Fenton供料泵
 

　　Q=12.5m3 / h, H=12，功率2.2kw
 

　　臺(tái)
 

　　2
 

　　離心泵
 

　　2
 

　　Fenton氧化塔
 

　　Ф1.5×7m
 

　　套
 

　　1
 

　　不銹鋼316
 

　　3
 

　　Fenton循環(huán)泵
 

　　Q=50m3 / h, H=12，功率3kw
 

　　臺(tái)
 

　　4
 

　　離心泵
 

　　5
 

　　中和脫氣池
 

　　2×1.5×3.5
 

　　座
 

　　1
 

　　不銹鋼304
 

　　6
 

　　混凝反應(yīng)池
 

　　1.5×1.0×3.5
 

　　座
 

　　1
 

　　不銹鋼304
 

　　7
 

　　終沉池
 

　　3.5×3.5×3.5
 

　　座
 

　　1
 

　　不銹鋼304
 

　　8
 

　　終沉池斜板
 

　　11m3
 

　　套
 

　　1
 

　　9
 

　　污泥泵
 

　　Q=10m3/h, H=10m
 

　　臺(tái)
 

　　1
 

　　離心泵
 

　　10
 

　　雙氧水溶解池
 

　　1.0×1.0×1.5
 

　　座
 

　　1
 

　　不銹鋼304
 

　　11
 

　　液堿溶解池
 

　　1.0×1.0×1.5
 

　　座
 

　　1
 

　　不銹鋼304
 

　　12
 

　　硫酸亞鐵溶解池
 

　　2.0×2.0×1.5
 

　　座
 

　　2
 

　　不銹鋼304
 

　　13
 

　　雙氧水加藥泵
 

　　Q=1.5-90L/h，P=0.5MPa，功率0.18kw
 

　　臺(tái)
 

　　2
 

　　計(jì)量泵
 

　　14
 

　　液堿加藥泵
 

　　Q=1.5-90L/h，P=0.5MPa，功率0.18kw
 

　　臺(tái)
 

　　2
 

　　計(jì)量泵
 

　　15
 

　　硫酸亞鐵加藥泵
 

　　Q=1.5-900L/h，P=0.5MPa，功率0.75kw
 

　　臺(tái)
 

　　2
 

　　計(jì)量泵
 

　　16
 

　　PAM加藥泵
 

　　Q=1.5-90L/h，P=0.5MPa，功率0.18kw
 

　　臺(tái)
 

　　2
 

　　計(jì)量泵
 

　　17
 

　　管道閥門(mén)
 

　　批
 

　　1
 

　　18
 

　　電氣儀表
 

　　批
 

　　1
 

　　基于芬頓催化氧化方案在電鍍、制藥等高難度污水處理有很好的效果，出水水質(zhì)達(dá)到或超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。