鐵碳微電解和芬頓聯合工藝計量控制系統技術方案

本發明專利技術公開了一種鐵碳微電解和芬頓聯合工藝計量控制系統，包括反應系統、控制裝置、硫酸儲罐、硫酸泵、H2O2儲罐、第一電磁流量計、第二電磁流量計、調節閥以及鐵在線檢測裝置，其中，反應系統包括Fe?C反應系統、Fenton反應系統和第一管道，硫酸儲罐通過第二管道與Fe?C反應系統連通，H2O2儲罐通過第三管道與Fenton反應系統連通，第二管道上安裝有第一電磁流量計以及調節閥，第三管道上安裝有第二電磁流量計，鐵在線檢測裝置包括探測儀以及探頭，控制裝置與探測儀、第一電磁流量計和第二電磁流量計電連接。本發明專利技術提出的計量控制系統，實現了自動控制Fe2+和H2O2的比例，提高了污染物處理效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及污水處理
，尤其涉及一種鐵碳微電解和芬頓聯合工藝計量控制系統。
技術介紹
鐵碳微電解（Fe-C）和Fenton工藝是用于高濃度有機廢水處理的常見方法。Fe-C微電解法是利用金屬腐蝕原理，利用Fe和C形成原電池對廢水進行微電解。Fenton法是利用Fe2+和H2O2反映生成氧化性極強的羥基自由基（·OH）氧化分解廢水中的有機物。兩種工藝原理不同，各有所長。在污水成分過于復雜時，單一的Fe-C或Fenton都無法達到出水水質要求，可將兩種工藝進行串聯使用。Fe-C工藝進水最佳pH為2~3，經過微電解反應后，pH會上升1個單位左右，而Fenton反應進水最佳pH值為3~4，因此從對進水水質的要求來說，高濃度有機廢水經調節池調節進入Fe-C工藝后，其出水pH正好適宜作為Fenton工藝的進水.此外，Fe-C微電解的過程中，鐵會以Fe2+的形式溶出，使得Fe-C工藝出水中Fe2+含量增加，正好可以作為Fenton反應的鐵源，因此常常將（Fe-C）和Fenton工藝聯合使用。但在Fenton反應中，Fe2+的量和H2O2的量不足或過量都對Fenton反應的效率存在較大影響。當H2O2濃度過高時，過量的H2O2不但不能通過分解產生更多的自由基，反而在反應的一開始就把Fe2+迅速氧化成Fe3+，使氧化在Fe3+的催化下進行，既消耗了H2O2又抑制了羥基自由基的產生。因此在Fenton反應中需要嚴格控制Fe2+和H2O2的比例來提高投加藥劑的使用效率，提高污染物處理效率，降低運營成本。但在目前的Fe-C、Fenton聯合處理工藝中，并沒有嚴格精確控制Fe2+和H2O2的比例，造成了Fenton工藝階段反應的不可控性，這主要是由于整個反應過程中的Fe2+來自于填料中鐵的溶出，難以精確控制。此外，Fe-C工藝段的工藝條件全靠人工控制，并且沒有一個具體的指標衡量，全靠工人積累的經驗進行估計和調控，對人工要求較高，若鐵碳工藝過程中，pH或停留時間控制不當，導致鐵溶出過多，不僅導致填料和H2O2的浪費，也會增加出水色度，導致出水色度不達標。
技術實現思路
本專利技術的主要目的在于提供一種鐵碳微電解和Fenton聯合工藝計量控制系統，旨在自動控制Fe2+和H2O2的比例，以提高污染物處理效率。為實現上述目的，本專利技術提供一種鐵碳微電解和芬頓聯合工藝計量控制系統，其特征在于，包括反應系統、控制裝置、硫酸儲罐、硫酸泵、H2O2儲罐、第一電磁流量計、第二電磁流量計、調節閥以及鐵在線檢測裝置，其中，所述反應系統包括Fe-C反應系統、Fenton反應系統以及連通所述Fe-C反應系統和Fenton反應系統的第一管道，所述硫酸儲罐通過第二管道與Fe-C反應系統連通，所述H2O2儲罐通過第三管道與Fenton反應系統連通，所述第二管道上安裝有第一電磁流量計以及調節閥，所述第三管道上安裝有第二電磁流量計，所述鐵在線檢測裝置包括探測儀以及安裝于所述第一管道內的探頭，所述控制裝置與探測儀、第一電磁流量計和第二電磁流量計電連接。優選地，所述調節閥為電動調節閥，該電動調節閥還與所述控制裝置電連接。優選地，所述鐵碳微電解和芬頓聯合工藝計量控制系統還包括分別安裝于所述第二管道和第三管道上的硫酸泵和H2O2泵。優選地，所述控制裝置為PID控制器。本專利技術提出的鐵碳微電解和芬頓聯合工藝計量控制系統的有益效果是：1．能夠自動根據H2O2的投加量控制其他藥劑的加入量和反應條件，實現了水處理的智能化；2.能精準控制Fenton系統中的Fe2+：H2O2的比例，使得成本最高的H2O2藥劑充分反應，提高Fenton反應的效率，保障出水達標，同時降低了運營成本；3.防止了Fe-C反應過量，導致Fe-C填料無謂的消耗，降低了Fe-C填料的使用成本，并防止了過量鐵離子的溶出導致出水鐵離子濃度過高，色度超標的問題；4.在人工根據出水要求調節H2O2的投加量后，其他部分工作全部由系統自行完成，降低了人工勞動強度和對工人的要求。附圖說明圖1為本專利技術鐵碳微電解和芬頓聯合工藝計量控制系統的結構示意圖。圖中，10：Fe-C反應系統，20：Fenton反應系統，30：控制裝置，40：硫酸儲罐，41：硫酸泵，42：第一電磁流量計，43：調節閥，50：H2O2儲罐，51：H2O2泵，52：第二電磁流量計，60：鐵在線檢測裝置。本專利技術目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。具體實施方式應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。參照圖1，圖1為本專利技術鐵碳微電解和芬頓聯合工藝計量控制系統的結構示意圖。本優選實施例中，一種鐵碳微電解和芬頓聯合工藝計量控制系統，包括反應系統、控制裝置30、硫酸儲罐40、H2O2儲罐50、第一電磁流量計42、第二電磁流量計52、調節閥43以及鐵在線檢測裝置60，其中，反應系統包括Fe-C反應系統10、Fenton反應系統20以及連通Fe-C反應系統10和Fenton反應系統20的第一管道，硫酸儲罐40通過第二管道與Fe-C反應系統10連通，H2O2儲罐50通過第三管道與Fenton反應系統20連通，第二管道上安裝有第一電磁流量計42以及調節閥43，第三管道上安裝有第二電磁流量計52，鐵在線檢測裝置60包括探測儀以及安裝于第一管道內的探頭，控制裝置30與探測儀、第一電磁流量計42和第二電磁流量計52電連接。探測儀與探頭通過電線連接。進一步地，調節閥43為電動調節閥43，該電動調節閥43還與控制裝置30電連接，從而實現了對硫酸調節的自動控制。進一步地，本鐵碳微電解和芬頓聯合工藝計量控制系統還包括分別安裝于第二管道和第三管道上的硫酸泵41和H2O2泵51。控制裝置30為PID控制器，從而提高了控制精度。在實際廢水處理過程中，常常遇到水質波動的問題。若遇廢水COD突然大幅升高，為確保出水達標，需要增加H2O2的投加量，同時Fe-C反應的工藝也需要做相應的調整。在此種情況下，水處理工作人員可以增加H2O2的投加量，具體H2O2的實時流量通過H2O2電磁流量計進行計量。另一方面，第一管道上安裝鐵在線檢測裝置60的探頭，用于測定進入Fenton系統的Fe2+的濃度。H2O2電磁流量計和鐵在線檢測裝置60將數據傳輸給控制裝置30。控制裝置30另一端連有第二管道上的第一電磁流量計42和調節閥43。控制裝置30內預設有所處理廢水對應的Fe2+濃度和H2O2流量的比值范圍（在廢水流量和投加H2O2濃度固定的情況下，該數值可以計算得出）。第二電磁流量計52和鐵在線檢測裝置60將數據傳輸給控制裝置30，當Fe2+：H2O2的比值高于設定范圍值時，控制裝置30調節第二管道上的第一電磁流量計42和電動調節閥43以降低H2SO4的投加量，此時，Fe-C系統中pH值相對升高，Fe2+溶出速率降低，進入Fenton系統中Fe2+的濃度也隨之降低，使得Fe2+：H2O2的比值回到正常范圍。同樣的，當Fe2+：H2O2的比值低于設定范圍值時，控制裝置30調節第二管道上的第一電磁流量計42和調節閥43以增加H2SO4的投加量，此時，Fe-C系統中pH值相對降低，Fe2+溶出速率升高，進入Fenton系統中Fe2+的濃度也隨之升高，使得Fe2+：H本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鐵碳微電解和芬頓聯合工藝計量控制系統，其特征在于，包括反應系統、控制裝置、硫酸儲罐、H2O2儲罐、第一電磁流量計、第二電磁流量計、調節閥以及鐵在線檢測裝置，其中，所述反應系統包括Fe?C反應系統、Fenton反應系統以及連通所述Fe?C反應系統和Fenton反應系統的第一管道，所述硫酸儲罐通過第二管道與Fe?C反應系統連通，所述H2O2儲罐通過第三管道與Fenton反應系統連通，所述第二管道上安裝有第一電磁流量計以及調節閥，所述第三管道上安裝有第二電磁流量計，所述鐵在線檢測裝置包括探測儀以及安裝于所述第一管道內的探頭，所述控制裝置與探測儀、第一電磁流量計和第二電磁流量計電連接。

【技術特征摘要】
1.一種鐵碳微電解和芬頓聯合工藝計量控制系統，其特征在于，包括反應系統、控制裝置、硫酸儲罐、H2O2儲罐、第一電磁流量計、第二電磁流量計、調節閥以及鐵在線檢測裝置，其中，所述反應系統包括Fe-C反應系統、Fenton反應系統以及連通所述Fe-C反應系統和Fenton反應系統的第一管道，所述硫酸儲罐通過第二管道與Fe-C反應系統連通，所述H2O2儲罐通過第三管道與Fenton反應系統連通，所述第二管道上安裝有第一電磁流量計以及調節閥，所述第三管道上安裝有第二電磁流量計，所述鐵...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳金毅，李晶，何欣，
申請(專利權)人：武漢工程大學，
類型：發明
國別省市：湖北;42