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高盐难降解有机废水高效异相类芬顿技术及装备
信息来源：
单位简介
深水海纳水务集团股份有限公司（股票代码：300961）成立于2001年5月31日，主营业务工业污水处理和优质供水，业务覆盖新材料、高端智能装备、智慧水务、污泥处理处置、综合智慧能源等业务，在全国范围内已建设/运营800余个环保水务项目。公司围绕工业污水处理和优质供水方面进行核心技术攻关与技术转化，目前已形成一批具有自主知识产权的技术成果，其中专利 97 项，软著43项，并已成功应用于工程项目，推动产业链上下游的高质量发展。
合作单位哈尔滨工业大学（深圳）由哈工大与深圳市政府合作共建，以全日制本科生与研究生教育为主、非全日制教育为辅，是国家“985工程”建设高校和“双一流”建设A类高校首个在深圳市举办的本硕博培养体系齐全的高水平校区。
案例概述
以临湘工业园区污水处理厂为例，该园区进水以氯代吡啶类农药、化学合成药等生产企业排水为主，氯离子浓度在2000-5000 mg/L范围内波动，属于典型的高盐高氯难降解废水。改造前污水处理系统存在硝化崩溃及芬顿预处理无效等问题。采用了自主开发的高盐难降解有机废水高效异相类芬顿技术及装备，将传统的芬顿过程采用异相类芬顿技术进行了改造，强化Fe3+到Fe2+的还原，从而实现高氯状态下类芬顿过程的进行。改造完成近两年来取得了良好的效果，催化预处理实现了对氯代有机物的良好去除。生化出水氨氮由20-30 mg/L降低到小于2 mg/L，出水总氮由30-40 mg/L降低到小于10 mg/L左右，总出水COD稳定达到一级A标准。
技术原理
针对传统芬顿工艺存在药剂消耗量大，产生泥量大，药剂成本和污泥处理成本高，高盐条件下（特别是高氯离子，磷酸根等干扰时）催化效果差等问题。开发了以异相类芬顿催化剂和反应器为核心的高效异相类芬顿技术。催化剂为新型还原性微纳结构铁基催化剂。基于表面反应，在催化剂表面产生羟基自由基，优化了双氧水的电子流向，增加羟基自由基数量，通过取代、加成或电子转移破坏催化剂表面的难降解有机物，芬顿反应过程中所产生的Fe3+被催化剂表面的零价铁等还原物质还原成Fe2+继续参与反应；
基于高效异相类芬顿催化剂特性开发了固定床和流化床反应装备，结合反应动力学模型计算，优化了反应器的布水、布气方式，集成固液分离装置、内循环、外回流等设计，大大降低了催化剂的流失量并提高回用效率，实现了在较低的气水比条件下铁元素的全流程循环利用，铁泥产量较传统工艺减少90%以上，大幅降低了铁泥危废处置费用；反应过程无需外加溶解性亚铁盐，出水电导率更低。
高效异相类芬顿技术与生化处理系统相耦合，以提高生化处理效率为目标，通过催化氧化预处理，破坏难降解物质的特征官能团，降低废水毒性，实现了高盐难降解有机物异相类芬顿过程的高效定向脱毒，为解决高盐难降解有机废水高效处理中普遍存在的问题提供了新的技术途径。
适用范围
地域：无地域限制 行业：工业废水治理适用范围 ：适用于各种高盐高毒性难降解有机废水处理，包括但不限于石油化工、煤化工、精细化工、农药化工、含氰废水处理、染料工业废水、制革废水、造纸废水、垃圾渗滤液等难降解污水预处理及深度处理。
工艺流程及说明
主要技术参数
芬顿装备SS进水控制在350 mg/L以下，H2O2投加量和△COD比例为0.8~0.9：1，停留时间10-30 min，流化床催化剂浓度维持在3-5 g/L，气水比为0.5：1，COD去除率为50-99%，可改善废水可生化性，实现工艺稳定达标排放。经济指标
根据水质不同，吨水成本在2~50元之间，比常规芬顿降低50%以上；危废产量降低90%以上 ，双氧水消耗量降低30%以上优势：投资，运行成本低，操作简单方便，铁泥危废大幅度降低
劣势：异相类芬顿氧化技术对技术要求严格。
工程示范及应用情况
(1) 常隆农化高浓度高盐难降解废水处理项目: 2021年-至今，500t/d，通过本技术废水预处理，进水COD14万，生物毒性削减，COD去除率可达80%。(2) 临湘工业园区污水处理厂提质改造项目： 2019年-至今，5000t/d，通过本技术废水预处理，生物毒性削减，COD去除率可达40-50%。
(3) 东联化工有限公司高含酚废水处理项目：2018年-至今，1000t/d，通过本技术废水预处理，生物毒性削减，COD去除率可达90%。
(4) 云溪绿色化工园区污水厂：2022年—至今，5000t/d，通过本技术废水深度处理，生物毒性削减，COD去除率可达50%。
推广前景
近年来，随着工业废水处理产业环保力度加大，污水排放标准日益严格，导致很多工业废水处理厂不符合达标要求，急需技术经济性较好的解决方案，成为行业丞需解决的问题。本技术解决了传统芬顿工艺处理高毒性难降解废水时，处理效果不佳，难降解物质去除效果不稳定、药剂投加量大、pH值适应范围窄且铁泥产量大等问题。可广泛应用于造纸、印染、化工、制药、电镀等行业中的废水预处理、深度处理，市场需求大，具有广阔的市场应用前景。获奖情况
该项技术目前申请专利17项，授权13项（如下）。产权均归属于深水海纳水务集团股份有限公司和哈尔滨工业大学（深圳）。（1）一种针对高盐难降解废水的高效异相类芬顿反应器与应用，授权 202110342908.0
（2）一种高氯难降解废水催化氧化净化装置及方法，申请中 201911308545.8
（3）一种针对高盐难降解废水的高效异相类芬顿反应器，授权 202120645596.6
（4）一种高氯难降解废水催化氧化净化装置，授权 201922281745.0
（5）一种复合纳米零价铁材料预处理吡啶类废水装置，授权 202121054208.3
（6）复合纳米零价铁材料预处理吡啶类废水装置及其处理方法，申请中 202110537676.4
（7）一种氯代有机物污水的处理方法，申请中 202111168458.4
（8）一种纯铝材料预处理难降解有机物废水的装置，授权 202122244802.5
（9）一种利用光伏电热能提升工业废水处理效能的设备，授权 202221769859.5
（10）一种难降解有机物废水的一体化处理系统，授权 202221616754.6
（11）一种氯代吡啶类废水预处理装置及其处理方法 ，授权 202210721228.4
（12）一种多孔铁基催化剂及其制备方法，申请中 202210800055.5
（13）一种非均相芬顿催化剂的制备方法及应用 ，授权 202210918029.2
（14）一种芬顿反应的流化塔系统，授权 202222410255.8
（15）一种新型催化氧化一体化水处理装置，授权 202222760916.X
（16）一种可实现铁循环利用的非均相芬顿反应装置，授权 202223260308.9
（17）一种利用助沉装置提升处理效能的芬顿流化塔装置 张彬彬，林娜，欧阳清华，李海波 授权 202223124816.4
该项技术作为“工业集聚区污水深度净化新型技术”的重要组成部分获得2017年环境保护科学技术奖一等奖
该项技术作为“工业污水深度净化技术与装备” 的重要组成部分获得2021年中国产学研合作创新成果一等奖