本發(fā)明屬于污水處理領域,涉及一種適用于高難度廢水深度處理裝置。
背景技術:
現有工業(yè)廢水處理工藝中,高級氧化法可將可生化性差、相對分子質量較大的有機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,無二次污染,是高級氧化工藝中最具代表性,應用較為廣泛的高級氧化法,具有較強去除有機污染物的能力,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、氨基酸、有機胺、木質素、腐殖質、雜環(huán)狀化合物及鏈式不飽和化合物等污染物。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用前景。
然由于臭氧氧化工藝中,臭氧的利用率低,導致處理成本提高;并且臭氧氧化具有選擇性,當水質變化較大時,難以保證達標。為此,中國專利文獻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,在臭氧接觸池內設有梳狀的、上下對插的數個導流板,在相鄰的導流板之間各設有臭氧噴頭,在臭氧接觸池的兩端分別設有污水進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的提升泵與生物活性炭濾池的布水裝置入口連接。該現有技術裝置集活性炭物理化學吸附、臭氧化學氧化及生物氧化降解的裝置為一體,污水中難降解有機物經臭氧氧化成易降解有機物后進入生物活性炭濾池,進行有機物的進一步去除,能一定程度上降低成本。然由于該現有技術為均分折板導流,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,確保污水達標排放。
技術實現要素:
因此,本發(fā)明要解決的技術問題在于克服現有技術中的均分折板導流,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處理池、催化氧化池和尾氣吸收池三個反應池,各個反應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。
所述預處理池設有進水口,所述尾氣吸收池設有出水口;所述催化氧化池底部設有臭氧進氣管和催化劑隔板,頂部設有臭氧出氣管。
所述催化劑隔板設在所述臭氧進氣管的上方,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,促進反應進行。
所述預處理池寬度為1000mm-5000mm;所述尾氣吸收池寬度為1000mm-5000mm;所述分池寬度為1000mm-5000mm。采用該范圍內的的池體寬度,在增加流程的基礎上又保證了裝置具有一定的處理量。
所述臭氧進氣管上設有隨水流方向數量逐漸減少的氣孔。即隨著水中污染物濃度降低對應減少臭氧投加量,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)泵集氣后從進氣管入口處進入臭氧進氣管路,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)廢水從進水口注入預處理池,根據廢水水質情況加入pH調節(jié)藥劑(酸/堿),使廢水調節(jié)至堿性(pH為8-10);如原廢水為中性或酸性則添加液堿進行調節(jié),如在上述范圍內則無需調節(jié)。所述pH調節(jié)藥劑為10%-30%質量濃度的H2SO4或NaOH水溶液。
(2)調節(jié)緩沖完畢的廢水進入催化氧化池與臭氧反應,并在折板的導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;
(3)廢水經催化氧化池后進入尾氣吸收池,最終由出水口流出;臭氧經反應后尾氣通過循環(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。
所述分池內所投加的催化劑的量隨反應階段的不同而不同,即在污水流向前期階段的分池內采用活性炭負載金屬催化劑,在污水流向后期階段的分池內采用單獨活性炭催化劑。
與現有技術相比,本發(fā)明的工藝優(yōu)點是:
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,以匹配不同的反應階段。在催化劑更換時,根據使用情況分塊更換,減少催化劑更換成本,使系統(tǒng)內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;同時提高臭氧的間接氧化效率和反應速率。
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各個反應分池的過程中,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)明具體實施方式或現有技術中的技術方案,下面將對具體實施方式或現有技術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)明的一些實施方式,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據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構示意圖;
附圖標示如下:1-進水口;2-預處理池;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-臭氧進氣管;9-折板;10-催化劑隔板;11-臭氧。
具體實施方式
提供下述實施例是為了更好地進一步理解本發(fā)明,并不局限于所述最佳實施方式,不對本發(fā)明的內容和保護范圍構成限制,任何人在本發(fā)明的啟示下或是將本發(fā)明與其他現有技術的特征進行組合而得出的任何與本發(fā)明相同或相近似的產品,均落在本發(fā)明的保護范圍之內。
實施例中未注明具體實驗步驟或條件者,按照本領域內的文獻所描述的常規(guī)實驗步驟的操作或條件即可進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者,均為可以通過市購獲得的常規(guī)試劑產品。
本發(fā)明各實施例中所使用的催化劑為本領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)明實施例中只列出了分池為2,3,4的例子,當分池為5個或更多時,效果與實施例2,3,4相當,甚至更好,在此不一一累述。
本發(fā)明中所使用的pH調節(jié)藥劑為10%-30%質量濃度的H2SO4或NaOH水溶液或其他可替換的現有技術常用的酸堿調節(jié)劑,只要能將廢水的pH調節(jié)至8-10便能滿足本發(fā)明的發(fā)明目的。本發(fā)明實施例中并沒有一一列舉,其他的能將廢水的pH調節(jié)至8-10的pH調節(jié)藥劑同樣能實現本發(fā)明的發(fā)明目的。
實施例1
本實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處理池2、催化氧化池3和尾氣吸收池4三個反應池,各個反應池之間采用折板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。
所述預處理池2設有進水口1,所述尾氣吸收池4設有出水口5;所述催化氧化池3底部設有臭氧進氣管8和催化劑隔10板,頂部設有臭氧出氣管6。
所述催化劑隔板10設在所述臭氧進氣管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,促進反應的進行。
所述預處理池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。
所述臭氧進氣管8上設有隨水流方向數量逐漸減少的氣孔。
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集氣后從進氣管入口處進入臭氧進氣管路,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。
所述分池內可投加不同類型的催化劑,以匹配不同的反應階段。
實施例2
某化工廢水,經常規(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,需經進一步深度處理。
采用本發(fā)明的方法進行處理,具體步驟如下:
(1)經檢測待處理廢水pH為6.5,使待處理廢水從進水口流入,進入預處理池,添加30%wt NaOH溶液調節(jié)pH為9.0后,再進入催化氧化池與臭氧反應,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)催化氧化池底部設有的臭氧進氣管上布置有隨水流方向數量逐漸減少的氣孔,廢水依次流經兩個反應分池的過程中,因臭氧氧化分解作用,廢水中污染物含量逐漸降低,對應的臭氧投加量也逐漸減少,可使臭氧利用率達到最大化,整個過程中氧投加總量為40mg/L,其中第一反應分池內平均臭氧投加量為25mg/L,第二反應分池平均投加量為15mg/L,廢水與池底提供的臭氧充分接觸催化氧化反應總時長為1.5-2h;
(3)廢水經催化氧化池后進入尾氣吸收池,最終由出水口流出,平均出水COD為40mg/L,出水可以達到一級A排放標準;臭氧經反應后尾氣通過循環(huán)泵由臭氧出氣管抽出。
本實施例相比于普通臭氧氧化方法,臭氧投加量減少20-30%。
實施例3
某煤化工廢水,經常規(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,需經進一步深度處理。
采用本發(fā)明的方法進行處理,具體步驟如下:
(1)經檢測待處理廢水pH為6.8,使待處理廢水從進水口流入,添加20%wt NaOH溶液調節(jié)pH為9.0后,再進入催化氧化池與臭氧反應,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載金屬錳催化劑,第三分池投加為活性炭催化劑,產生催化作用;
(2)催化氧化池底部設有的臭氧進氣管上布置有隨水流方向數量逐漸減少的氣孔,廢水依次流經三個反應分池的過程中,因臭氧氧化分解作用,廢水中污染物含量逐漸降低,對應的臭氧投加量也逐漸減少,可使臭氧利用率達到最大化,整個過程中氧投加總量為40mg/L,其中第一、二、三反應分池內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總時長為1.5-2h;
(3)廢水經催化氧化池后進入尾氣吸收池,最終由出水口流出,平均出水COD為38mg/L,出水可以達到一級A排放標準;臭氧經反應后尾氣通過循環(huán)泵由臭氧出氣管抽出。
本實施例相比于普通臭氧氧化方法,臭氧投加量減少20-30%。
實施例4
某高pH化工廢水,經常規(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,需經進一步深度處理。
采用本發(fā)明的方法進行處理,具體步驟如下:
(1)經檢測待處理廢水pH為10.5,使待處理廢水從進水口流入,經20%wt稀硫酸調節(jié)pH約為9.5后,再進入催化氧化池與臭氧反應,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載金屬錳催化劑,第三、四分池投加為活性炭催化劑,產生催化作用;
(2)催化氧化池底部設有的臭氧進氣管上布置有隨水流方向數量逐漸減少的氣孔,廢水依次流經四個反應分池的過程中,因臭氧氧化分解作用,廢水中污染物含量逐漸降低,對應的臭氧投加量也逐漸減少,可使臭氧利用率達到最大化,整個過程中氧投加總量為40mg/L,其中第一、二、三、四反應分池內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總時長為1.5-2h;
(3)廢水經催化氧化池后進入尾氣吸收池,最終由出水口流出,平均出水COD為37mg/L,出水可以達到一級A排放標準;臭氧經反應后尾氣通過循環(huán)泵由臭氧出氣管抽出。
本實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,需經進一步深度處理。
采用中國專利文獻CN201762214U公開的臭氧-生物活性炭水凈化裝置進行處理,主要實驗數據:經檢測待處理廢水pH為6.5,待處理廢水經20%wtNaOH溶液調節(jié)pH為9.0,接觸氧化反應時間1.5h,臭氧投加量為60mg/L,處理后平均出水COD為48mg/L,出水達到一級A排放標準,出水色度達標,但臭氧利用率較低。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。顯然,上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例,而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說,在上述說明的基礎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)造的保護范圍之中。