技术领域
[0001] 本
发明属于废
水处理技术领域，更加具体地说，涉及一种工业废水深度的处理装置及其方法。
背景技术
[0002] 城市污水经二级处理后出水中仍含有多种难
生物降解有机污染物，有必要进行深度处理降解水中的有机污染物。近年来，学者致
力于将非均相Fenton催化技术应用于深度处理领域。非均相Fenton催化技术是将具有催化活性的
金属离子固定在适宜的载体上，与H2O2构成非均相Fenton反应体系。与传统Fenton技术比较，非均相Fenton技术具有反应所需pH范围宽、不产生
铁泥、催化剂能够回收并重复使用等优点。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于克服
现有技术的不足，解决传统Fenton技术深度处理工业废水过程中催化剂不能重复使用以及反应产生大量含铁
污泥的问题，从而提高工业废水处理的效率，降低处理成本。
[0004] 本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：
[0005] 一种工业废水深度处理装置，包括第一pH值调节罐、催化剂混合罐、
氧化反应罐、第二pH值调节罐、
沉淀池和催化剂活化罐，其中：
[0006] 所述第一pH值调节罐和酸液储存罐相连，在所述第一pH值调节罐中设置第一在线pH检测装置；
[0007] 所述第一pH值调节罐和催化剂混合罐相连，所述催化剂混合罐与第一催化剂储存罐相连，所述催化剂混合罐与第二催化剂储存罐相连，所述催化剂混合罐与催化剂活化罐相连；
[0008] 所述催化剂混合罐与氧化反应罐相连，所述氧化反应罐与双氧水储存罐相连，所述氧化反应罐与第二pH值调节罐相连；
[0009] 所述第二pH值调节罐与
碱液储存罐相连，在所述第二pH值调节罐中设置第二在线pH检测装置；
[0010] 所述第二pH值调节罐与沉淀池相连，所述沉淀池与催化剂活化罐相连。
[0011] 在上述工业废水深度处理装置中，所述沉淀池的底部与催化剂活化罐顶部相连，并设置第一
泵。
[0012] 在上述工业废水深度处理装置中，所述催化剂活化罐的底部与催化剂混合罐的顶部相连，并设置第二泵。
[0013] 在上述工业废水深度处理装置中，选择管路作为各个组成部分的连接单元。
[0014] 在上述工业废水深度处理装置中，所述第一pH值调节罐与进水管相连，并设置第三泵。
[0015] 在上述工业废水深度处理装置中，所述第一pH值调节罐、催化剂混合罐、氧化反应罐、第二pH值调节罐和催化剂活化罐中分别设置搅拌装置，所述搅拌装置为搅拌
叶片或者搅拌桨，以实现物质在各个功能罐中混合均匀，以充分反应达到各自目的。
[0016] 在上述工业废水深度处理装置中，所述催化剂活化罐和酸液储存罐相连，并在所述催化剂活化罐中设置第三在线pH检测装置，以确保催化剂活化罐中的酸性pH值环境。
[0017] 在上述工业废水深度处理装置中，所述氧化反应罐的数量为至少一个，优选2—5个氧化反应罐；在选择多于1个的氧化反应罐时，选择将氧化反应罐进行
串联，或者并联，以形成氧化反应单元，并使用双氧水储存罐为氧化反应单元中的各个氧化反应罐提供反应物质。所述第一泵、第二泵选择
蠕动泵和第三泵选择
磁力驱动泵。
[0018] 使用本发明的上述处理装置进行工业废水处理时，选择将整个处理装置（即整个工业废水深度处理装置）固定在可移动的装置中，例如移动式集装箱内，以实现移动式工作，满足移动式处理废水的要求。
[0019] 使用本发明的上述处理装置进行工业废水处理时，按照下述方法进行：
[0020] 通过调节第三泵，以使废水流量为100L/h～200L/h；
[0021] 通过调节酸液储存罐中酸液向第一pH值调节罐中的加入量，以使第一pH值调节罐中pH值为3～7，废水的
水力停留时间为20～30min；其中选择使用
硫酸进行pH值调节，在酸液储存罐中，98wt%浓硫酸与水的体积配比为1：15～1：30；
[0022] 催化剂混合罐的水力停留时间为20～30min，第一催化剂储存罐中储存日本三菱瓦斯化学株式会社生产的OR-SON催化剂，向催化剂混合罐中加入量为每吨废水1～5L，第二催化剂储存罐储存FeSO4·7H2O的水溶液，FeSO4·7H2O的
质量百分比为1wt%～10wt%，向催化剂混合罐中加入量为每吨废水0.1～10LFeSO4·7H2O的水溶液；防止FeSO4·7H2O变质，选择向每升FeSO4·7H2O的水溶液中加入5mL的98wt%浓硫酸；
[0023] 氧化反应罐的水力停留时间为2～6h,双氧水储存罐中储存双氧水（即过氧化氢的水溶液），过氧化氢的质量百分比为25—30wt%，向氧化反应罐中加入量为每吨废水0.1～1L双氧水；
[0024] 通过调节碱液储存罐中碱液向第二pH值调节罐中的加入量，以使第二pH值调节罐中pH值为6～8，水力停留时间为20～30min，其中选择使用氢氧化钠的水溶液进行pH值调节，在碱液储存罐中，氢氧化钠水溶液的质量百分数为5—15wt%；
[0025] 沉淀池的水力停留时间为2～3h；催化剂活化罐的水力停留时间为12～24h。
[0026] 在进行工业废水处理时，选择通过第一泵（设置在沉淀池的底部与催化剂活化罐顶部相连的管路上）调整流量为1～5L/h。
[0027] 在进行工业废水处理时，选择通过第二泵（设置在催化剂活化罐的底部与催化剂混合罐的底部相连的管路上）调整流量为100～1000mL/h。
[0028] 在进行工业废水处理时，使用设置在第一pH值调节罐、催化剂混合罐、氧化反应罐、第二pH值调节罐和催化剂活化罐中的搅拌装置进行搅拌，以实现物质在各个功能罐中混合均匀，以充分反应达到各自目的。
[0029] 在进行工业废水处理时，通过调节酸液储存罐中酸液向催化剂活化罐的加入量，以使催化剂活化罐中pH值为3～4。
[0030] 在本发明的技术方案中，采用两种有效催化剂的混合添加方法，故在氧化反应之前单独设置催化剂混合装置；同时采用催化剂活化回流装置，大大减少了H2O2和铁盐的投3
加量，并且减少了酸、碱的投加量，处理成本约为0.5元/m，而传统Fenton法工艺处理成本
3
约为1.2元/m，节省了约60%的处理
费用。本发明自动化程度高，能够灵活调节反应流程，并能适应不同的进出水水质要求，是一种高效的污水深度处理装置。
附图说明
[0031] 图1为本发明的结构示意图，其中1为第三泵，2为第一pH值调节罐，3为酸液储存罐，4为第一在线pH检测装置，5为催化剂混合罐，6为第一催化剂储存罐，7为第二催化剂储存罐，8为氧化反应罐，9为双氧水储存罐，10为第二pH值调节罐，11为碱液储存罐，12为第二在线pH检测装置，13为沉淀池，14为第一泵，15为催化剂活化罐，16为第二泵；A为进水管，B为酸液加药管，C为第一出水管，D为第一催化剂加药管，E为第二催化剂加药管，F为第二出水管，G为双氧水加药管，H为第三出水管，I为碱液加药管，J为第四出水管，K为第五出水管，L为第一
回流管，M为第二回流管。
具体实施方式
[0032] 下面结合具体
实施例进一步说明本发明的技术方案。
[0033] 如附图1所示为本发明工业废水深度处理装置的结构示意图，其中1为第三泵，2为第一pH值调节罐，3为酸液储存罐，4为第一在线pH检测装置，5为催化剂混合罐，6为第一催化剂储存罐，7为第二催化剂储存罐，8为氧化反应罐，9为双氧水储存罐，10为第二pH值调节罐，11为碱液储存罐，12为第二在线pH检测装置，13为沉淀池，14为第一泵，15为催化剂活化罐，16为第二泵；A为进水管，B为酸液加药管，C为第一出水管，D为第一催化剂加药管，E为第二催化剂加药管，F为第二出水管，G为双氧水加药管，H为第三出水管，I为碱液加药管，J为第四出水管，K为第五出水管，L为第一回流管，M为第二回流管。
[0034] 进水管A通过第三泵1与第一pH值调节罐2相连，酸液储存罐3通
过酸液加药管B向第一pH值调节罐2加入酸液（选用硫酸），第一在线pH检测装置4与第一pH值调节罐2连接，以保证第一pH值调节罐2内的水质达到预定的pH值。
[0035] 催化剂混合罐5通过第一出水管C与第一pH值调节罐2相连，第一催化剂储存罐6中储存日本三菱瓦斯化学株式会社生产的OR-SON催化剂，并通过第一催化剂加药管D向催化剂混合罐5加入催化剂；第二催化剂储存罐储存FeSO4·7H2O的水溶液，并通过第二催化剂加药管E向催化剂混合罐5加入FeSO4·7H2O的水溶液。
[0036] 氧化反应罐8通过第二出水管F与催化剂混合罐5相连，双氧水储存罐9通过双氧水加药管G向氧化反应罐8加入双氧水，氧化反应罐8保证催化氧化反应的发生，降解废水中的有机物。
[0037] 第二pH值调节罐10通过第三出水管H与氧化反应罐8相连，碱液储存罐11通过碱液加药管I向第二pH值调节罐10加入碱液（例如氢氧化钠水溶液），第二在线pH检测装置12与第二pH调节罐10连接，以保证第二pH调节罐10内的水质达到预定的pH值。
[0038] 沉淀池13通过第四出水管J与第二pH调节罐10相连，催化剂在沉淀池中沉淀之后，清水通过沉淀池上部的第五出水管K排出，催化剂活化罐15通过设置有第一泵14的第一回流管L与沉淀池13的底部相连，以使沉淀后的催化剂进入催化剂活化罐中。催化剂活化罐15通过罐体内的硫酸液体活化使用过的OR-SON催化剂，并通过与催化剂活化罐罐底相连的，且设置有第二泵16的第二回流管M，与催化剂混合罐5相连。
[0039] 催化剂混合罐5保证添加的OR-SON（包括回流的活化催化剂）和FeSO4·7H2O充分混合。
[0040] 在所述第一pH值调节罐、催化剂混合罐、氧化反应罐、第二pH值调节罐和催化剂活化罐中设置搅拌装置，以实现物质在各个功能罐中混合均匀，以充分反应达到各自目的。所述催化剂活化罐和酸液储存罐相连，并在所述催化剂活化罐中设置第三在线pH检测装置，以确保催化剂活化罐中的酸性pH值环境（图中未标出）。
[0041] 在上述工业废水深度处理装置中，所述氧化反应罐的数量为至少一个，优选2—5个氧化反应罐；在选择多于1个的氧化反应罐时，选择将氧化反应罐进行串联，或者并联，以形成氧化反应单元，并使用双氧水储存罐为氧化反应单元中的各个氧化反应罐提供反应物质。使用本发明的上述处理装置进行工业废水处理时，选择将整个处理装置固定在可移动的装置中，例如移动式集装箱内，以实现移动式工作，满足移动式处理废水的要求。所述第一泵、第二泵选择蠕动泵和第三泵选择磁力驱动泵。
[0042] 在酸液储存罐中储存硫酸，以便使用硫酸进行pH值调节，在酸液储存罐中，98wt%浓硫酸与水的体积配比为1：15～1：30。在碱液储存罐中储存碱液，以便使用氢氧化钠水溶液进行pH值调节，氢氧化钠水溶液的质量百分数为5—15wt%。第一催化剂储存罐6中储存日本三菱瓦斯化学株式会社生产的OR-SON催化剂；第二催化剂储存罐储存FeSO4·7H2O的水溶液，FeSO4·7H2O的质量百分比为1wt%～10wt%，防止FeSO4·7H2O变质，选择向每升FeSO4·7H2O的水溶液中加入5mL的98wt%浓硫酸。双氧水储存罐中储存双氧水（即过氧化氢的水溶液）。使用设置在第一pH值调节罐、催化剂混合罐、氧化反应罐、第二pH值调节罐和催化剂活化罐中的搅拌装置进行搅拌，以实现物质在各个功能罐中混合均匀，以充分反应达到各自目的。
[0043] 实施例1
[0044] 采用工业废水深度处理装置对某造纸厂经生化工艺后的出水进行深度处理，该废水的pH为8.0，COD为（720～730）mg/L，
色度为200倍。选择两个氧化反应罐进行串联，以进行废水处理：
[0045] 通过调节第三泵，以使废水流量为100L/h；
[0046] 通过调节酸液储存罐中酸液向第一pH值调节罐中的加入量，以使第一pH值调节罐中pH值为3，废水的水力停留时间为30min；
[0047] 催化剂混合罐的水力停留时间为30min，第一催化剂储存罐中储存日本三菱瓦斯化学株式会社生产的OR-SON催化剂，向催化剂混合罐中加入量为每吨废水3L，第二催化剂储存罐储存FeSO4·7H2O的水溶液，FeSO4·7H2O的质量百分比为10wt%，向催化剂混合罐中加入量为每吨废水2LFeSO4·7H2O的水溶液；防止FeSO4·7H2O变质，选择向每升FeSO4·7H2O的水溶液中加入5mL的98wt%浓硫酸；
[0048] 氧化反应罐的水力停留时间为6h,双氧水储存罐中储存双氧水，过氧化氢的质量百分比为30wt%，向氧化反应罐中加入量为每吨废水0.3L双氧水；
[0049] 通过调节碱液储存罐中碱液向第二pH值调节罐中的加入量，以使第二pH值调节罐中pH值为8，水力停留时间为20min，其中选择使用氢氧化钠的水溶液进行pH值调节，在碱液储存罐中，氢氧化钠水溶液的质量百分数为5wt%；
[0050] 沉淀池的水力停留时间为3h，选择通过第一泵（设置在沉淀池的底部与催化剂活化罐顶部相连的管路上）调整流量为3L/h；
[0051] 催化剂活化罐的水力停留时间为24h，选择通过第二泵（设置在催化剂活化罐的底部与催化剂混合罐的底部相连的管路上）调整流量为500mL/h，通过调节酸液储存罐中酸液向催化剂活化罐的加入量，以使催化剂活化罐中pH值为3。
[0052] 运行效果：处理出水COD为60mg/L，色度为20倍。催化剂重复回用5次后，出水COD为85mg/L，色度为30倍，仍能满足《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544-2008）。
[0053] 实施例2
[0054] 采用可移动式工业废水深度处理装置对对某
污水处理厂二级出水进行深度处理，该废水的pH为7.5～7.8，COD为（50～80）mg/L，色度为60倍。选择两个氧化反应罐进行并联，以进行废水处理：
[0055] 通过调节第三泵，以使废水流量为200L/h；
[0056] 通过调节酸液储存罐中酸液向第一pH值调节罐中的加入量，以使第一pH值调节罐中pH值为7，废水的水力停留时间为20min；
[0057] 催化剂混合罐的水力停留时间为20min，第一催化剂储存罐中储存日本三菱瓦斯化学株式会社生产的OR-SON催化剂，向催化剂混合罐中加入量为每吨废水1L，第二催化剂储存罐储存FeSO4·7H2O的水溶液，FeSO4·7H2O的质量百分比为10wt%，向催化剂混合罐中加入量为每吨废水0.1LFeSO4·7H2O的水溶液；防止FeSO4·7H2O变质，选择向每升FeSO4·7H2O的水溶液中加入5mL的98wt%浓硫酸；
[0058] 氧化反应罐的水力停留时间为2h,双氧水储存罐中储存双氧水（即过氧化氢的水溶液），过氧化氢的质量百分比为25wt%，向氧化反应罐中加入量为每吨废水0.1L双氧水；
[0059] 通过调节碱液储存罐中碱液向第二pH值调节罐中的加入量，以使第二pH值调节罐中pH值为8，水力停留时间为30min，其中选择使用氢氧化钠的水溶液进行pH值调节，在碱液储存罐中，氢氧化钠水溶液的质量百分数为15wt%；
[0060] 沉淀池的水力停留时间为2h，选择通过第一泵（设置在沉淀池的底部与催化剂活化罐顶部相连的管路上）调整流量为1L/h；
[0061] 催化剂活化罐的水力停留时间为12h，选择通过第二泵（设置在催化剂活化罐的底部与催化剂混合罐的底部相连的管路上）调整流量为100mL/h，通过调节酸液储存罐中酸液向催化剂活化罐的加入量，以使催化剂活化罐中pH值为4。
[0062] 运行效果：处理出水COD为25mg/L，色度为10倍。催化剂重复回用8次后，出水COD为40mg/L，色度为15倍,仍能达到城镇污水处理厂污染物一级A排放标准（GB18918—2002）。
[0063] 实施例3
[0064] 采用工业废水深度处理装置对某污水厂出水进行深度处理，该废水的pH为6～8.5，COD为（200～300）mg/L，色度为100倍。采用三个氧化反应罐进行处理：
[0065] 通过调节第三泵，以使废水流量为150L/h；
[0066] 通过调节酸液储存罐中酸液向第一pH值调节罐中的加入量，以使第一pH值调节罐中pH值为4，废水的水力停留时间为25min；
[0067] 催化剂混合罐的水力停留时间为25min，第一催化剂储存罐中储存日本三菱瓦斯化学株式会社生产的OR-SON催化剂，向催化剂混合罐中加入量为每吨废水5L，第二催化剂储存罐储存FeSO4·7H2O的水溶液，FeSO4·7H2O的质量百分比为5wt%，向催化剂混合罐中加入量为每吨废水10LFeSO4·7H2O的水溶液；防止FeSO4·7H2O变质，选择向每升FeSO4·7H2O的水溶液中加入5mL的98wt%浓硫酸；
[0068] 氧化反应罐的水力停留时间为5h,双氧水储存罐中储存双氧水（即过氧化氢的水溶液），过氧化氢的质量百分比为27wt%，向氧化反应罐中加入量为每吨废水1L双氧水；
[0069] 通过调节碱液储存罐中碱液向第二pH值调节罐中的加入量，以使第二pH值调节罐中pH值为6，水力停留时间为25min，其中选择使用氢氧化钠的水溶液进行pH值调节，在碱液储存罐中，氢氧化钠水溶液的质量百分数为10wt%；
[0070] 沉淀池的水力停留时间为2.5h，选择通过第一泵（设置在沉淀池的底部与催化剂活化罐顶部相连的管路上）调整流量为5L/h；
[0071] 催化剂活化罐的水力停留时间为20h，选择通过第二泵（设置在催化剂活化罐的底部与催化剂混合罐的底部相连的管路上）调整流量为1000mL/h，通过调节酸液储存罐中酸液向催化剂活化罐的加入量，以使催化剂活化罐中pH值为4。
[0072] 运行效果：处理出水COD为50mg/L，色度为20倍。催化剂重复回用4次后，出水COD为60mg/L，色度为30倍，仍能达到城镇污水处理厂污染物一级B排放标准（GB18918—2002）。
[0073] 以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的
变形、
修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
