本发明属于废水处理技术领域，更具体地说，是涉及一种高温高压下芬顿法废水处理工艺及装置。
背景技术：
废水处理的芬顿处理是向废水中加入fe2+(二价铁离子)和双氧水，fe2+与双氧水反应生成羟基自由基，利用羟基自由基降解废水中的有机物。在常温下进行反应，fe2+与双氧水反应产生羟基自由基的过程较慢，一般30～60min，且双氧水中只有一部分用于降解废水中的有机物，另一部分来不及降解有机物就被双氧水捕获，造成用于降解有机物的羟基自由基减少，利用率降低。设备尺寸大，运行成本高。为此特发明一种高温高压下
污水处理工艺以更好的进行操作。
技术实现要素：
为克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种高温高压下芬顿法废水处理的技术，本发明可反应迅速，氧化剂用量少，可大大减少污泥产出量。
本发明提供的技术方案是：
高温高压下芬顿法废水处理工艺，包括如下步骤：
a.向废水中加入酸性物质，调节废水的ph值范围为2.6～3.4；
b.向步骤a所得的废水加入fe2+；
c.将步骤b所得废水输入换热器进行预加热；
d.将步骤c所得废水由高压泵输送进入反应器；
e.向反应器内通入压缩空气进行升压，保持反应器内压力为0.3～1.6mpa；
f.将步骤e所得废水升温，保持反应器内温度为130℃～200℃；
g.向步骤f所得废水中加入氧化剂，使之在高温、高压状态下进行芬顿反应；
h.将步骤g所得废水输入絮凝沉淀池中，加入助凝剂，调节ph值至中性，使废水静置分层，得到上清液和污泥；
i.将步骤h所得上清液输送至后续处理系统，将污泥转移至污泥收集池。
具体的，步骤d中，废水由高压泵从反应器底部输送进入，反应器内设有螺旋折流板，水流由下自上螺旋上升。
具体的，步骤f中，所述氧化剂进料投加方法为均速喷射投加。
具体的，步骤e中，所述助凝剂为氢氧化钙。
本发明还提供了高温高压下芬顿法废水处理装置，
包括ph调节罐、换热器、高压泵和反应器；ph调节罐连接换热器的物料入口，换热器的物料出口通过高压泵连通反应器的物料入口，反应器内设置螺旋折流板，反应器的顶部连通压缩空气进气管，反应器的上部连通蒸汽管，反应器的外壁上设置有加热套，反应器的下部通过氧化剂高压泵连通氧化剂进料管。
具体的，所述加热套连通有加热套进水管，加热套通过加热套出水管与换热器的进水口连通，换热器还与换热器出水管连通。
具体的，反应器与氧化剂高压泵之间的管道插入反应器内且其外表面设置有保温材料。
具体的，反应器顶部还设置有安全阀、温度传感器、压力自动调节阀。
具体的，ph值调节罐连通酸进料管、fe2+进料管，ph值调节罐上设置有搅拌机。
本发明提供的废水处理方法的有益在于：
1)本发明处理效果比低温低压条件下的废水处理法提高15～30％，对某些难降解有机物亦有很好的去除效果，减少后续工艺处理负荷；
2)为了保证废水中的fe2+与氧化剂充分反应，反应器内设置螺旋折流板，水流由下自上螺旋上升，本发明反应时很快，fe2+与氧化剂反应产生羟基自由基只需60～300秒，可使相关设备尺寸亦相应减少；
3)本发明氧化剂用量为低温低压条件下用量的3/5，催化剂用量为低温低压条件下用量的2/5，药剂用量明显降低；
4)本发明铁泥产量少，与传统法比减少1/2，絮凝沉淀池反应时间减少，池容降低。
附图说明
图1是本发明所述高温高压下芬顿法废水处理装置的结构示意图；
ph值调节罐1、酸进料管2、fe2+进料管3、搅拌机4、换热器5、高压泵6、氧化剂进料管7、氧化剂高压泵8、保温材料9、加热套10、加热套进水管11、蒸汽管12、压缩空气进气管13、安全阀14、温度传感器15、压力自动调节阀16、反应器17、螺旋折流板18、加热套出水管19、换热器出水管20。
具体实施方式
高温高压下芬顿法废水处理装置，包括ph调节罐1、换热器5、高压泵6和反应器17；ph调节罐1连接换热器5的物料入口，换热器5的物料出口通过高压泵6连通反应器17的物料入口，反应器17内设置螺旋折流板18，反应器17的顶部连通压缩空气进气管13，反应器17的上部连通蒸汽管12，反应器17的外壁上设置有加热套10，反应器17的下部通过氧化剂高压泵8连通氧化剂进料管7。
所述加热套10连通有加热套进水管11，加热套10通过加热套出水管19与换热器5的进水口连通，换热器5还与换热器出水管20连通。
反应器17与氧化剂高压泵8之间的管道插入反应器17内且其外表面设置有保温材料9。
反应器17顶部还设置有安全阀14、温度传感器15、压力自动调节阀16。
ph值调节罐1连通酸进料管2、fe2+进料管3，ph值调节罐1上设置有搅拌机4。
采用上述装置进行废水处理作业。
高温高压下芬顿法废水处理工艺，包括如下步骤，
a.开启搅拌机4的情况下通过酸进料管2向ph调节罐1中的废水中加入酸性物质，调节废水的ph值范围为2.6～3.4；
b.由fe2+进料管3向步骤a所得的废水加入fe2+；
c.将步骤b所得废水换热器5时行预加热；
d.将步骤c所得废水由高压泵6输送进入反应器17；
e.经压缩空气进气管13向反应器17内通压缩空气，由压力自动调节阀16自动调节，使反应器17内压力保持为0.3～1.6mpa；
f.将步骤e所得废水由反应器17上设置的温度传感器15实时监控温度，由蒸汽管12向反应器17通入蒸汽，通过加温套10将废水加温为130℃～200℃；
g.向步骤f所得废水中通过设置保温措施的氧化剂进料管7由氧化剂高压泵8喷射加入氧化剂，使废水在高温、高压状态下进行芬顿反应；
h.将步骤g所得废水输入絮凝沉淀池中，加入助凝剂，调节ph值至中性，使废水静置分层，得到上清液和污泥；
i.将步骤h所得上清液输送至后续处理系统，将污泥转移至污泥收集池。
为了验证本发明的实用效果，发明人通过对比实验进行了验证。
实施例中采用上述装置及工艺进行废水处理，选择相同药物质和加药量条件下，控制反应时间和停留时间，调整不同的反应压力和反应温度，最终获得了出水水质的测量结果。对比例仅对反应压力和反应温度进行了调整，采用的装置和工艺与实施例一致。其中，酸性物质为1+1hcl溶液，铁离子来源为硫酸铁。氧化剂为质量分数为30％的双氧水。助凝剂为氢氧化钙。
由于温度高于50℃时会使双氧水加速分解，为了更充分的利用双氧水，所以在双氧水接触废水前设置保温措施，确保双氧水温度不高于50℃，可以用循环水套管或保温材质进行保温处理。
实施例及对比例均采用同样的废水，下表中给出了废水的水质指标。
下表列出实施例及对比例的参数条件及出水水质的指标。
最后应说明的是：上述实施例仅为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围中。
技术特征：
1.高温高压下芬顿法废水处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
a.向废水中加入酸性物质，调节废水的ph值范围为2.6～3.4；
b.向步骤a所得的废水加入fe2+；
c.将步骤b所得废水输入换热器进行预加热；
d.将步骤c所得废水由高压泵输送进入反应器；
e.向反应器内通入压缩空气进行升压，保持反应器内压力为0.3～1.6mpa；
f.将步骤e所得废水升温，保持反应器内温度为130℃～200℃；
g.向步骤f所得废水中加入氧化剂，使之在高温、高压状态下进行芬顿反应；
h.将步骤g所得废水输入絮凝沉淀池中，加入助凝剂，调节ph值至中性，使废水静置分层，得到上清液和污泥；
i.将步骤h所得上清液输送至后续处理系统，将污泥转移至污泥收集池。
2.根据权利要求1所述的高温高压下芬顿法废水处理工艺，其特征在于，
步骤d中，废水由高压泵从反应器底部输送进入，反应器内设有螺旋折流板，水流由下自上螺旋上升。
3.根据权利要求1所述的高温高压下芬顿法废水处理工艺，其特征在于，
步骤f中，所述氧化剂进料投加方法为均速喷射投加。
4.根据权利要求1所述的高温高压下芬顿法废水处理工艺，其特征在于，
步骤e中，所述助凝剂为氢氧化钙。
5.高温高压下芬顿法废水处理装置，其特征在于，包括ph调节罐(1)、换热器(5)、高压泵(6)和反应器(17)；ph调节罐(1)连接换热器(5)的物料入口，换热器(5)的物料出口通过高压泵(6)连通反应器(17)的物料入口，反应器(17)内设置螺旋折流板(18)，反应器(17)的顶部连通压缩空气进气管(13)，反应器(17)的上部连通蒸汽管(12)，反应器(17)的外壁上设置有加热套(10)，反应器(17)的下部通过氧化剂高压泵(8)连通氧化剂进料管(7)。
6.根据权利要求5所述高温高压下芬顿法废水处理装置，其特征在于，所述加热套(10)连通有加热套进水管(11)，加热套(10)通过加热套出水管(19)与换热器(5)的进水口连通，换热器(5)还与换热器出水管(20)连通。
7.根据权利要求5所述高温高压下芬顿法废水处理装置，其特征在于，反应器(17)与氧化剂高压泵(8)之间的管道插入反应器(17)内且其外表面设置有保温材料(9)。
8.根据权利要求5所述高温高压下芬顿法废水处理装置，其特征在于，反应器(17)顶部还设置有安全阀(14)、温度传感器(15)、压力自动调节阀(16)。
9.根据权利要求5所述高温高压下芬顿法废水处理装置，其特征在于，ph值调节罐(1)连通酸进料管(2)、fe2+进料管(3)，ph值调节罐(1)上设置有搅拌机(4)。
技术总结
本发明提供一种高温高压下芬顿法废水处理工艺及装置，处理工艺包括以下过程：调节废水pH调节，加入催化剂并预热，通入空气升压至0.3～1.6Mpa并升温至130℃～200℃，然后加入双氧水进行芬顿反应，最后絮凝沉淀调pH为中性，静置分层，得到上清液和污泥。本发明的优点是：处理效果比传统方法提高15～30％，对某些难降解有机物亦有很好的去除效果，减少后续工艺处理负荷；反应速度快，所用设备尺寸较小，药剂用量及铁泥产生量显著降低。
技术研发人员：杨志伟;苏庆丰;张海清;袁国龙;冯胜跃;马希俊;常慧;楚静波;苏熙盛;李志军
受保护的技术使用者：濮阳天健生物科技有限公司
技术研发日：2019.12.30
技术公布日：2020.04.17
声明：
“高温高压下芬顿法废水处理工艺及装置的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：濮阳天健生物科技有限公司
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2024年12月13日 ~ 15日 
