一種鐵循環及污泥零排放的芬頓氧化方法及其裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于廢水高級氧化處理及污泥資源化技術領域，特別涉及一種鐵循環及污泥零排放的芬頓氧化方法及其裝置。
【背景技術】
[0002]芬頓氧化工藝以其產生的羥基自由基氧化還原電位高，基本對難降解有機物無選擇性地氧化的獨特優勢，目前已開始應用于難降解工業廢水的預處理及深度處理。但芬頓氧化的主要問題在于反應前需將廢水PH調節至3.0?4.0，反應完畢進入混凝階段，需要將廢水PH用堿調節至7?8，由此產生大量鐵泥，不僅酸堿投加成本高，而且鐵泥產生量及處置成本高。
[0003]因此，設想如能將芬頓氧化反應中產生的混凝鐵泥中Fe3+氧化物還原為Fe2+Aet3,并將鐵泥中的有機物降解，最后將處理后的鐵泥回用至芬頓氧化處理工藝中，從而取代芬頓氧化工藝中的外源性投加的Fe2+;同時，實現芬頓鐵泥的全部回收利用和零排放;這一思路對于優化降低芬頓處理成本具有較大應用價值。

【發明內容】

[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種鐵循環及污泥零排放的芬頓氧化方法及其裝置，該方法實現芬頓氧化工藝污泥的零排放，并將芬頓中的鐵循環利用，在節省芬頓氧化工藝藥劑費、污泥處置費用方面有較大優勢，為降低芬頓氧化工藝運行費用及實現污泥零排放提供了經濟可行的技術方法。
[0005]本發明的一種鐵循環及污泥零排放的芬頓氧化方法，包括:
[0006](I)將工業廢水通過芬頓氧化反應器處理；其中，反應器初始運行時Fe2+、H202和酸；
[0007](2)將步驟(I)中處理產生的含鐵污泥加入到熱催化還原反應釜中，加入活性炭粉，將反應釜密閉，加溫至180?200 0C，攪拌反應3.0?4.0h，得到固液兩相混合物;其中，活性炭粉的加入量為50?100mg/L(L含鐵污泥)；
[0008](3)將步驟(2)中得到的混合物排出，加至芬頓氧化反應器進水口，并替代初始外源性投加的Fe2+，與工業廢水和酸、H2O2混合后進入反應器開始芬頓反應，反應產生的污泥循環步驟(2)和步驟(3)，實現污泥零排放并省去外源性持續投加的Fe2+。
[0009]所述步驟(I)中工業廢水為印染、化工或制藥行業的工業廢水，或者海上采油平臺廢水。
[0010]所述步驟(I)中芬頓氧化反應器芬頓氧化反應器包括芬頓氧化和絮凝沉淀兩個單元;芬頓氧化單元完成以.0H高級氧化為主的有機物的降解，在混凝沉淀單元完成鐵泥的固液分尚。
[0011]所述步驟(I)中的芬頓氧化反應器開始運行時投加外源性Fe2+，以后運行過程中所需的鐵來源于后續含鐵污泥熱催化還原產物。
[0012]所述步驟(2)中含鐵污泥體積與反應釜有效容積比為1/2?2/3。
[0013]所述步驟(2)中熱催化反應釜以不銹鋼材質制作，內壁防腐，配置加熱攪拌、溫控及測壓裝置，外壁設置隔熱措施;在熱催化還原反應釜中完成含鐵污泥的有機物降解及三價鐵的還原過程。
[0014]所述步驟(3)中加入的酸需將廢水pH調節至3?5，質量百分比為30%的H2O2和硫酸亞鐵加入量需根據廢水COD濃度而定。
[0015]本發明公開的一種鐵循環及污泥零排放的芬頓氧化裝置，包括芬頓氧化反應器和污泥處理裝置，其特征在于:所述的芬頓氧化反應器包括芬頓反應裝置，所述的芬頓反應裝置上端裝有芬頓反應池攪拌機，所述的芬頓反應裝置兩側分別設有廢水進水管和出水管，所述的芬頓反應裝置一側依次設有堿溶藥槽、助凝劑溶藥槽、硫酸亞鐵溶藥槽、H2O2溶藥槽和酸溶藥槽、另一側設有混凝沉淀一體池，所述的堿溶藥槽、助凝劑溶藥槽、硫酸亞鐵溶藥槽、H2O2溶藥槽和酸溶藥槽上端分別設有堿溶藥槽攪拌機、助凝劑溶藥槽攪拌機、硫酸亞鐵溶藥槽攪拌機、H2O2溶藥槽攪拌機、酸溶藥槽攪拌機和堿投藥栗、助凝劑投藥栗、硫酸亞鐵投藥栗、H2O2投藥栗、酸投藥栗，所述的堿溶藥槽和助凝劑溶藥槽分別通過堿投藥管和助凝劑投藥管與出水管連接，所述的硫酸亞鐵溶藥槽、H2O2溶藥槽和酸溶藥槽分別通過硫酸亞鐵投藥管、H2O2投藥管和酸投藥管與廢水進水管連接、且H2O2投藥管和酸投藥管與廢水進水管連接處下端設有進水調節閥，所述的混凝沉淀一體池一側上端設有混凝沉淀出水管、下端設有排泥管，所述的排泥管上設有排泥管調節閥，所述的混凝沉淀一體池另一側通過管式混合器與出水管連接，所述的管式混合器上下兩端分別設有管式混合器調節閥，所述的污泥處理裝置包括熱催化反應釜，所述的熱催化反應釜上端中間設有熱催化反應釜攪拌機、下端與濕式熱催化反應產物排放管連接，所述的濕式熱催化反應產物排放管上設有熱催化反應產物排放管調節閥，所述的熱催化反應釜攪拌機一側熱催化反應釜上端設有在線壓力計和壓力報警器、另一側設有在線溫度計和溫度報警器，所述的熱催化反應釜一側、下端設有檢修入孔，所述的熱催化反應釜內部側面上設有電加熱器，所述的熱催化反應釜兩側面上端分別設有釋氣管和待處理污泥進料管，所述的釋氣管上設有釋氣管調節閥，所述的熱催化反應釜側面上設有熱催化反應釜溢流管，所述的熱催化反應釜溢流管上設有熱催化反應釜溢流管調節閥，所述的熱催化反應釜溢流管下端設有溢流液承接池，所述的待處理污泥進料管通過活性炭投加管道與活性炭粉溶藥槽連接、且其末端與待處理污泥進料栗連接，所述的待處理污泥進料管與熱催化反應釜連接處設有待處理污泥進料管調節閥，所述的待處理污泥進料管上設有待處理污泥進料栗出水回流管，所述的待處理污泥進料栗出水回流管上設有待處理污泥進料栗出水回流管調節閥，所述的待處理污泥進料栗通過待處理污泥進料栗進水管與待處理污泥貯存池連接，所述的待處理污泥貯存池設置在待處理污泥進料栗出水回流管下端、與待處理污泥進料栗出水回流管出水口相對，所述的待處理污泥進料栗進水管上設有待處理污泥進料栗進水管調節閥，所述的待處理污泥貯存池另一端與排泥管連接，所述的活性炭粉溶藥槽上設有活性炭粉投加栗和活性炭粉溶藥槽攪拌機、且活性炭粉投加栗與活性炭投加管道連接，所述的濕式熱催化反應產物排放管與回用污泥貯存池連接，所述的回用污泥貯存池上端設有回用污泥貯存池攪拌機，所述的回用污泥貯存池通過污泥回用栗進水管與芬頓污泥回用栗連接，所述的污泥回用栗進水管上設有污泥回用栗進水管調節閥，所述的芬頓污泥回用栗與回用污泥輸送管一端連接，所述的回用污泥輸送管另一端與設置在芬頓反應裝置上方，所述的回用污泥輸送管上設有污泥回用栗回流流量調節管，所述的污泥回用栗回流流量調節管出水端與回用污泥貯存池上端相對應，所述的污泥回用栗回流流量調節管上設有污泥回用栗回流流量調節閥，所述的污泥回用栗回流流量調節管上端、在回用污泥輸送管上設有污泥回用栗出水管調節閥和污泥回用栗出水止回閥。
[0016]所述的待處理污泥進料管上、在活性炭投加管道與待處理污泥進料栗出水回流管之間設有待處理污泥進料栗出水管調節閥和待處理污泥進料栗出水管止回閥。
[0017]一種使用所述的一種工業廢水多元組合催化零價鐵類芬頓處理裝置的方法，其中包括下列步驟:
[0018](a)廢水進入芬頓反應器，同時向芬頓反應器中投加酸、H2O2和硫酸亞鐵，將反應器進水pH調節至3?4，反應完畢后出水投加堿和PAM后進入后續混凝沉淀一體池進行固液分離；
[0019](b)分離出的鐵泥進入熱催化還原反應釜中，同時向熱催化還原反應釜投加活性炭粉，密閉并加熱反應釜，在反應釜中完成污泥中有機物的降解及三價鐵的還原過程；
[0020](c)將反應釜中含有Fe2^Fet3的固液兩相混合反應產物投加至芬頓氧化反應器作為芬頓氧化的鐵系催化劑，以取代外源投加的Fe2+。
[0021]本發明的適用范圍為印染、化工、造紙行業等產生的難降解工業廢水的處理。通過本發明提出的方法，實現降低芬頓氧化工藝的運行成本并實現污泥零排放。
[0022]本發明的原理是在熱催化還原反應器中的高溫、高壓條件下，以活性炭粉為催化劑，將芬頓氧化工藝排出的含鐵污泥中的有機物降解和分解成易降解的有機物；同時以活性炭粉為還原劑，將含鐵污泥中的Fe3+還原成為Fe2^Fet3,從而可以將熱催化還原反應后的污泥全部回用至芬頓氧化工藝，以取代外源性投加的Fe2+，同時實現污泥的零排放。
[0023]該方