本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效去除乳化液電吸附濃鹽水中SCOD的工藝和方法。

背景技術(shù)：

作為我國的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，鋼鐵工業(yè)自改革開放以來，快速發(fā)展，近年來一直處于高速發(fā)展階段，鋼年產(chǎn)量增幅在15％～22％。可是鋼鐵工業(yè)是一個(gè)高能耗、高資源、高污染的產(chǎn)業(yè)，其水資源消耗巨大，約占全國工業(yè)用水量的14％。

鋼鐵企業(yè)廣泛使用乳化液，乳化液是一種高性能的半合成金屬加工液，其主要化學(xué)成分包括水、基礎(chǔ)油(礦物油、植物油、合成酯或它們的混合物)、表面活性劑、防銹添加劑等。電吸附技術(shù)的乳化液中主要含有機(jī)油和表面活性劑，乳化液是用乳化油根據(jù)需要用水稀釋再加入乳化劑配制而成的。乳化液廢水的特點(diǎn)是：品種繁多，溶解性有機(jī)物濃度高，因此，廢水處理難度大。

溶解性化學(xué)需氧量(Solluted Chemical oxigen demand,簡稱SCOD)是表征溶解性有機(jī)物的主要指標(biāo)。

電吸附技術(shù)是利用帶電電極表面吸附水中離子及帶電粒子的現(xiàn)象，使水中溶解鹽類及其它帶電物質(zhì)在電極的表面富集濃縮而實(shí)現(xiàn)水的凈化的一種新型水處理技術(shù)。乳化液廢水的處理工藝通常為：加酸破乳+好氧生化反應(yīng)池+過濾+電吸附。電吸附的產(chǎn)水水質(zhì)可滿足鋼鐵應(yīng)用工業(yè)水的要求，可回用于前道工序，但是電吸附的濃水中溶解性有機(jī)物污染嚴(yán)重，需要進(jìn)行深度處理，以減少環(huán)境污染，積極應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)法規(guī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于，提供了一種去除乳化液電吸附濃鹽水中SCOD的工藝和裝置。根據(jù)本發(fā)明所述去除乳化液電吸附濃鹽水中SCOD的工藝和裝置，是根據(jù)乳化液電吸附濃鹽水水質(zhì)水量情況，以綠色工藝和節(jié)能減排為主要任務(wù)，去除乳化液電吸附濃水中SCOD的工藝和裝置。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案， 可減少環(huán)境污染，積極應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)法規(guī)。

本發(fā)明的一種去除乳化液電吸附濃鹽水中SCOD的方法技術(shù)方案如下：

一種去除乳化液電吸附濃鹽水中SCOD的方法，其特征在于，使用雙介質(zhì)高效催化反應(yīng)塔，所述雙介質(zhì)高效催化反應(yīng)塔從下向上設(shè)置有：臭氧進(jìn)氣口2、進(jìn)水口3、槽盤式氣液分布器4、載有負(fù)載型二元絡(luò)合海泡石催化劑6的下部催化劑層5、中間水層7、載有負(fù)載型鎳基活性焦催化劑9的上部催化吸附劑層8、出水口10及出氣口11，

所述方法包括下述步驟：

所述乳化液電吸附濃鹽水通過廢水提升泵從雙介質(zhì)高效催化反應(yīng)塔底部進(jìn)水口進(jìn)入雙介質(zhì)高效催化反應(yīng)塔，臭氧O₃通過進(jìn)氣口管道從雙介質(zhì)高效催化反應(yīng)塔底部進(jìn)入雙介質(zhì)高效催化反應(yīng)塔，

進(jìn)入雙介質(zhì)高效催化反應(yīng)塔的所述乳化液電吸附濃鹽水和臭氧通過水氣分布器均勻分布水流和氣流，

通過水氣分布器的乳化液電吸附濃鹽水先進(jìn)入載有負(fù)載型二元絡(luò)合海泡石催化劑6的下部催化劑層5，然后，

乳化液電吸附濃鹽水通過中間水層進(jìn)入載有負(fù)載型鎳基活性焦催化劑9的上部催化吸附劑層8，

經(jīng)過上部催化吸附劑層8的乳化液電吸附濃鹽水通過出水口排放，

經(jīng)過上部催化吸附劑層8的臭氧氣體通過雙介質(zhì)高效催化反應(yīng)塔上部的出氣口排放，

由此，有效去除所述乳化液電吸附濃鹽水中的SCOD。

根據(jù)本發(fā)明所述一種去除乳化液電吸附濃鹽水中SCOD的方法，其特征在于，最終通過出水口排放的出水水質(zhì)SCOD為9～15mg/L。

根據(jù)本發(fā)明所述一種去除乳化液電吸附濃鹽水中SCOD的方法，其特征在于，所述水氣分布器為槽盤式氣液分布器，所述槽盤式氣液分布器中孔眼密度為100～180點(diǎn)/m²，孔眼半徑為40～75mm。

根據(jù)本發(fā)明所述一種去除乳化液電吸附濃鹽水中SCOD的方法，其特征在于，雙介質(zhì)高效催化反應(yīng)塔中下部催化劑層、中間水層、上部催化吸附劑層分別占反應(yīng)塔有效體積的50-60％，10-20％，30-40％。

優(yōu)選的是，所述雙介質(zhì)高效催化反應(yīng)塔中下部催化劑層、中間水層、上部部催化吸附劑層分別占反應(yīng)塔有效體積的60％，10％，30％。

根據(jù)本發(fā)明所述一種去除乳化液電吸附濃鹽水中SCOD的方法，其特征在于，負(fù)載型二元絡(luò)合海泡石催化劑的制備方法如下：

1)載體的篩選和清洗：選取半徑為2.5～5.5mm、比表面積為320～371m²/g的海泡石載體，將海泡石載體在硝酸內(nèi)攪拌，靜置后用蒸餾水清洗；

2)混合液的配制：將1.7～2.6mol/L的硝酸鎳溶液、4.2～5.7mol/L硝酸鋅溶液按照體積比5：1.5-2.5混合，加入分散劑不飽和聚羧酸鹽，形成浸漬溶液；

3)載體浸泡：將海泡石載體按固液比1-1.1：5-5.5浸泡在配制好的混合液中10～12小時(shí)后，取出，室溫下晾干；

4)高溫?zé)Y(jié)：得到負(fù)載型二元絡(luò)合海泡石催化劑。

根據(jù)本發(fā)明所述一種去除乳化液電吸附濃鹽水中SCOD的方法，優(yōu)選的是，

在步驟1)，

將海泡石載體在2～4mol/L的硝酸內(nèi)攪拌20～40min，靜置10～15小時(shí)然后用蒸餾水清洗5～8次。

根據(jù)本發(fā)明所述一種去除乳化液電吸附濃鹽水中SCOD的方法，優(yōu)選的是，

在步驟2)，

2)混合液的配制：

將1.7～2.6mol/L的硝酸鎳溶液、4.2～5.7mol/L硝酸鋅溶液按照體積比5：2混合，超聲波震蕩混合10～20min，混合溶液中加入2mg/L分散劑不飽和聚羧酸鹽，形成浸漬溶液。

根據(jù)本發(fā)明所述一種去除乳化液電吸附濃鹽水中SCOD的方法，優(yōu)選的是，

在步驟3)，

3)載體浸泡：將海泡石載體按固液比1-1.1：5-5.5浸泡在配制好的混合液中10～12小時(shí)后，取出，室溫下晾干。

根據(jù)本發(fā)明所述一種去除乳化液電吸附濃鹽水中SCOD的方法，優(yōu)選的是，

在步驟4)，

4)高溫?zé)Y(jié)：

將海泡石載體放在100℃條件的加熱爐中恒溫2小時(shí)，升溫至510℃,恒溫焙燒3～5小時(shí)后自然冷卻，得到負(fù)載型二元絡(luò)合海泡石催化劑。

根據(jù)本發(fā)明所述一種去除乳化液電吸附濃鹽水中SCOD的方法，其特征在于，所述負(fù)載型鎳基活性焦催化劑的制備方法如下：

1)活性焦篩選：選取粒徑為20～55mm的活性半焦顆粒，碘值為385～435mg/L，堆密度為0.15-0.17g/L；

2)清洗和活化：將活性半焦樣品置于75～80％的濃硝酸中，在60～68℃放置60～150min后取出用清水洗至中性，干燥；

3)載體浸泡：將干燥后的活性焦按固液比1：4～7浸泡在7～11％的Ni(NO₃)₂溶液中，浸泡時(shí)間為120～360min；

4)恒溫?zé)疲鹤匀焕鋮s制備得到負(fù)載型鎳基活性焦催化劑。

根據(jù)本發(fā)明所述一種去除乳化液電吸附濃鹽水中SCOD的方法，優(yōu)選的是，

在步驟2)，

2)清洗和活化：將活性半焦樣品取出用清水洗至中性，再于70～80℃干燥3小時(shí)。

根據(jù)本發(fā)明所述一種去除乳化液電吸附濃鹽水中SCOD的方法，優(yōu)選的是，

在步驟4)，

4)恒溫?zé)疲?/p>

載體浸泡后將活性焦取出，在55℃恒溫?zé)?～10小時(shí)，再于120℃恒溫9小時(shí)，自然冷卻制備得到負(fù)載型鎳基活性焦催化劑。

本發(fā)明提供一種去除乳化液電吸附濃鹽水中SCOD的裝置，其特征在于，

使用雙介質(zhì)高效催化反應(yīng)塔，所述雙介質(zhì)高效催化反應(yīng)塔從下向上設(shè)置有：臭氧進(jìn)氣口2、進(jìn)水口3、槽盤式氣液分布器4、載有負(fù)載型二元絡(luò)合海泡石催化劑6的下部催化劑層5、中間水層7、載有負(fù)載型鎳基活性焦催化劑9的上部催化吸附劑層8、出水口10及出氣口11。

根據(jù)本發(fā)明所述一種去除乳化液電吸附濃鹽水中SCOD的裝置，其特征在于，所述水氣分布器為槽盤式氣液分布器，所述槽盤式氣液分布器中孔眼密度為100～180點(diǎn)/m²，孔眼半徑為40～75mm。

根據(jù)本發(fā)明所述一種去除乳化液電吸附濃鹽水中SCOD的裝置，其特征在于，所述出氣口內(nèi)有臭氧淬滅裝置，保證氣體安全有效排放。

根據(jù)本發(fā)明所述一種去除乳化液電吸附濃鹽水中SCOD的裝置，其特征在于，雙介質(zhì)高效催化反應(yīng)塔中下部催化劑層、中間水層、上部催化吸附劑層分別占反應(yīng)塔有效體積的50-60％，10-20％，30-40％。

優(yōu)選的是，所述雙介質(zhì)高效催化反應(yīng)塔中下部催化劑層、中間水層、上部部催化吸附劑層分別占反應(yīng)塔有效體積的60％，10％，30％。

根據(jù)本發(fā)明所述一種去除乳化液電吸附濃鹽水中SCOD的方法及裝置，

上、下部催化吸附劑層有支撐板和填料壓板，在支撐板和填料壓板之間放置催化劑。

本發(fā)明提出了去除乳化液電吸附濃鹽水中SCOD技術(shù)方案，系統(tǒng)解決了乳化液電吸附濃鹽水排放污染環(huán)境的問題。因此本發(fā)明屬于鋼鐵綠色環(huán)保生產(chǎn)工藝，具有良好的社會(huì)效益和環(huán)境效益。

附圖說明

圖1為乳化液電吸附處理工藝流程(濃水產(chǎn)生的工藝流程)圖。

圖2為去除乳化液電吸附濃鹽水SCOD的系統(tǒng)裝置圖，包括雙介質(zhì)高效催化反應(yīng)塔1、臭氧進(jìn)氣口2、進(jìn)水口3、槽盤式氣液分布器4、下部催化劑層5、負(fù)載型二元絡(luò)合海泡石催化劑6、中間水層7、上部催化吸附劑層8、負(fù)載型鎳基活性焦催化劑9、出水口10、出氣口11。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

一種去除乳化液電吸附濃鹽水SCOD的工藝系統(tǒng)，包括雙介質(zhì)高效催化反應(yīng)塔、臭氧進(jìn)氣口、進(jìn)水口、槽盤式氣液分布器、下部催化劑層、負(fù)載型二元絡(luò)合海泡石催化劑、中間水層、上部催化吸附劑層、負(fù)載型鎳基活性焦催化劑、出水口、出氣口。

所述乳化液電吸附濃鹽水的水質(zhì)為SCOD為71mg/L。

所述乳化液電吸附濃鹽水通過廢水提升泵從進(jìn)水口進(jìn)入雙介質(zhì)高效催化反應(yīng)塔。O₃通過管道從雙介質(zhì)高效催化反應(yīng)塔進(jìn)入反應(yīng)塔，濃鹽水和O₃都是從反應(yīng)塔底部流向頂部。乳化液電吸附濃鹽水和臭氧通過水氣分布器均勻的分布水流和氣流，水氣分布器中孔眼密度為120點(diǎn)/m²，孔眼半徑為55mm。雙介質(zhì)高效催化反應(yīng)塔中下部催化劑層、中間水層、上部部催化吸附劑層分別占反應(yīng)塔有效體積的60％，10％，30％。

乳化液電吸附濃鹽水先進(jìn)入下部催化劑層，下部催化劑層有填料支撐板和填料壓板，在支撐板和填料壓板之間放置負(fù)載型二元絡(luò)合海泡石催化劑。

負(fù)載型二元絡(luò)合海泡石催化劑針對(duì)乳化液電吸附濃鹽水的特點(diǎn)開發(fā)，可高效去除生化出水中總有機(jī)碳。催化劑的制備：1)載體的篩選和清洗：選取半徑為 4.5mm、比表面積為345m²/g的海泡石載體。海泡石載體載體在2mol/L的硝酸內(nèi)，攪拌28min，靜置13小時(shí)然后用蒸餾水清洗8次。2)混合液的配制：將1.9mol/L的硝酸鎳溶液、4.8mol/L硝酸鋅溶液按照體積比5：2混合，超聲波震蕩混合10min，混合溶液中加入2mg/L分散劑不飽和聚羧酸鹽，形成浸漬溶液。3)載體浸泡：將海泡石載體按固液比1：5浸泡在配制好的混合溶液中11小時(shí)，然后將海泡載體取出，在室溫下晾干。4)高溫?zé)Y(jié)：將海泡石載體放在100℃條件的加熱爐中恒溫2小時(shí)，升溫至510℃,恒溫焙燒5小時(shí)，然后自然冷卻,制備得到負(fù)載型二元絡(luò)合海泡石催化劑。本發(fā)明的負(fù)載型二元絡(luò)合海泡石催化劑與臭氧結(jié)合產(chǎn)生大量的活性基團(tuán)，可充分高效降解乳化液電吸附濃鹽水中的溶解性有機(jī)物，將其轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水。

然后乳化液電吸附濃鹽水通過中間水層進(jìn)入上部催化吸附劑層。中間水層的使底部催化劑層和頂部催化吸附劑層相互隔開，起到緩沖的作用。

經(jīng)過中間水層后，乳化液電吸附濃鹽水進(jìn)入上部催化吸附劑層。上部催化吸附劑層也有有支撐板和填料壓板，在支撐板和填料壓板之間放置負(fù)載型鎳基活性焦催化劑。本發(fā)明的活性焦催化劑是針對(duì)乳化液電吸附濃鹽水的特點(diǎn)特別制備的的制備。負(fù)載型鎳基活性焦催化劑不僅有進(jìn)一步氧化SCOD的功能而且還可以吸附溶解性有機(jī)物。

負(fù)載型鎳基活性焦催化劑的制備：1)活性焦篩選：選取粒徑為55mm的活性半焦顆粒，碘值為415mg/L，堆密度為0.15g/L。2)清洗和活化：將活性半焦樣品置于75％的濃硝酸中，在65℃放置120min，之后取出用清水洗至中性，再于70℃干燥3小時(shí)。3)載體浸泡：將干燥后的活性焦按固液比1：4浸泡在9％的Ni(NO₃)₂溶液中，浸泡時(shí)間為360min。5)恒溫?zé)疲褐髮⒒钚越谷〕?，?5℃恒溫?zé)?小時(shí)，再于120℃恒溫9小時(shí)，自然冷卻制備得到負(fù)載型鎳基活性焦催化劑。

然后乳化液電吸附濃鹽水通過出水口排放，氣體通過雙介質(zhì)高效催化反應(yīng)塔上部的出氣氣口排放，出氣口內(nèi)有臭氧淬滅裝置，保證氣體安全有效排放。

經(jīng)過整個(gè)工藝處理后，所述乳化液電吸附濃鹽水中的SCOD得到有效的去除，最終出水水質(zhì)SCOD為12mg/L。

實(shí)施例2：

一種去除乳化液電吸附濃鹽水SCOD的工藝系統(tǒng)，包括雙介質(zhì)高效催化反應(yīng) 塔、臭氧進(jìn)氣口、進(jìn)水口、槽盤式氣液分布器、下部催化劑層、負(fù)載型二元絡(luò)合海泡石催化劑、中間水層、上部催化吸附劑層、負(fù)載型鎳基活性焦催化劑、出水口、出氣口。

所述乳化液電吸附濃鹽水的水質(zhì)為SCOD為59mg/L。

所述乳化液電吸附濃鹽水通過廢水提升泵從進(jìn)水口進(jìn)入雙介質(zhì)高效催化反應(yīng)塔。O₃通過管道從雙介質(zhì)高效催化反應(yīng)塔進(jìn)入反應(yīng)塔，濃鹽水和O₃都是從反應(yīng)塔底部流向頂部。乳化液電吸附濃鹽水和臭氧通過水氣分布器均勻的分布水流和氣流，水氣分布器中孔眼密度為180點(diǎn)/m²，孔眼半徑為65mm。雙介質(zhì)高效催化反應(yīng)塔中下部催化劑層、中間水層、上部部催化吸附劑層分別占反應(yīng)塔有效體積的60％，10％，30％。

乳化液電吸附濃鹽水先進(jìn)入下部催化劑層，下部催化劑層有填料支撐板和填料壓板，在支撐板和填料壓板之間放置負(fù)載型二元絡(luò)合海泡石催化劑。

負(fù)載型二元絡(luò)合海泡石催化劑針對(duì)乳化液電吸附濃鹽水的特點(diǎn)開發(fā)，可高效去除生化出水中總有機(jī)碳。催化劑的制備：1)載體的篩選和清洗：選取半徑為5.5mm、比表面積為368m²/g的海泡石載體。海泡石載體載體在3mol/L的硝酸內(nèi)，攪拌35min，靜置11小時(shí)然后用蒸餾水清洗6次。2)混合液的配制：將2.5mol/L的硝酸鎳溶液、5.3mol/L硝酸鋅溶液按照體積比5：2混合，超聲波震蕩混合18min，混合溶液中加入2mg/L分散劑不飽和聚羧酸鹽，形成浸漬溶液。3)載體浸泡：將海泡石載體按固液比1：5浸泡在配制好的混合溶液中12小時(shí)，然后將海泡載體取出，在室溫下晾干。4)高溫?zé)Y(jié)：將海泡石載體放在100℃條件的加熱爐中恒溫2小時(shí)，升溫至510℃,恒溫焙燒4小時(shí)，然后自然冷卻,制備得到負(fù)載型二元絡(luò)合海泡石催化劑。本發(fā)明的負(fù)載型二元絡(luò)合海泡石催化劑與臭氧結(jié)合產(chǎn)生大量的活性基團(tuán)，可充分高效降解乳化液電吸附濃鹽水中的溶解性有機(jī)物，將其轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水。

然后乳化液電吸附濃鹽水通過中間水層進(jìn)入上部催化吸附劑層。中間水層的使底部催化劑層和頂部催化吸附劑層相互隔開，起到緩沖的作用。

經(jīng)過中間水層后，乳化液電吸附濃鹽水進(jìn)入上部催化吸附劑層。上部催化吸附劑層也有有支撐板和填料壓板，在支撐板和填料壓板之間放置負(fù)載型鎳基活性焦催化劑。本發(fā)明的活性焦催化劑是針對(duì)乳化液電吸附濃鹽水的特點(diǎn)特別制備的的制備。負(fù)載型鎳基活性焦催化劑不僅有進(jìn)一步氧化SCOD的功能而且還可以吸附溶解性有機(jī)物。

負(fù)載型鎳基活性焦催化劑的制備：1)活性焦篩選：選取粒徑為23mm的活性半焦顆粒，碘值為397mg/L，堆密度為0.15g/L。2)清洗和活化：將活性半焦樣品置于76％的濃硝酸中，在65℃放置90min，之后取出用清水洗至中性，再于70℃干燥3小時(shí)。3)載體浸泡：將干燥后的活性焦按固液比1：6浸泡在10％的Ni(NO₃)₂溶液中，浸泡時(shí)間為300min。5)恒溫?zé)疲褐髮⒒钚越谷〕?，?5℃恒溫?zé)?小時(shí)，再于120℃恒溫9小時(shí)，自然冷卻制備得到負(fù)載型鎳基活性焦催化劑。

然后乳化液電吸附濃鹽水通過出水口排放，氣體通過雙介質(zhì)高效催化反應(yīng)塔上部的出氣氣口排放，出氣口內(nèi)有臭氧淬滅裝置，保證氣體安全有效排放。

經(jīng)過整個(gè)工藝處理后，所述乳化液電吸附濃鹽水中的SCOD得到有效的去除，最終出水水質(zhì)SCOD為10mg/L。

綜上所述，本發(fā)明的去除一種乳化液電吸附濃鹽水SCOD的技術(shù)系統(tǒng)，一次性投資低，運(yùn)行操作簡單，是環(huán)境友好型的鋼鐵廢水綠色環(huán)保處理工藝。