一种化学转盘水处理系统的制作方法

本发明涉及废水处理，具体为一种化学转盘水处理系统。

背景技术：

1、随着石油化工、纺织印染、医药制造、垃圾渗滤液处理等工业的快速发展，废水中难降解有机污染物的排放量日益增加；这类废水通常具有成分复杂、毒性大、cod浓度高且分子结构开环裂解困难等特征。传统的生物化学处理法由于受到复杂高盐环境及高毒性物质的强力抑制，微生物难以维持正常的代谢活性，导致生化降解效率低下甚至完全失效。

2、为了破坏废水中稳定的、难生物降解的有机污染物，工业上广泛引入高级氧化技术，其中芬顿氧化法（fenton）为应用最广泛的工艺之一。芬顿氧化法的基本原理是：利用过氧化氢（h2o2）在过渡金属离子（最常用为铁基，如fe2+）催化作用下，激发链式自由基反应，原位生成具有极高氧化还原电位的羟基自由基（·oh），通过电子转移、加成和断链等作用无选择性地攻击废水中的难降解大分子有机物，使其开环裂解，从而达到消除毒性、提高可生化性或直接矿化的目的。

3、传统均相芬顿工艺是目前工业上应用最广泛的芬顿氧化技术，其反应系统通常由酸调反应池、催化氧化池、碱调中和池及絮凝沉淀池依次串联构成。运行时，先将废水ph值调节至2-4的强酸性区间，再向其中投加可溶性硫酸亚铁（feso4）和过氧化氢（h2o2）溶液，在均相体系中激发自由基反应；反应完成后，加碱将出水ph回调至中性或弱碱性，使溶液中大量游离铁离子转化为氢氧化铁沉淀，再通过絮凝沉淀进行固液分离，上清液溢流排出，底部产生的富含氢氧化铁的化学铁泥作为危险废物脱水外运处置。

4、然而，传统均相芬顿工艺在工程应用中存在以下严重缺陷：

5、（一）ph值适用范围极窄。 反应必须在强酸性环境（ph=2-4）下才能高效进行，进水需消耗大量酸进行回调，出水又需大量加碱中和，运行成本高昂。

6、（二）产生大量化学铁泥，存在二次污染风险。 反应过程中投加的可溶性亚铁离子在加碱中和后转化为氢氧化铁沉淀，形成大量难以循环利用的化学铁泥，作为危险废物处置成本高，且易造成二次污染。

7、（三）药剂投加量大，系统冗长。 属于游离离子均相反应，需持续投加大量的铁盐和氧化剂，系统自动化程度低、参与设备多，运行稳定性差。

8、为克服传统均相芬顿工艺产泥量大、ph适用窄等缺陷，现有技术发展出了非均相类芬顿工艺。例如，现有技术以多孔填料装填的固定床或流化床类芬顿反应器系统。

9、该类系统通常由反应器主体、布水布气系统、催化填料床层及截留过滤装置构成。反应器底部设有进水泵、加药泵及高能耗的鼓风曝气机，通过底部的微孔曝气盘或穿孔管向反应器内连续通入空气；催化填料床层设于布水布气区上方，以刚性承托层支撑，其上重力堆叠装填有大量多孔固体催化填料（如以活性氧化铝、活性炭等为载体，通过浸渍煅烧法负载铁基等多金属氧化物的催化微粒）；反应器出水端设有精密格栅或滤网，用于阻止催化填料随出水流失。运行时，废水经预处理降低悬浮物并调节ph后，与过氧化氢溶液混合，从反应器底部泵入，在进水压力作用下自下而上穿过催化填料床层；在此期间须持续开启鼓风曝气机，利用气流扰动强制推动溶液与催化剂表面活性位点进行传质接触，诱发非均相类芬顿反应；反应后的出水经顶部格栅或滤网截留后排出。此外，由于多孔催化填料运行中易被悬浮物及结垢物堵塞孔道，系统须定期停止运行，开启反冲洗泵进行反洗并投加酸洗药剂进行原位再生。

10、上述现有的非均相类芬顿工艺在实际工程应用中仍存在以下不足：

11、（一）运行能耗极高。为了克服填料床层阻力、维持颗粒的悬浮流化状态或提高传质效率，必须外设高功率风机并进行高强度连续鼓风曝气，导致系统电耗高昂。

12、（二）催化剂物化结构不稳定，损耗大。多孔颗粒填料在流化床剧烈的气流扰动和水流冲刷下，颗粒间及颗粒与器壁间持续碰撞，易发生物理粉碎、剥落与解体，导致催化剂活性成分迅速流失、使用寿命缩短。

13、（三）催化剂截留分离难度大。颗粒催化填料在运行中逐渐碎裂变小，极易随出水流失，必须在出水端增设精密过滤或沉淀截留装置，这不仅容易引发污堵，更大幅增加了催化剂回收的系统维护难度。

14、（四）易堵塞失活。多孔颗粒填料极易受废水中悬浮物、油脂及胶体类物质的堵塞与污堵，导致活性位点被覆盖而迅速失活。

15、有鉴于此，本发明提供了一种化学转盘水处理系统，旨在解决上述现有技术中存在的能耗高、催化剂易流失、易堵塞及运行维护复杂等技术难题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种化学转盘水处理系统，解决了现有非均相类芬顿水处理系统运行能耗高、催化剂颗粒易流失且回收困难、填料床层易堵塞失活以及系统运行维护复杂的技术问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、一种化学转盘水处理系统，包括化学转盘，所述化学转盘包括：

4、接触反应槽，其沿第一方向的两端分别设有进水端和出水端；

5、中心转轴，其轴向沿所述第一方向布置，且所述中心转轴的两端分别转动连接在所述接触反应槽的侧壁；

6、多个转盘盘片，沿所述中心转轴的轴向间隔固定设置，各所述转盘盘片上均固定有催化织物层；以及

7、驱动装置，与所述中心转轴传动连接，用于驱动所述中心转轴绕其自身轴线转动；

8、所述转盘盘片在转动过程中，其上的催化织物层交替具有浸入所述接触反应槽内液体的第一部以及露出液面的第二部。

9、优选的，所述催化织物层为深纹织物基底及其上负载的催化涂层，所述深纹织物基底由聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维以畦编组织编织而成，所述催化涂层包含四氧化三铁颗粒，所述四氧化三铁颗粒通过耐酸树脂局部粘结固定于纤维表面。

10、优选的，还包括：氧化剂投加装置，所述氧化剂投加装置的出液端连接至所述接触反应槽的进水端或所述接触反应槽的进水端上游的进水管路，用于在液体进入所述接触反应槽时，向液体中投加氧化剂。

11、优选的，包括沿水流依次设置的隔油单元、格栅截污单元、微滤单元、气浮单元、第一ph调节单元、化学转盘、第二ph调节单元、生化处理单元、混凝絮凝单元、沉淀单元、过滤单元。

12、优选的，包括沿水流依次设置的隔油单元、格栅截污单元、微滤单元、气浮单元、生化处理单元、混凝絮凝单元、沉淀单元、过滤单元、第一ph调节单元、化学转盘、第二ph调节单元、深度过滤单元。

13、优选的，所述转盘盘片的单侧或双侧表面设置有催化织物层。

14、优选的，转盘盘片上的催化织物层浸入接触反应槽内液体的所述第一部为催化织物层整面积的20%-40%。

15、优选的，所述转盘盘片为波纹盘片。

16、优选的，所述接触反应槽的内壁与转盘盘片的轮廓对应，且间隙为50-75mm。

17、优选的，所述转盘盘片与所述催化织物层之间通过多个离散的固定件连接。

18、本发明提供了一种化学转盘水处理系统。具备以下有益效果：

19、本发明，化学转盘水处理系统基本零铁泥产生，消除了二次污染：具体的，将铁基催化剂牢固地原位固定在盘片表面的聚合物基织物载体上，反应属于完全的非均相催化，催化成分不溶出，从根本上消除了传统芬顿工艺产生大量化学铁泥污泥的弊端，无需后续的铁泥沉淀、固液分离与危废处置工艺段，大幅削减了运行成本。

20、本发明，实现了极低运行能耗：具体的，巧妙地利用了类似于生物转盘的直接自空气吸氧机制，盘片旋转暴露在空气中时即可直接获取氧气参与界面催化反应，反应在常温常压下连续流作业，完全消除了传统固定床或流化床类芬顿工艺中高能耗的鼓风曝气系统，显著节省电耗。

21、本发明，拓宽了ph适用范围，克服了传统芬顿在ph>4时迅速失活和沉淀的限制。具体的，非均相芬顿体系可在ph=3-9的宽泛范围内保持高度的活性，降低了复杂的酸碱回调工作量及用药剂量。

22、本发明，高效的降解效能，借助催化织物的高比表面积，为非均相芬顿反应提供了巨大的气-液-固三相接触界面，在过氧化氢的存在下能够快速、持续地产生高活性的羟基自由基（•oh），对中低浓度及高浓度cod的去除率普遍可达70%-90%，反应时间缩短至15-120分钟。

23、本发明，系统稳健且易于维护，由于转盘盘片采用整体垂直布置并低速旋转，对水流产生温和剪切力，且相比填料类芬顿反应器更不易发生物理污堵，支持长期原位再生，自动化程度高，操作人员作业水平要求低。