Fenton催化氧化塔

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%，Fe²⁺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%。

過氧化氫催化氧化

催化氧化法的種類很多，zui常用的是過氧化氫氧化法。

過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氧羥基可是許多污染物迅速水解。過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)于許多種類的有機(jī)物都是一種有效的氧化劑。開發(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。

污水處理改造項(xiàng)目FENTON系統(tǒng)

1工藝方案

1.1項(xiàng)目概況

本設(shè)計(jì)方案的編制范圍是湖南煙草XXX處理改造項(xiàng)目新增的FENTON系統(tǒng)，處理能力為1500m3/d。內(nèi)容包括處理各構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算、運(yùn)行成本及投資估算。

1.2設(shè)計(jì)規(guī)范

（1） 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》                       GB8978-1996

（2） 《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》               GB50069-2002

（3） 《鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)程》                   CECS114∶2000

（4） 《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》                 GBJ13-86（1997年版）

（5） 《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》                     GB3838-2002

（6） 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》                   GB50007-2002

（7） 《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》                       GB50011-2001

（8） 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》                        GB50009-2001

（9） 《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》              GB50068-2001

（10） 《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》                       GB50052-95

（11） 《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》                         GB50054-95

（12） 《民用建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》                      GBJ133-90

（13） 《工業(yè)與民用電力裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范》            GBJ65-83

（14） 《工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》                     GB50034-92

（15） 《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》                     GB12348-90

（16） 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》                      GB50010-2002

（17） 業(yè)主提供的廢水水質(zhì)、水量數(shù)據(jù)資料

1.3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)專業(yè)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)

2工藝描述

2.1設(shè)計(jì)進(jìn)出水參數(shù)

根據(jù)業(yè)主提供的相關(guān)資料，擬定Fenton處理系統(tǒng)進(jìn)、出水設(shè)計(jì)參數(shù)如下表：

設(shè)計(jì)進(jìn)、出水參數(shù)表

廢水種類 水   量

（m3/D） （m3/h） CODcr （mg/L） BOD5 （mg/L） SS （mg/L）

進(jìn)水      1500     62.5           500   300   400

出水      1500     62.5           100    30    30

2.2廢水處理系統(tǒng)工藝流程

（1） 原有處理系統(tǒng)工藝流程

本項(xiàng)目原有處理系統(tǒng)工藝流程如下頁(yè)圖所示：

原有處理系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)述：

集水池泵提至微濾機(jī)，出水至提升井；提升井泵提至平流沉淀池、出水至調(diào)節(jié)池； 調(diào)節(jié)池內(nèi)同蒸汽、泵提至UASB反應(yīng)池，出水至SBR池；SBR池自流至中間水池，泵提至氣浮設(shè)備。氣浮設(shè)備處理后達(dá)標(biāo)排放。

目前的次氯酸鈉投加位置在中間水池。

剩余污泥以及斜板沉淀池、二沉池產(chǎn)生的污泥由污泥泵送至污泥池，污泥送至堆肥車間。

（2） 新增FENTON系統(tǒng)工藝流程

本項(xiàng)目擬定在二沉池出水增加一套FENTON系統(tǒng)，FENTON系統(tǒng)工藝流程如下圖所示：

新增FENTON系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)述：

4 *加藥泵 臺(tái)        5 液堿加藥泵 臺(tái)        6 PAM加藥泵

臺(tái)   

根據(jù)設(shè)備一覽表上用電設(shè)施電力消耗的匯總，我們得出廢水深度處理系統(tǒng)的電力消耗：

??總裝機(jī)功率(包括備用設(shè)備)： ??總運(yùn)行功率： ??噸水動(dòng)力消耗：

運(yùn)行功率中，指在設(shè)計(jì)工況下，不包括儀表、MCC/OCC、照明等公用設(shè)施用電。

4.2 化學(xué)品消耗

（1） Fenton試劑消耗

Fenton試劑為雙氧水和*。雙氧水（27.5%）噸水耗量約為5.24 kg，*噸水耗量約為5.20kg。

（2） 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。

（3） 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)。

4.3綜合運(yùn)行成本經(jīng)濟(jì)分析

綜合以上分析，在正常設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)水量情況下，建設(shè)成的廢水深度處理系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用匯總?cè)缦卤恚?/span>

綜合運(yùn)行成本經(jīng)濟(jì)分析

 序號(hào)

項(xiàng)目

單位

數(shù)量

單價(jià)（元）

運(yùn)行成本（元/天）

1 電力消耗 Kwh/d    2 化學(xué)品消耗 Kg/d    2.1 雙氧水的消耗     2.2 *的消耗     2.3 PAM的消耗     2.4 堿的消耗     3 合計(jì)     4 設(shè)計(jì)日處理能力 m3    5 噸水運(yùn)行成本

元/噸

8.41

附件一：設(shè)備一覽表

 設(shè)備一覽表

序號(hào)

項(xiàng)目名稱 規(guī)格或型號(hào)

單位 數(shù)量 材質(zhì) 備注 1 Fenton供料泵 Q=62.5m3 / h, H=12，功率2.2kw

臺(tái) 2   離心泵

2 Fenton氧化塔

套 1 碳鋼防腐

  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  座 1 碳鋼防腐   6 混凝反應(yīng)池  座 1 碳鋼防腐   7 終沉池  座 1 碳鋼防腐

  8 終沉池斜板

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 碳鋼防腐   11 液堿溶解池 1.0×1.0×1.5 座 1 碳鋼防腐   12 *溶解池 2.0×2.0×1.5

座 2 碳鋼防腐

  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 *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 

批 1 

18

電氣儀表

  批

1

紅色部分不計(jì)算在主體設(shè)備內(nèi)

附件二：構(gòu)筑物一覽表

構(gòu)筑物一覽表

序號(hào) 名稱

尺寸（m） 單位 數(shù)量 結(jié)構(gòu)類型 備注 1 芬頓及斜管沉淀池主體

    16×6×4

座 1 碳鋼防腐 1                                       

芬頓和斜管沉淀池為一體化設(shè)備（制作成本為1.5萬(wàn)/噸） 

芬頓反應(yīng)反應(yīng)條件：

芬頓反應(yīng)反應(yīng)條件：pH值2.0—4.0之間，ORP值250—300mv。加酸系統(tǒng)可以通過pH自動(dòng)控制，加雙氧水通過ORP計(jì)自動(dòng)控制。 投加藥劑：酸、*、雙氧水。 投藥量：

COD：雙氧水：    質(zhì)量比2：1 雙氧水：亞鐵：    摩爾比10：1 芬頓反應(yīng)控制時(shí)間：2—4小時(shí)；