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      一種高難度廢水深度處理裝置及方法與流程

      文檔序號:12101276閱讀:287來源:國知局

      本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域,涉及一種適用于高難度廢水深度處理裝置。



      背景技術(shù):

      現(xiàn)有工業(yè)廢水處理工藝中,高級氧化法可將可生化性差、相對分子質(zhì)量較大的有機(jī)廢水直接礦化或通過氧化提高可生化性。臭氧氧化工藝由于氧化效果好,脫色能力強(qiáng),無二次污染,是高級氧化工藝中最具代表性,應(yīng)用較為廣泛的高級氧化法,具有較強(qiáng)去除有機(jī)污染物的能力,可以去除水中的酚、氰等污染物,也可以用來分解廢水中的烷基苯磺酸鈉(ABS)、蛋白質(zhì)、氨基酸、有機(jī)胺、木質(zhì)素、腐殖質(zhì)、雜環(huán)狀化合物及鏈?zhǔn)讲伙柡突衔锏任廴疚?。同時,對印染、染料廢水的脫色處理,臭氧氧化法也具有非常好的效果。因此,臭氧氧化法具有良好的應(yīng)用前景。

      然由于臭氧氧化工藝中,臭氧的利用率低,導(dǎo)致處理成本提高;并且臭氧氧化具有選擇性,當(dāng)水質(zhì)變化較大時,難以保證達(dá)標(biāo)。為此,中國專利文獻(xiàn)CN201762214U公開一種臭氧-生物活性炭水凈化裝置,包括臭氧制備間、臭氧接觸池、提升泵房和生物活性炭濾油,在臭氧接觸池內(nèi)設(shè)有梳狀的、上下對插的數(shù)個導(dǎo)流板,在相鄰的導(dǎo)流板之間各設(shè)有臭氧噴頭,在臭氧接觸池的兩端分別設(shè)有污水進(jìn)水口和臭氧接觸池出口:臭氧制備間通過臭氧管道分別與每一臭氧噴頭連接,臭氧接觸池出口通過提升泵房內(nèi)的提升泵與生物活性炭濾池的布水裝置入口連接。該現(xiàn)有技術(shù)裝置集活性炭物理化學(xué)吸附、臭氧化學(xué)氧化及生物氧化降解的裝置為一體,污水中難降解有機(jī)物經(jīng)臭氧氧化成易降解有機(jī)物后進(jìn)入生物活性炭濾池,進(jìn)行有機(jī)物的進(jìn)一步去除,能一定程度上降低成本。然由于該現(xiàn)有技術(shù)為均分折板導(dǎo)流,使得水的流程短,臭氧接觸池的橫截面積小,水流旋動少以及水的流動方式單一,從而導(dǎo)致氣液兩相混合不夠充分,臭氧利用率低、成本偏高。

      因此急需一種新型的臭氧氧化裝置,以提高臭氧利用效率,降低處理成本,確保污水達(dá)標(biāo)排放。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      因此,本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的均分折板導(dǎo)流,使得水的流程短,臭氧接觸池的橫截面積小,水流旋動少以及水的流動方式單一,從而導(dǎo)致氣液兩相混合不夠充分,臭氧利用率低、成本偏高的缺陷,從而提供一種高難度廢水深度處理裝置及方法。

      本發(fā)明的技術(shù)方案如下:

      一種高難度廢水深度處理裝置,包括底部相互連通的預(yù)處理池、催化氧化池和尾氣吸收池三個反應(yīng)池,各個反應(yīng)池之間采用折板依次分隔開來;所述催化氧化池沿水流方向被折板分隔成n≥2個不同大小的分池。

      所述預(yù)處理池設(shè)有進(jìn)水口,所述尾氣吸收池設(shè)有出水口;所述催化氧化池底部設(shè)有臭氧進(jìn)氣管和催化劑隔板,頂部設(shè)有臭氧出氣管。

      所述催化劑隔板設(shè)在所述臭氧進(jìn)氣管的上方,用以投加填料和催化劑,使臭氧能夠與催化劑快速、有效地接觸,促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行。

      所述預(yù)處理池寬度為1000mm-5000mm;所述尾氣吸收池寬度為1000mm-5000mm;所述分池寬度為1000mm-5000mm。采用該范圍內(nèi)的的池體寬度,在增加流程的基礎(chǔ)上又保證了裝置具有一定的處理量。

      所述臭氧進(jìn)氣管上設(shè)有隨水流方向數(shù)量逐漸減少的氣孔。即隨著水中污染物濃度降低對應(yīng)減少臭氧投加量,以使臭氧的利用率得到最大化,節(jié)約生產(chǎn)成本。

      所述臭氧出氣管與循環(huán)泵連接,臭氧尾氣由循環(huán)泵集氣后從進(jìn)氣管入口處進(jìn)入臭氧進(jìn)氣管路,以提高臭氧利用率。

      一種高難度廢水深度處理方法,采用上述的高難度廢水深度處理裝置。

      包括以下步驟:

      (1)廢水從進(jìn)水口注入預(yù)處理池,根據(jù)廢水水質(zhì)情況加入pH調(diào)節(jié)藥劑(酸/堿),使廢水調(diào)節(jié)至堿性(pH為8-10);如原廢水為中性或酸性則添加液堿進(jìn)行調(diào)節(jié),如在上述范圍內(nèi)則無需調(diào)節(jié)。所述pH調(diào)節(jié)藥劑為10%-30%質(zhì)量濃度的H2SO4或NaOH水溶液。

      (2)調(diào)節(jié)緩沖完畢的廢水進(jìn)入催化氧化池與臭氧反應(yīng),并在折板的導(dǎo)流作用下使氣液兩相充分混合,在催化劑的催化作用下,與池底提供的臭氧充分接觸反應(yīng);

      (3)廢水經(jīng)催化氧化池后進(jìn)入尾氣吸收池,最終由出水口流出;臭氧經(jīng)反應(yīng)后尾氣通過循環(huán)泵由出臭氧出氣管抽出。

      所述分池的臭氧投加量可以相同或不同,以匹配不同污染物濃度的廢水。

      所述分池內(nèi)所投加的催化劑的量隨反應(yīng)階段的不同而不同,即在污水流向前期階段的分池內(nèi)采用活性炭負(fù)載金屬催化劑,在污水流向后期階段的分池內(nèi)采用單獨(dú)活性炭催化劑。

      與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的工藝優(yōu)點(diǎn)是:

      1、本發(fā)明提供的高難度廢水深度處理裝置,采用非均分折板導(dǎo)流,增加臭氧和廢水接觸時間,通過將催化氧化池分隔成大小不同的若干分池,以改變分池橫截面積,變化水流速度增加水流旋動,使氣液兩相充分混合,提高臭氧利用率。

      2、本發(fā)明提供的高難度廢水深度處理裝置,臭氧進(jìn)氣管的氣孔采用非均勻分布方式,即在來水濃度較高區(qū)域,匹配高濃度臭氧,隨著水流動方向逐漸減小臭氧濃度,在出水流段,不投加臭氧,這樣既可以提高臭氧的利用效率,又可減少進(jìn)入下一工藝階段的臭氧量,降低對下一處理工藝的影響。

      3、本發(fā)明提供的高難度廢水深度處理裝置,本發(fā)明通過在各催化氧化分池中投加不同類型的催化劑,以匹配不同的反應(yīng)階段。在催化劑更換時,根據(jù)使用情況分塊更換,減少催化劑更換成本,使系統(tǒng)內(nèi)的催化劑能夠得到充分的利用。

      4、本發(fā)明提供的高難度廢水深度處理方法各個分池的設(shè)立增加臭氧和廢水接觸時間,使氣液兩相充分混合,在催化劑的催化作用下,與池底提供的臭氧充分接觸反應(yīng);同時提高臭氧的間接氧化效率和反應(yīng)速率。

      5、本發(fā)明提供的高難度廢水深度處理方法廢水在依次流經(jīng)各個反應(yīng)分池的過程中,因臭氧氧化分解作用,廢水中污染物含量逐漸降低,對應(yīng)的臭氧投加量也逐漸減少,提高了臭氧的利用率。

      附圖說明

      為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

      圖1為本發(fā)明一種高利用率臭氧氧化的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;

      附圖標(biāo)示如下:1-進(jìn)水口;2-預(yù)處理池;3-催化氧化池;4-尾氣吸收池;5-出水口;6-臭氧出氣管;7-循環(huán)泵;8-臭氧進(jìn)氣管;9-折板;10-催化劑隔板;11-臭氧。

      具體實(shí)施方式

      提供下述實(shí)施例是為了更好地進(jìn)一步理解本發(fā)明,并不局限于所述最佳實(shí)施方式,不對本發(fā)明的內(nèi)容和保護(hù)范圍構(gòu)成限制,任何人在本發(fā)明的啟示下或是將本發(fā)明與其他現(xiàn)有技術(shù)的特征進(jìn)行組合而得出的任何與本發(fā)明相同或相近似的產(chǎn)品,均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

      實(shí)施例中未注明具體實(shí)驗(yàn)步驟或條件者,按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的常規(guī)實(shí)驗(yàn)步驟的操作或條件即可進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者,均為可以通過市購獲得的常規(guī)試劑產(chǎn)品。

      本發(fā)明各實(shí)施例中所使用的催化劑為本領(lǐng)域普通的用于臭氧氧化的金屬氧化物和活性炭催化劑。

      本發(fā)明實(shí)施例中只列出了分池為2,3,4的例子,當(dāng)分池為5個或更多時,效果與實(shí)施例2,3,4相當(dāng),甚至更好,在此不一一累述。

      本發(fā)明中所使用的pH調(diào)節(jié)藥劑為10%-30%質(zhì)量濃度的H2SO4或NaOH水溶液或其他可替換的現(xiàn)有技術(shù)常用的酸堿調(diào)節(jié)劑,只要能將廢水的pH調(diào)節(jié)至8-10便能滿足本發(fā)明的發(fā)明目的。本發(fā)明實(shí)施例中并沒有一一列舉,其他的能將廢水的pH調(diào)節(jié)至8-10的pH調(diào)節(jié)藥劑同樣能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的。

      實(shí)施例1

      本實(shí)施例提供一種高難度廢水深度處理裝置,如圖1所示,高難度廢水深度處理裝置包括底部相互連通的預(yù)處理池2、催化氧化池3和尾氣吸收池4三個反應(yīng)池,各個反應(yīng)池之間采用折板9依次分隔開來;所述催化氧化池3沿水流方向被折板9分隔成n≥2個不同大小的分池。

      所述預(yù)處理池2設(shè)有進(jìn)水口1,所述尾氣吸收池4設(shè)有出水口5;所述催化氧化池3底部設(shè)有臭氧進(jìn)氣管8和催化劑隔10板,頂部設(shè)有臭氧出氣管6。

      所述催化劑隔板10設(shè)在所述臭氧進(jìn)氣管8的上方,用以投加填料和催化劑,使臭氧能夠與催化劑快速、有效地接觸,促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。

      所述預(yù)處理池2寬度為1000mm-5000mm;所述尾氣吸收池4寬度為1000mm-5000mm;所述催化氧化池3中的分池寬度為1000mm-5000mm。

      所述臭氧進(jìn)氣管8上設(shè)有隨水流方向數(shù)量逐漸減少的氣孔。

      所述臭氧出氣管6與循環(huán)泵7連接,臭氧尾氣由循環(huán)泵7集氣后從進(jìn)氣管入口處進(jìn)入臭氧進(jìn)氣管路,以提高臭氧利用率。

      所述分池的臭氧投加量可以相同或不同,以匹配不同污染物濃度的廢水。

      所述分池內(nèi)可投加不同類型的催化劑,以匹配不同的反應(yīng)階段。

      實(shí)施例2

      某化工廢水,經(jīng)常規(guī)處理后,處理出水COD值平均為98mg/L,B/C比平均值約為0.15,pH值為5.0,出水色度超標(biāo),需經(jīng)進(jìn)一步深度處理。

      采用本發(fā)明的方法進(jìn)行處理,具體步驟如下:

      (1)經(jīng)檢測待處理廢水pH為6.5,使待處理廢水從進(jìn)水口流入,進(jìn)入預(yù)處理池,添加30%wt NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為9.0后,再進(jìn)入催化氧化池與臭氧反應(yīng),催化氧化池沿水流方向被折板分隔成2個分池,寬度分別為3000mm與2000mm,折板的導(dǎo)流作用可增加臭氧和廢水接觸時間,使氣液兩相充分混合,在催化劑隔板上投加有填料和催化劑,其中第一分池投加活性炭負(fù)載金屬錳催化劑,第二分池投加為活性炭催化劑;

      (2)催化氧化池底部設(shè)有的臭氧進(jìn)氣管上布置有隨水流方向數(shù)量逐漸減少的氣孔,廢水依次流經(jīng)兩個反應(yīng)分池的過程中,因臭氧氧化分解作用,廢水中污染物含量逐漸降低,對應(yīng)的臭氧投加量也逐漸減少,可使臭氧利用率達(dá)到最大化,整個過程中氧投加總量為40mg/L,其中第一反應(yīng)分池內(nèi)平均臭氧投加量為25mg/L,第二反應(yīng)分池平均投加量為15mg/L,廢水與池底提供的臭氧充分接觸催化氧化反應(yīng)總時長為1.5-2h;

      (3)廢水經(jīng)催化氧化池后進(jìn)入尾氣吸收池,最終由出水口流出,平均出水COD為40mg/L,出水可以達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn);臭氧經(jīng)反應(yīng)后尾氣通過循環(huán)泵由臭氧出氣管抽出。

      本實(shí)施例相比于普通臭氧氧化方法,臭氧投加量減少20-30%。

      實(shí)施例3

      某煤化工廢水,經(jīng)常規(guī)處理后,處理出水COD值平均為99mg/L,B/C比平均值約為0.17,pH值為7.5,出水色度超標(biāo),需經(jīng)進(jìn)一步深度處理。

      采用本發(fā)明的方法進(jìn)行處理,具體步驟如下:

      (1)經(jīng)檢測待處理廢水pH為6.8,使待處理廢水從進(jìn)水口流入,添加20%wt NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為9.0后,再進(jìn)入催化氧化池與臭氧反應(yīng),催化氧化池沿水流方向被折板分隔成3個分池,寬度分別為3000mm、2000mm與3000mm,折板的導(dǎo)流作用可增加臭氧和廢水接觸時間,使氣液兩相充分混合,在催化劑隔板上投加有填料和催化劑,第一、二分池投加活性炭負(fù)載金屬錳催化劑,第三分池投加為活性炭催化劑,產(chǎn)生催化作用;

      (2)催化氧化池底部設(shè)有的臭氧進(jìn)氣管上布置有隨水流方向數(shù)量逐漸減少的氣孔,廢水依次流經(jīng)三個反應(yīng)分池的過程中,因臭氧氧化分解作用,廢水中污染物含量逐漸降低,對應(yīng)的臭氧投加量也逐漸減少,可使臭氧利用率達(dá)到最大化,整個過程中氧投加總量為40mg/L,其中第一、二、三反應(yīng)分池內(nèi)平均臭氧投加量分別為20mg/L、15mg/L和5mg/L,廢水與池底提供的臭氧充分接觸催化氧化反應(yīng)總時長為1.5-2h;

      (3)廢水經(jīng)催化氧化池后進(jìn)入尾氣吸收池,最終由出水口流出,平均出水COD為38mg/L,出水可以達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn);臭氧經(jīng)反應(yīng)后尾氣通過循環(huán)泵由臭氧出氣管抽出。

      本實(shí)施例相比于普通臭氧氧化方法,臭氧投加量減少20-30%。

      實(shí)施例4

      某高pH化工廢水,經(jīng)常規(guī)處理后,處理出水COD值平均為97mg/L,B/C比平均值約為0.18,pH值為11,出水色度超標(biāo),需經(jīng)進(jìn)一步深度處理。

      采用本發(fā)明的方法進(jìn)行處理,具體步驟如下:

      (1)經(jīng)檢測待處理廢水pH為10.5,使待處理廢水從進(jìn)水口流入,經(jīng)20%wt稀硫酸調(diào)節(jié)pH約為9.5后,再進(jìn)入催化氧化池與臭氧反應(yīng),催化氧化池沿水流方向被折板分隔成4個分池,寬度分別為3000mm、2000mm、3000mm與2000mm,折板的導(dǎo)流作用可增加臭氧和廢水接觸時間,使氣液兩相充分混合,在催化劑隔板上投加有填料和催化劑,其中第一、二分池投加活性炭負(fù)載金屬錳催化劑,第三、四分池投加為活性炭催化劑,產(chǎn)生催化作用;

      (2)催化氧化池底部設(shè)有的臭氧進(jìn)氣管上布置有隨水流方向數(shù)量逐漸減少的氣孔,廢水依次流經(jīng)四個反應(yīng)分池的過程中,因臭氧氧化分解作用,廢水中污染物含量逐漸降低,對應(yīng)的臭氧投加量也逐漸減少,可使臭氧利用率達(dá)到最大化,整個過程中氧投加總量為40mg/L,其中第一、二、三、四反應(yīng)分池內(nèi)平均臭氧投加量分別為20mg/L、10mg/L、7mg/L和3mg/L,廢水與池底提供的臭氧充分接觸催化氧化反應(yīng)總時長為1.5-2h;

      (3)廢水經(jīng)催化氧化池后進(jìn)入尾氣吸收池,最終由出水口流出,平均出水COD為37mg/L,出水可以達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn);臭氧經(jīng)反應(yīng)后尾氣通過循環(huán)泵由臭氧出氣管抽出。

      本實(shí)施例相比于普通臭氧氧化方法,臭氧投加量減少20-30%。

      對比例1

      某化工廢水,經(jīng)常規(guī)處理后,處理出水COD值平均為98mg/L,B/C比平均值約為0.15,pH值為7.2,出水色度超標(biāo),需經(jīng)進(jìn)一步深度處理。

      采用中國專利文獻(xiàn)CN201762214U公開的臭氧-生物活性炭水凈化裝置進(jìn)行處理,主要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):經(jīng)檢測待處理廢水pH為6.5,待處理廢水經(jīng)20%wtNaOH溶液調(diào)節(jié)pH為9.0,接觸氧化反應(yīng)時間1.5h,臭氧投加量為60mg/L,處理后平均出水COD為48mg/L,出水達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn),出水色度達(dá)標(biāo),但臭氧利用率較低。

      以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。顯然,上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例,而并非對實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。

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