專利名稱：PFS混凝與Fenton組合處理工業污水的方法
技術領域：
本發明屬于環境工程學科中的污水處理技術領域，具體涉及采用混凝與Fenton聯用工藝處理工業污水的方法。
背景技術：
當前，工業污水的具有色度大、有機物含量高、水溫、水量、水質和pH值變化大等特點給污水處理帶來困難。工業污水處理方法可按其作用分為四大類，即物理處理法、化學處理法、物理化學法和生物處理法。目前，我國絕大多數工業污水處理廠均采用生物處理技術工藝。然而，生物處理技術具有占地面積大，處理速率慢，污泥難處理，對于分散型污水處理維護運行困難等缺點。相對而言，采用Fenton工藝處理污水具有占地面積小，處理速率快，處理效果好，產物是二氧化碳和水，不產生二次污染等優點。由亞鐵離子與過氧化氫組成的體系，也稱Fenton試劑，它能生成強氧化性的羥基自由基，在水溶液中與難降解有機 物生成有機自由基使之結構破壞，最終氧化分解。Fenton試劑具有去除難降解有機污染物的高能力，但Fenton工藝對污水中大分子有機物的氧化效果往往較差,聚合硫酸鐵(PFS)作為一種新型無機高分子絮凝劑，能夠有效的去除工業污水中的大分子有機物，對重金屬的去除也有很好的效果。PFS同傳統的無機鹽類混凝劑相比，有以下優點
(O絮粒(絮凝體)形成速度快，顆粒密實，比重大，沉降速度快；
(2)凈水效果優良，水質好，不含鋁、氯及重金屬離子等有害物質，亦無鐵離子的水相轉移，無毒，無害，安全可靠；
(3)除濁、脫色、脫油、脫水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金屬離子等功效顯著；
(4)絮粒(絮凝體)同微生物的結合能力強，因而對浮游生物等微生物有良好的去除效
果;
(5)在應用過程中，原水水溫及pH值適應范圍較廣，凈化后原水的PH值與總堿度變化幅度小，對處理設備腐蝕性小；
(6)投藥量少，成本低廉，處理費用可節省20%飛0%。聚合硫酸鐵(PFS)也稱堿式硫酸鐵或羥基硫酸鐵，其分子式一般可表示為[Fe2(0H)n(S04)3_n/2]m。它是硫酸鐵在水解一絮凝過程中的一個中間產物。液體聚合硫酸鐵本身含有大量的聚合陽離子，如[Fe3(OH)4]5+, [Fe6(OH) 12]6+、[Fe4(OH)4]6+,其在水溶液中存在著[Fe (H2O) 6]3+、[Fe2 (H2O) 3]3+、[Fe (H2O) 2]3+ 等。因此，Fenton試劑與PFS混凝組合使用的話可以快速有效的處理工業污水，在處理工業污水方法上具有重要的應用意義。
發明內容
針對現有技術所公開的工業污水的處理中存在的處理效果差、出水水質不穩定、占地面積大、產泥量大、處理成本高等問題，本發明提供了對于一般工業污水都有效的處理方法，采用本發明可以實現較好的處理效果，使得處理區占地面積小、污泥產量低、投資運行成本低、效果穩定等優勢，從而使工業污水處理的各項指標達到國家規定的排放標準。PFS混凝與Fenton組合處理工業污水的方法，其工藝路線為
污水一格柵一初沉池一Fenton反應池一PFS混凝沉淀一出水
1)將工業污水經格柵自流至初沉池，以除去污水中的可沉物和漂浮物；
2)將工業污水泵入Fenton反應池進行化學反應處理 ，同時將H2O2和Fe2+混入污水用于化學反應處理；
3)將化學反應處理后的污水在PFS混凝沉淀池進行混凝沉淀并排放。在工業污水的處理中，通常也在步驟I)中污水進入初沉池前設置格柵對污水進行過濾。為達到調節水量和均衡水質的目的，在格柵和初沉池之間還可以增設調節池。上述步驟2)化學處理階段，H2O2發生器和Fe2+發生器將產生的H2O2和Fe2+按照一定比例同時混入污水用于化學反應處理；
上述步驟3)中混凝沉淀池選用各種斜管或斜板沉淀池，優選方案為具有污泥回流功能的高效混凝沉淀池，以確保混凝的完全和混凝藥劑的高效使用。PFS混凝反應池中應參照如下設計運行
1、PFS的投加量若PFS固體直接投加，根據原水性質可通過生產調試或燒杯實驗視礬花形成適量而定，一般投加量為50 300 mg/L污水；若采用液體投加，可以先用自來水配置成5-10%濃度投加，投加量可以參照上面的方法確認。2、使用時，將上述配制好的PFS藥液或者PFS固體泵入計量槽，通過計量投加藥液或PFS固體與原水混凝。一般情況下當日配制當日使用，配藥需要自來水，稍有沉淀物屬正常現象。3、注意混凝過程三個階段的水力條件和形成礬花狀況。(I)凝聚階段將PFS藥液或PFS固體加入混凝池與原水快速混凝在極短時間內形成微細礬花的過程，此時水體變得更加渾濁，它要求水流能產生激烈的湍流。混合時間一般為l(T30s，攪拌速度梯度G —般為60010008'(2)絮凝階段是礬花成長變粗的過程，要求適當的湍流程度和足夠的停留時間，至后期可觀察到大量礬花聚集緩緩下沉，形成表面清晰層。根據污水特性及反應池型式的不同，反應時間一般宜控制在15 30min之間。反應池的平均速度梯度G —般在TOlOs—1之間，GT值達104 105，速度梯度G及反應流速應逐漸由大到小。(3)沉降階段它是在沉降池中進行的絮凝物沉降過程，要求水流緩慢，為提高效率一般采用斜管(板式)沉降池，大量的粗大礬花被斜管(板)壁阻擋而沉積于池底，上層水為澄清水，剩下的粒徑小、密度小的礬花一邊緩緩下降，一邊繼續相互碰撞結大，至后期余濁基本不變。污水的沉淀時間為2 7 h，混凝沉淀池沉淀區要定時排泥。本發明提供了一種工業污水有效的處理方法，針對工業污水水質的復雜性以及傳統方法處理效果不佳的情況，采用Fenton反應池一PFS混凝沉淀的有效結合工藝處理工業污水，具有處理效果好、產泥量低、占地面積小、效果穩定、成本低等顯著優點。工業污水經該工藝處理后出水各項指標可以基本達到個工業污水排放標準，實現了工業污水的經濟、高效處理。
圖I為本發明具體實施中的工藝流程圖
其中，I :格柵；2 :初沉池；3 =Fenton反應池；4 =PFS混凝沉淀池；
A :進水；B =H2O2 ； C =Fe2+ ；D PFS固體或藥液；E :出水。
具體實施例方式以下通過具體實施例進一步說明本發明
實施例I
常州某印染企業排放污水，COD為455. 4mg/L, NH3-N為37. 45 mg/L, TN為42. 3 mg/L,TP為13. I mg/L，色度300倍。初沉池選用斜板沉淀池，停留時間為3. 5 h。污水經初沉池后出水經過上部溢流堰溢流進入Fenton反應池進行化學處理。化學處理后出水進入混凝沉淀池，混凝劑PFS用量為150 mg/L,混凝沉淀出水水質COD為45. 2mg/L, NH3-N為O. 57mg/L, TN為10. 6 mg/L, TP為O. 16mg/L，色度30倍。整個工藝各工段出水水質指標如表I所示。表I各工段出水水質指標(單位mg/L) __
權利要求
1.PFS混凝與Fenton組合處理工業污水的方法，其步驟為 a)將工業污水經格柵自流至初沉池，以除去污水中的可沉物和漂浮物； b)將工業污水泵入Fenton反應池進行化學反應處理，同時將H2O2和Fe2+混入污水用于化學反應處理； c)將化學反應處理后的污水在PFS混凝沉淀池進行混凝沉淀并排放。
2.根據權利要求I所述，混凝劑PFS的投加量為50 300mg/L污水。
3.根據權利要求I所述，在混凝沉淀池中污水的沉淀時間為2 7h。
全文摘要
本發明涉及PFS混凝與Fenton組合處理工業污水的方法，屬于污水處理技術領域。針對生物處理技術具有占地面積大，處理速率慢，污泥難處理，對于分散型污水處理維護運行困難等缺點。采用Fenton工藝處理污水具有占地面積小，處理速率快，處理效果好，產物是二氧化碳和水，不產生二次污染等優點。而PFS作為一種新型無機高分子絮凝劑具有沉降速度快、pH值適應范圍較廣、對COD、BOD、色度以及重金屬等的去除都有較好的處理效果且PFS無毒害、投藥量少，成本低廉等特點。因此，Fenton試劑與PFS混凝組合使用在處理工業污水方法上具有重要的應用意義。
文檔編號C02F9/04GK102757140SQ20121026717
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月30日 優先權日2012年7月30日
發明者張宇, 戚湧, 秦健 申請人:南京理工大學常熟研究院有限公司