一體流態(tài)化催化氧化塔及應(yīng)用其深度處理廢水的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一體流態(tài)化催化氧化塔及應(yīng)用其深度處理廢水的方法。該催化氧化塔的均衡調(diào)節(jié)單元通過(guò)管道與設(shè)置在催化氧化單元底部的布水管連接；催化氧化單元上部外側(cè)設(shè)有循環(huán)水槽，循環(huán)水槽的外側(cè)設(shè)有中間水槽，循環(huán)水槽的頂部通過(guò)溢流口與中間水槽連接；中間水槽通過(guò)管道與混凝沉淀單元的布水管連接，集水池通過(guò)管道與均衡調(diào)節(jié)單元連接；均衡調(diào)節(jié)單元通過(guò)第一溢流管與集水池連接，中間水槽通過(guò)第二溢流管與集水池連接；出水槽的出水口通過(guò)出水管與清水池連接。本發(fā)明有效提高了傳質(zhì)效率和化學(xué)反應(yīng)的速率，提高了廢水中有機(jī)污染物氧化降解的效果；可減少Fenton試劑使用量，減少后期混凝過(guò)程中化學(xué)污泥的產(chǎn)量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一體流態(tài)化催化氧化塔及應(yīng)用其深度處理廢水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種造紙廢水處理裝置及方法，特別是涉及一種一體流態(tài)化催化氧化塔及應(yīng)用其深度處理廢水的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]制漿造紙工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程消耗了大量的水資源，這些水資源在生產(chǎn)過(guò)程中受到污染成為廢水排出。因此，制漿造紙工業(yè)是廢水和污染物排放的主要源頭之一。制漿造紙廢水中的污染物主要是植物纖維原料中的木素、半纖維素、少量纖維素與制漿、漂白化學(xué)品反應(yīng)、降解生成的產(chǎn)物，廢水中含有一定濃度的難生物降解的有機(jī)物和毒性有機(jī)物。當(dāng)前，制漿造紙廠普遍采取物化處理結(jié)合二級(jí)生物處理的技術(shù)進(jìn)行制漿造紙廢水的處理，有效降低了廢水的污染負(fù)荷。但是，因?yàn)殡y生物降解的有機(jī)物和毒性有機(jī)物的存在，制漿造紙廢水經(jīng)二級(jí)生物處理后仍然含有較高濃度的有機(jī)物，不能達(dá)到國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)，因而必須進(jìn)行進(jìn)一步的深度處理，以降低廢水中污染物的濃度，減輕對(duì)環(huán)境的影響。
[0003]高級(jí)氧化技術(shù)是利用反應(yīng)過(guò)程中生成的具有強(qiáng)氧化能力的羥基自由基.0H來(lái)氧化、降解廢水中的有機(jī)污染物。高級(jí)氧化技術(shù)具有反應(yīng)速度快、操作簡(jiǎn)便、反應(yīng)條件溫和且處理效果好的特點(diǎn)，已成為廢水深度處理采用的主要技術(shù)，對(duì)于降解去除廢水中的難生物降解有機(jī)物具有穩(wěn)定的良好的效果。
[0004]Fenton催化氧化法是利用亞鐵離子催化過(guò)氧化氫分解生成羥基自由基，再通過(guò)羥基自由基氧化降解、礦化廢水中的有機(jī)污染物，從而達(dá)到大大降低廢水污染負(fù)荷的目的。Fenton催化氧化法實(shí)質(zhì)上包括兩個(gè)步驟:首先，亞鐵離子在酸性條件下催化過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生羥基自由基，通過(guò)羥基自由基氧化、礦化廢水中的有機(jī)物；接著，調(diào)節(jié)催化氧化后反應(yīng)體系的PH值至堿性，鐵離子在堿性條件下生成鐵鹽沉淀絮體，通過(guò)吸附、混凝沉淀的方式去除廢水中的部分有機(jī)物和其`他污染物。因此，F(xiàn)enton催化氧化法是催化氧化和混凝沉淀共同作用的結(jié)果。Fenton催化氧化法是當(dāng)前工程上應(yīng)用較多的高級(jí)氧化技術(shù)，但是普通的Fenton催化氧化技術(shù)存在著化學(xué)品用量大、處理成本高的問(wèn)題，且處理過(guò)程中產(chǎn)生了大量的化學(xué)污泥。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有普通Fenton氧化技術(shù)存在的不足，提供一種降低化學(xué)品用量、減少化學(xué)污泥產(chǎn)量、提高廢水處理效率的一體流態(tài)化催化氧化塔及其應(yīng)用于深度處理廢水的方法。
[0006]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]一體流態(tài)化催化氧化塔，包括均衡調(diào)節(jié)單元、催化氧化單元、混凝沉淀單元、循環(huán)水槽、中間水槽、出水槽、集水池、清水池和藥劑制備系統(tǒng)；所述均衡調(diào)節(jié)單元通過(guò)管道與設(shè)置在催化氧化單元底部的布水管連接；均衡調(diào)節(jié)單元與布水管的連接管道上設(shè)置有依次連接的第二流量計(jì)、第二水泵和第三管道混合器；第三管道混合器通過(guò)管道與藥劑制備系統(tǒng)的過(guò)氧化氫貯存槽的出口連接；
[0008]所述催化氧化單元上部外側(cè)設(shè)有循環(huán)水槽，催化氧化單元的頂部通過(guò)溢流口與循環(huán)水槽連接；循環(huán)水槽通過(guò)管道與催化氧化單元的布水管連接，所述循環(huán)水槽與催化氧化單元的布水管的連接管道上設(shè)置有第三流量計(jì)和循環(huán)水泵；催化氧化單元中還設(shè)置有射流板和粒子投入口 ；循環(huán)水槽的外側(cè)設(shè)有中間水槽，循環(huán)水槽的頂部通過(guò)溢流口與中間水槽連接；
[0009]所述中間水槽通過(guò)管道與混凝沉淀單元的布水管連接，所述中間水槽與混凝沉淀單元布水管的連接管道上設(shè)置有依次連接的第四流量計(jì)、第三水泵、第四管道混合器和第五管道混合器；第四管道混合器通過(guò)管道與藥劑制備系統(tǒng)的堿液貯存槽的出口連接；第五管道混合器通過(guò)管道與藥劑制備系統(tǒng)的絮凝劑貯存槽的出口連接；
[0010]所述混凝沉淀單元上部外側(cè)設(shè)置有出水槽，混凝沉淀單元頂部通過(guò)溢流口與出水槽連接；
[0011]所述集水池通過(guò)管道與均衡調(diào)節(jié)單元連接；集水池與均衡調(diào)節(jié)單元的連接管道上設(shè)置有依次連接的第一水泵、第一管道混合器、第二管道混合器和第一流量計(jì)；第一管道混合器通過(guò)管道與藥劑制備系統(tǒng)的酸液貯存槽的出口連接；第二混合器通過(guò)管道與藥劑制備系統(tǒng)的催化劑貯存槽的出口連接；均衡調(diào)節(jié)單元通過(guò)第一溢流管與集水池連接，中間水槽通過(guò)第二溢流管與集水池連接；
[0012]所述出水槽的出水口通過(guò)出水管與清水池連接，出水槽的溢流口通過(guò)第三溢流管與清水池連接。
[0013]為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，優(yōu)選地，所述的均衡調(diào)節(jié)單元是設(shè)置有數(shù)塊彼此分離的隔板的推流式槽體。所述的催化氧化單元`是底部設(shè)置有布水管的上流式柱狀反應(yīng)單元。所述的混凝沉淀單元設(shè)置有依次流通的流態(tài)化反應(yīng)區(qū)、絮體增長(zhǎng)反應(yīng)區(qū)、絮體分離沉淀區(qū)、污泥濃縮區(qū)和澄清水區(qū)，是具有中和、混凝、沉淀和凈化功能的一體化立式反應(yīng)單元。所述的射流板為設(shè)置有錐孔的多孔扇形板。所述的第三管道混合器與藥劑制備系統(tǒng)的過(guò)氧化氫貯存槽出口的連接管道上設(shè)置有第五計(jì)量泵；所述的第四管道混合器與藥劑制備系統(tǒng)的堿液貯存槽出口的連接管道上設(shè)置有第四計(jì)量泵；所述的第五管道混合器與藥劑制備系統(tǒng)的絮凝劑貯存槽出口的連接管道上設(shè)置有第三計(jì)量泵；所述的第一管道混合器與藥劑制備系統(tǒng)的酸液貯存槽出口的連接管道上設(shè)置有第二計(jì)量泵；所述的第二管道混合器與藥劑制備系統(tǒng)的催化劑貯存槽出口的連接管道上設(shè)置有第一計(jì)量泵。
[0014]應(yīng)用所述的一體流態(tài)化催化氧化塔深度處理廢水的方法，包括以下步驟和工藝條件:
[0015]I)均衡調(diào)節(jié):將集水池中的廢水通過(guò)第一水泵輸送到一體流態(tài)化催化氧化塔頂部的均衡調(diào)節(jié)單元，同時(shí)通過(guò)第一管道混合器和第二管道混合器依次加入H2SO4和與待處理水中COD質(zhì)量比為1.5~2.5:1的FeSO4.7H20 ;廢水在均衡調(diào)節(jié)單元的停留時(shí)間為10~15分鐘；出口處廢水的pH為3~4 ;
[0016]2)催化氧化處理:經(jīng)過(guò)均衡調(diào)節(jié)處理的廢水采用第二水泵通過(guò)管道輸送進(jìn)入催化氧化單元底部的布水管，同時(shí)通過(guò)第三管道混合器加入與待處理水中COD質(zhì)量比為1.5~
3.5:1的過(guò)氧化氫；通過(guò)粒子投入口向催化氧化單元投入粒徑為0.5~1.5mm的小顆粒石英砂；從布水管流出的廢水以45~65m/h的流速在催化氧化單元的底部向上流動(dòng)，使小顆粒石英砂呈流態(tài)化狀態(tài)，進(jìn)行流態(tài)化催化氧化反應(yīng)；廢水經(jīng)過(guò)流態(tài)化催化氧化處理后到達(dá)催化氧化單元的上部，隨著流動(dòng)截面積的增加，廢水上流速度下降，小顆粒石英砂的運(yùn)動(dòng)速度不斷下降，最后廢水與石英砂分離通過(guò)出水堰溢流到循環(huán)水槽；循環(huán)水槽中的1/2 - 2/3質(zhì)量的水通過(guò)循環(huán)水泵經(jīng)管道輸送進(jìn)入催化氧化單元底部的布水管，和來(lái)自均衡調(diào)節(jié)單元的廢水混合，以維持廢水在催化氧化單元中的上流速度，使小顆粒石英砂充分流態(tài)化；循環(huán)水槽中的另外1/3 - 1/2質(zhì)量的水通過(guò)頂部的出水堰溢流進(jìn)入中間水槽；
[0017]3)混凝沉淀和凈化:經(jīng)催化氧化處理的廢水通過(guò)循環(huán)水槽進(jìn)入中間水槽，再通過(guò)第三水泵經(jīng)管道輸送到混凝沉淀單元的布水管，進(jìn)入混凝沉淀單元的流態(tài)化反應(yīng)區(qū)，同時(shí)通過(guò)第四管道混合器和第五管道混合器向廢水中加入堿液和聚丙烯酰胺；以廢水體積計(jì)，聚丙烯酰胺的加入量為I~2mg/L，廢水的pH值調(diào)節(jié)至7.5~8。在流態(tài)化反應(yīng)區(qū)，微絮體開(kāi)始形成，維持水流上升速度為25~45m/h，使微絮體處于流態(tài)化狀態(tài)，使廢水和堿液、聚丙烯酰胺充分混合、接觸、反應(yīng)；從流態(tài)化反應(yīng)區(qū)出來(lái)的廢水進(jìn)入絮體增長(zhǎng)反應(yīng)區(qū)，廢水的流速下降，流態(tài)化逐漸減弱，微絮體在絮凝劑作用下相互凝聚，形成較大的絮體開(kāi)始下沉，接著，廢水進(jìn)入絮體分離沉淀區(qū)；在絮體分離沉淀區(qū)，廢水上升的流速進(jìn)一步下降，絮體逐漸下沉，最后到達(dá)污泥濃縮區(qū)，在反應(yīng)器底部形成沉淀并逐漸濃縮，而廢水緩慢上流至混凝沉淀單元頂部的澄清水區(qū)，通過(guò)溢流堰溢流進(jìn)入出水槽輸送到清水池，完成廢水的一體流態(tài)化催化氧化處理過(guò)程。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0019]1、本發(fā)明利用流態(tài)化催化氧化技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的Fenton氧化工藝，利用流態(tài)化條件下高效的傳質(zhì)效率，實(shí)現(xiàn)了較低的過(guò)氧化氫和亞鐵離子投加量條件下較高的廢水處理效果，有效提高了廢水處理的效率，同時(shí)減少了化學(xué)污泥的生成量。廢水在催化氧化單元中依次經(jīng)過(guò)強(qiáng)流態(tài)化混合反應(yīng)區(qū)、流態(tài)化催化氧化反應(yīng)區(qū)和固液分離區(qū)的處理，使廢水與Fenton試劑在流態(tài)化條件下充分、均勻混合,進(jìn)行流態(tài)化的催化氧化反應(yīng),有效提高了傳質(zhì)效率和化學(xué)反應(yīng)的速率，提高了廢水中有機(jī)污染物氧化降解的效果；同時(shí)可減少Fenton試劑使用量，減少后期混凝過(guò)程中化學(xué)污泥的產(chǎn)量。
`[0020]2、本發(fā)明廢水在一體流態(tài)化催化氧化塔中連續(xù)進(jìn)行了均衡調(diào)節(jié)、催化氧化處理和混凝沉淀、凈化處理等工藝過(guò)程，完成了 Fenton催化氧化的完整的處理過(guò)程，大大提高了廢水處理的效率，縮短了廢水處理的流程，減少了占地面積和設(shè)備投資的成本。
[0021]3、本發(fā)明催化氧化處理后的廢水在流態(tài)化條件下和堿液、絮凝劑進(jìn)行充分、均勻混合反應(yīng)，有效提高了傳質(zhì)的效率，增強(qiáng)了廢水混凝沉淀的效果；另一方面，廢水在混凝沉淀單元中依次實(shí)現(xiàn)了中和、混凝、沉淀、凈化的目的，有效提高了廢水處理的效率。
[0022]4、本發(fā)明采用了過(guò)氧化氫逐步、連續(xù)加入到反應(yīng)體系中的方法，有效維持了催化氧化塔中穩(wěn)定、較高的過(guò)氧化氫濃度，保證羥基自由基持續(xù)有效的生成，維持較高的催化氧化反應(yīng)速度，同時(shí)可有效減少過(guò)氧化氫的無(wú)效分解，從而減少過(guò)氧化氫的加入量。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明一體流態(tài)化催化氧化塔的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例所表述的范圍。
[0025]如圖1所示，一體流態(tài)化催化氧化塔，包括均衡調(diào)節(jié)單元1、催化氧化單元2、混凝沉淀單元3、循環(huán)水槽4、中間水槽5、出水槽6、集水池7、清水池8和藥劑制備系統(tǒng)9 ;均衡調(diào)節(jié)單元是設(shè)置有數(shù)塊彼此分離的隔板的推流式槽體；催化氧化單元是底部設(shè)置有布水管的上流式柱狀反應(yīng)單元；混凝沉淀單元是具有中和、混凝、沉淀和凈化功能的一體化立式反應(yīng)單元；藥劑制備系統(tǒng)制備和/或貯存了酸、催化劑、堿、絮凝劑溶液和過(guò)氧化氫，并分別通過(guò)計(jì)量泵加入到廢水中去。
[0026]均衡調(diào)節(jié)單元I通過(guò)管道與設(shè)置在催化氧化單元2底部的布水管22連接；均衡調(diào)節(jié)單元I與布水管22的連接管道上設(shè)置有依次連接的第二流量計(jì)20、第二水泵11和第三管道混合器16 ;第三管道混合器16通過(guò)管道與藥劑制備系統(tǒng)9的過(guò)氧化氫貯存槽的出口連接；第三管道混合器16與藥劑制備系統(tǒng)9的過(guò)氧化氫貯存槽出口的連接管道上設(shè)置有第五計(jì)量泵30 ；
[0027]催化氧化單元2上部外側(cè)設(shè)有循環(huán)水槽4，催化氧化單元2的頂部通過(guò)溢流口與循環(huán)水槽4連接；循環(huán)水槽4通過(guò)管道與催化氧化單元2的布水管22連接，所述循環(huán)水槽4與催化氧化單元2的布水管22的連接管道上設(shè)置有第三流量計(jì)21和循環(huán)水泵12 ;催化氧化單元2中還設(shè)置有射流板23和粒子投入口 24，通過(guò)粒子投入口 24向催化氧化單元2投加固體小顆粒25 ;射流板23為設(shè)置有錐孔的多孔扇形板；
[0028]循環(huán)水槽4的外側(cè)設(shè)有中間水槽5，循環(huán)水槽4的頂部通過(guò)溢流口與中間水槽5連接；
[0029]中間水槽5通過(guò)管道與混凝沉淀單元3的布水管連接，所述中間水槽5與混凝沉淀單元3布水管的連接管道上設(shè)置有依次連接的第四流量計(jì)35、第三水泵13、第四管道混合器17和第五管道混合器18 ;第四管道混合器17通過(guò)管道與藥劑制備系統(tǒng)9的堿液貯存槽的出口連接；所述的第四管道混合器17與藥劑制備系統(tǒng)9的堿液貯存槽出口的連接管道上設(shè)置有第四計(jì)量泵29 ;第五管道`混合器18通過(guò)管道與藥劑制備系統(tǒng)9的絮凝劑貯存槽的出口連接；第五管道混合器18與藥劑制備系統(tǒng)9的絮凝劑貯存槽出口的連接管道上設(shè)置有第三計(jì)量泵28 ；
[0030]混凝沉淀單元3上部外側(cè)設(shè)置有出水槽6，混凝沉淀單元3頂部通過(guò)溢流口與出水槽6連接；混凝沉淀單元3設(shè)置有依次流通的流態(tài)化反應(yīng)區(qū)、絮體增長(zhǎng)反應(yīng)區(qū)、絮體分離沉淀區(qū)、污泥濃縮區(qū)和澄清水區(qū)。
[0031]集水池7通過(guò)管道與均衡調(diào)節(jié)單元I連接；集水池7與均衡調(diào)節(jié)單元I的連接管道上設(shè)置有依次連接的第一水泵10、第一管道混合器14、第二管道混合器15和第一流量計(jì)19 ;第一管道混合器14通過(guò)管道與藥劑制備系統(tǒng)9的酸液貯存槽的出口連接；第一管道混合器14與藥劑制備系統(tǒng)9的酸液貯存槽出口的連接管道上設(shè)置有第二計(jì)量泵27 ;第二混合器15通過(guò)管道與藥劑制備系統(tǒng)9的催化劑貯存槽的出口連接；第二管道混合器15與藥劑制備系統(tǒng)的催化劑貯存槽出口的連接管道上設(shè)置有第一計(jì)量泵26 ;均衡調(diào)節(jié)單元I通過(guò)第一溢流管31與集水池7連接，中間水槽5通過(guò)第二溢流管32與集水池7連接。
[0032]出水槽6的出水口通過(guò)出水管33與清水池8連接，出水槽6的溢流口通過(guò)第三溢流管34與清水池8連接。[0033]實(shí)施例1
[0034]本實(shí)施例中，一體流態(tài)化催化氧化塔用于處理南方雜木漿DO/C - (EO)PDl漂白廢水經(jīng)水解酸化和活性污泥法處理后的廢水，廢水的C0D。,為350mg/L，BOD5為55mg/L，色度為490C.U.。
[0035]應(yīng)用一體流態(tài)化催化氧化塔處理廢水的方法，包括以下步驟和工藝條件:
[0036]I)均衡調(diào)節(jié):將集水池7中的廢水通過(guò)第一水泵10輸送到一體流態(tài)化催化氧化塔頂部的均衡調(diào)節(jié)單元1，同時(shí)通過(guò)第一管道混合器14和第二管道混合器15依次加入H2SO4和FeSO4.7H20，均衡調(diào)節(jié)單元I中設(shè)置有數(shù)塊彼此分離的隔板，廢水以推流式依次通過(guò)均衡調(diào)節(jié)單元的各個(gè)隔板，使廢水、H2SO4和FeSO4.7H20在通過(guò)第一管道混合器14和第二管道混合器15和均衡調(diào)節(jié)單元I的同時(shí)得到充分、均勻混合。廢水在均衡調(diào)節(jié)單元I的停留時(shí)間為10~15分鐘；按待處理的廢水體積計(jì)，F(xiàn)eSO4.7H20的加入量為700mg/L ；
[0037]2)催化氧化處理:經(jīng)過(guò)均衡調(diào)節(jié)處理的廢水采用第二水泵11通過(guò)管道輸送進(jìn)入催化氧化單元2底部的布水管22，同時(shí)通過(guò)第三管道混合器16加入過(guò)氧化氫，以廢水體積計(jì)，過(guò)氧化氫溶液在廢水中的加入量控制為1050mg/L ;通過(guò)粒子投入口 24向催化氧化單元2投入粒徑為0.5~1.5mm的小顆粒石英砂25 ;從布水管22流出的廢水以45~65m/h的流速在催化氧化單元2的底部向上流動(dòng)，使小顆粒石英砂25呈流態(tài)化狀態(tài)，進(jìn)行流態(tài)化催化氧化反應(yīng)；而催化氧化單元2底部設(shè)置的射流板23使廢水呈現(xiàn)湍流、混流、漩渦等流動(dòng)狀態(tài)，有效增強(qiáng)了催化氧化單元底部的流態(tài)化程度，有利于廢水中的有機(jī)物、過(guò)氧化氫、H2SO4和FeSO4.7H20的迅速混合、反應(yīng)，提高了催化氧化反應(yīng)的速度。廢水經(jīng)過(guò)流態(tài)化催化氧化處理后到達(dá)催化氧化單元2的上部，隨著流動(dòng)截面積的增加，廢水上流速度下降，小顆粒石英砂25的運(yùn)動(dòng)速度不斷下降，最后廢水與石英砂分離通過(guò)出水堰溢流到循環(huán)水槽4 ;循環(huán)水槽4中的部分(1/2 - 2/3質(zhì)量)水通過(guò)循環(huán)水泵12經(jīng)管道輸送進(jìn)入催化氧化單元2底部的布水管22，和來(lái)自均衡調(diào)節(jié)單元I的廢水混合，以維持廢水在催化氧化單元中的上流速度，使小顆粒石英砂充分流態(tài)化；循環(huán)水槽4中的另一部分水(1/3 - 1/2質(zhì)量)通過(guò)頂部的出水堰溢流進(jìn)入中間水槽5 ；
[0038]所述步驟2中，廢水在一體流態(tài)化催化氧化塔的催化氧化單元2中依次經(jīng)過(guò)強(qiáng)流態(tài)化混合反應(yīng)區(qū)、流態(tài)化催化氧化反應(yīng)區(qū)和固液分離區(qū)的處理。
[0039]3)混凝沉淀和凈化:經(jīng)催化氧化處理的廢水通過(guò)循環(huán)水槽4進(jìn)入中間水槽5，再通過(guò)第三水泵13經(jīng)管道輸送到混凝沉淀單元3的布水管，進(jìn)入混凝沉淀單元3的流態(tài)化反應(yīng)區(qū)，同時(shí)通過(guò)第四管道混合器17和第五管道混合器18向廢水中加入堿液和聚丙烯酰胺，以廢水體積計(jì)，聚丙烯酰胺的加入量為1.5mg/L ;在流態(tài)化反應(yīng)區(qū)，微絮體開(kāi)始形成，維持水流上升速度為25~45m/h，使微絮體處于流態(tài)化狀態(tài)，使廢水和堿液、聚丙烯酰胺充分混合、接觸、反應(yīng)；
[0040]從流態(tài)化反應(yīng)區(qū)出來(lái)的廢水進(jìn)入絮體增長(zhǎng)反應(yīng)區(qū)，廢水的流速下降，流態(tài)化逐漸減弱，微絮體在絮凝劑作用下相互凝聚，形成較大的絮體開(kāi)始下沉，接著，廢水進(jìn)入絮體分離沉淀區(qū)；在絮體分離沉淀區(qū)，廢水上升的流速進(jìn)一步下降，絮體逐漸下沉，最后到達(dá)污泥濃縮區(qū)，在反應(yīng)器底部形成沉淀并逐漸濃縮，而廢水緩慢上流至混凝沉淀單元3頂部的澄清水區(qū)，通過(guò)溢流堰溢流進(jìn)入出水槽6，再通過(guò)出水管33輸送到清水池8，完成廢水的一體流態(tài)化催化氧化處理過(guò)程。[0041]經(jīng)處理后，廢水的CODra為93mg/L，色度為120C.U.。而采取常規(guī)的Fenton處理方法，處理后廢水的CODra在120 - 150mg/L之間，色度為120 - 170C.U.，且處理成本較高。
[0042]實(shí)施例2
[0043]本實(shí)施例除下述外同實(shí)施例1:一體流態(tài)化催化氧化塔用于處理某煙草薄片企業(yè)造紙法再造煙葉生產(chǎn)廢水經(jīng)UASB和SBR處理后的廢水，廢水的CODra為550mg/L，色度為1900C.U.;本實(shí)施例中，以廢水體積計(jì)，F(xiàn)eSO4.7H20的加入量為1375mg/L，過(guò)氧化氫加入量為825mg/L，聚丙烯酰胺的加入量為2.0mg/L。經(jīng)處理后，廢水的CODra為190mg/L，色度為260C.U.。而采取常規(guī)的Fenton處理方法，處理后廢水的CODra在230 -260mg/L之間，色度為400 - 480C.U.，且處理成本較高。
[0044]實(shí)施例3
[0045]本實(shí)施例除下述外同實(shí)施例1:一體流態(tài)化催化氧化塔用于處理某煙草薄片企業(yè)造紙法再造煙葉生產(chǎn)廢水經(jīng)UASB和SBR處理后的廢水，廢水的CODra為550mg/L，色度為1900C.U.;本實(shí)施例中，以廢水體積計(jì)，F(xiàn)eSO4.7H20的加入量為825mg/L，過(guò)氧化氫加入量為1925mg/L，聚丙烯酰胺的加入量為1.0mg/L。經(jīng)處理后，廢水的CODra為160mg/L，色度為220C.U.。而采取常規(guī)的Fenton處理方法，處理后廢水的CODra在230 -260mg/L之間，色度為400 - 480C.U.，且處理成本較高。
【權(quán)利要求】
1.一體流態(tài)化催化氧化塔，包括均衡調(diào)節(jié)單元、催化氧化單元、混凝沉淀單元、循環(huán)水槽、中間水槽、出水槽、集水池、清水池和藥劑制備系統(tǒng)；所述均衡調(diào)節(jié)單元通過(guò)管道與設(shè)置在催化氧化單元底部的布水管連接；均衡調(diào)節(jié)單元與布水管的連接管道上設(shè)置有依次連接的第二流量計(jì)、第二水泵和第三管道混合器；第三管道混合器通過(guò)管道與藥劑制備系統(tǒng)的過(guò)氧化氫貯存槽的出口連接； 所述催化氧化單元上部外側(cè)設(shè)有循環(huán)水槽，催化氧化單元的頂部通過(guò)溢流口與循環(huán)水槽連接；循環(huán)水槽通過(guò)管道與催化氧化單元的布水管連接，所述循環(huán)水槽與催化氧化單元的布水管的連接管道上設(shè)置有第三流量計(jì)和循環(huán)水泵；催化氧化單元中還設(shè)置有射流板和粒子投入口 ；循環(huán)水槽的外側(cè)設(shè)有中間水槽，循環(huán)水槽的頂部通過(guò)溢流口與中間水槽連接; 所述中間水槽通過(guò)管道與混凝沉淀單元的布水管連接，所述中間水槽與混凝沉淀單元布水管的連接管道上設(shè)置有依次連接的第四流量計(jì)、第三水泵、第四管道混合器和第五管道混合器；第四管道混合器通過(guò)管道與藥劑制備系統(tǒng)的堿液貯存槽的出口連接；第五管道混合器通過(guò)管道與藥劑制備系統(tǒng)的絮凝劑貯存槽的出口連接； 所述混凝沉淀單元上部外側(cè)設(shè)置有出水槽，混凝沉淀單元頂部通過(guò)溢流口與出水槽連接； 所述集水池通過(guò)管道與均衡調(diào)節(jié)單元連接；集水池與均衡調(diào)節(jié)單元的連接管道上設(shè)置有依次連接的第一水泵、第一管道混合器、第二管道混合器和第一流量計(jì)；第一管道混合器通過(guò)管道與藥劑制備系統(tǒng)的酸液貯存槽的出口連接；第二混合器通過(guò)管道與藥劑制備系統(tǒng)的催化劑貯存槽的出口連接；均衡調(diào)節(jié)單元通過(guò)第一溢流管與集水池連接，中間水槽通過(guò)第二溢流管與集水池連接； 所述出水槽的出水口通過(guò)出水管與清水池連接，出水槽的溢流口通過(guò)第三溢流管與清水池連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體流態(tài)化催化氧化塔，其特征在于，所述的均衡調(diào)節(jié)單元是設(shè)置有數(shù)塊彼此分離的隔板的推流式槽體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體流態(tài)化催化氧化塔，其特征在于，所述的催化氧化單元是底部設(shè)置有布水管的上流式柱狀反應(yīng)單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體流態(tài)化催化氧化塔，其特征在于，所述的混凝沉淀單元設(shè)置有依次流通的流態(tài)化反應(yīng)區(qū)、絮體增長(zhǎng)反應(yīng)區(qū)、絮體分離沉淀區(qū)、污泥濃縮區(qū)和澄清水區(qū)，是具有中和、混凝、沉淀和凈化功能的一體化立式反應(yīng)單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體流態(tài)化催化氧化塔，其特征在于，所述的射流板為設(shè)置有錐孔的多孔扇形板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體流態(tài)化催化氧化塔，其特征在于，所述的第三管道混合器與藥劑制備系統(tǒng)的過(guò)氧化氫貯存槽出口的連接管道上設(shè)置有第五計(jì)量泵；所述的第四管道混合器與藥劑制備系統(tǒng)的堿液貯存槽出口的連接管道上設(shè)置有第四計(jì)量泵；所述的第五管道混合器與藥劑制備系統(tǒng)的絮凝劑貯存槽出口的連接管道上設(shè)置有第三計(jì)量泵；所述的第一管道混合器與藥劑制備系統(tǒng)的酸液貯存槽出口的連接管道上設(shè)置有第二計(jì)量泵；所述的第二管道混合器與藥劑制備系統(tǒng)的催化劑貯存槽出口的連接管道上設(shè)置有第一計(jì)量泵。
7.應(yīng)用權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一體流態(tài)化催化氧化塔深度處理廢水的方法，其特征在于包括以下步驟和工藝條件: 1)均衡調(diào)節(jié):將集水池中的廢水通過(guò)第一水泵輸送到一體流態(tài)化催化氧化塔頂部的均衡調(diào)節(jié)單元，同時(shí)通過(guò)第一管道混合器和第二管道混合器依次加入H2SO4和與待處理水COD質(zhì)量比為1.5~2.5:1的FeSO4.7H20，廢水在均衡調(diào)節(jié)單元的停留時(shí)間為10~15分鐘；出口處廢水的pH為3~4 ; 2)催化氧化處理:經(jīng)過(guò)均衡調(diào)節(jié)處理的廢水采用第二水泵通過(guò)管道輸送進(jìn)入催化氧化單元底部的布水管，同時(shí)通過(guò)第三管道混合器加入與待處理水COD質(zhì)量比為1.5~3.5:1的過(guò)氧化氫；通過(guò)粒子投入口向催化氧化單元投入粒徑為0.5~1.5mm的小顆粒石英砂；從布水管流出的廢水以45~65m/h的流速在催化氧化單元的底部向上流動(dòng)，使小顆粒石英砂呈流態(tài)化狀態(tài)，進(jìn)行流態(tài)化催化氧化反應(yīng)；廢水經(jīng)過(guò)流態(tài)化催化氧化處理后到達(dá)催化氧化單元的上部，隨著流動(dòng)截面積的增加，廢水上流速度下降，小顆粒石英砂的運(yùn)動(dòng)速度不斷下降，最后廢水與石英砂分離通過(guò)出水堰溢流到循環(huán)水槽；循環(huán)水槽中的1/2 - 2/3質(zhì)量的水通過(guò)循環(huán)水泵經(jīng)管道輸送進(jìn)入催化氧化單元底部的布水管，和來(lái)自均衡調(diào)節(jié)單元的廢水混合，以維持廢水在催化氧化單元中的上流速度，使小顆粒石英砂充分流態(tài)化；循環(huán)水槽中的另外1/3 - 1/2質(zhì)量的水通過(guò)頂部的出水堰溢流進(jìn)入中間水槽； 3)混凝沉淀和凈化:經(jīng)催化氧化處理的廢水通過(guò)循環(huán)水槽進(jìn)入中間水槽，再通過(guò)第三水泵經(jīng)管道輸送到混凝沉淀單元的布水管，進(jìn)入混凝沉淀單元的流態(tài)化反應(yīng)區(qū)，同時(shí)通過(guò)第四管道混合器和第五管道混合器向廢水中加入堿液和聚丙烯酰胺，以廢水體積計(jì)，聚丙烯酰胺的加入量為I~2mg/L，廢水的pH值調(diào)節(jié)至7.5~8 ;在流態(tài)化反應(yīng)區(qū)，微絮體開(kāi)始形成，維持水流上升速度為25~45m/h，使微絮體處于流態(tài)化狀態(tài)，使廢水和堿液、聚丙烯酰胺充分混合、接觸、反應(yīng)；從流態(tài)化反應(yīng)區(qū)出來(lái)的廢水進(jìn)入絮體增長(zhǎng)反應(yīng)區(qū)，廢水的流速下降，流態(tài)化逐漸減 弱，微絮體在絮凝劑作用下相互凝聚，形成較大的絮體開(kāi)始下沉，接著，廢水進(jìn)入絮體分離沉淀區(qū)；在絮體分離沉淀區(qū)，廢水上升的流速進(jìn)一步下降，絮體逐漸下沉，最后到達(dá)污泥濃縮區(qū)，在反應(yīng)器底部形成沉淀并逐漸濃縮，而廢水緩慢上流至混凝沉淀單元頂部的澄清水區(qū)，通過(guò)溢流堰溢流進(jìn)入出水槽輸送到清水池，完成廢水的一體流態(tài)化催化氧化處理過(guò)程。
【文檔編號(hào)】C02F9/04GK103771624SQ201410035240
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】雷利榮, 李友明 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)