一種高濃度煤氣化廢水處理方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高濃度煤氣化廢水處理方法及系統(tǒng)，通過化學微電解裝置催化電解、降解有機大分子，再依次通過絮凝、氧化，達到高效、快速轉(zhuǎn)化、去除有毒有害有機物，能高效去除煤氣化廢水中多種有毒、難生化的有機雜質(zhì)和高濃度氨氮，在提高廢水可生化性的同時，又能簡化后續(xù)處理流程，降低煤化工企業(yè)廢水處理成本。本發(fā)明結(jié)構簡明，簡化后續(xù)處理流程，對藥劑需求量低，降低煤化工企業(yè)廢水處理成本，利于推廣應用。
【專利說明】
一種高濃度煤氣化廢水處理方法及系統(tǒng)
技術領域
[0001 ]本發(fā)明屬于廢水處理領域，具體地說，涉及一種高濃度煤氣化廢水處理方法及系統(tǒng)?！颈尘凹夹g】
[0002]我國以煤為主要能源，適用于氣化的煤炭資源約占全部煤炭資源的80%，達 5000億噸。然而，在煤氣發(fā)生轉(zhuǎn)化過程中存在一系列的環(huán)境問題，幾乎所有生產(chǎn)工序都有污染物產(chǎn)生，其中煤氣廢水的危害最大。近些年，隨著水資源日益緊張，在許多地方水源的供給已經(jīng)成為限制企業(yè)擴產(chǎn)、增產(chǎn)的制約因素。為此，煤化工行業(yè)廣泛開展了節(jié)水工作，努力開辟非傳統(tǒng)水源，污水資源回用即是其中一項主要內(nèi)容。
[0003]煤氣廢水中污染物的成分比較復雜，有機污染物種類多、濃度高且多數(shù)毒性較強， 屬于難生物降解的中高濃度有機廢水。
[0004]目前，傳統(tǒng)處理煤氣廢水的方法主要是采用脫酚蒸-氨預處理-多級生物處理工藝。盡管經(jīng)生物處理后大量的有機和無機污染物被去除，但是由于廢水中難降解有機物的存在，多級生物處理后的出水中仍含有一定量的難降解有機污染物，其出水C0D、氨氮及色度等指標往往不能達到排放和回用標準。因此需要在生化系統(tǒng)前加強預處理措施，將長鏈、 環(huán)狀難生化大分子有機物進行斷鏈、開環(huán)，轉(zhuǎn)化為易生化小分子有機物，提高生化系統(tǒng)效率，確保系統(tǒng)出水達到排放或回用標準。
[0005]有鑒于此特提出本發(fā)明。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術問題在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種高濃度煤氣化廢水處理方法及系統(tǒng)，通過化學微電解裝置催化電解、降解有機大分子，再依次通過絮凝、氧化， 達到高效、快速轉(zhuǎn)化、去除有毒有害有機物，能高效去除煤氣化廢水中多種有毒、難生化的有機雜質(zhì)和高濃度氨氮，在提高廢水可生化性的同時，又能簡化后續(xù)處理流程，降低煤化工企業(yè)廢水處理成本。
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用技術方案的基本構思是:一種高濃度煤氣化廢水處理方法，包括以下步驟:步驟S1，酸性條件催化微電解，將煤氣化廢水輸送至酸性的催化微電解裝置中，添加第一催化劑進行電解反應，得到電解液；步驟S2,絮凝、沉淀，將上步驟得到的液體輸送至絮凝裝置進行絮凝再送至沉淀裝置沉淀，得到沉淀物和分離液；步驟S3，催化氧化，將分離液輸送至化學氧化裝置，添加第二催化劑進行氧化，得到凈化液。
[0008]進一步地，步驟S1與步驟S2之間還包括步驟S11:步驟S11，弱酸性條件催化微電解，將電解液輸送至弱酸性的催化微電解裝置中，電解反應后得到弱酸電解液。
[0009]進一步地，步驟S11與步驟S2之間還包括步驟S12:步驟S12,中和反應，將弱酸電解液輸送至中和裝置進行中和反應，中和反應后得到中和液。
[0010]進一步地，所述的第一添加劑為電解催化劑，所述的電解催化劑為FCM系列催化電解材料，所述的第二催化劑為臭氧催化劑。
[0011]進一步地，所述的第一催化劑為FCM系列催化電解材料；優(yōu)選地，第一催化劑為 FCM-1V系列催化自電解環(huán)保材料，述的臭氧催化劑為SA03系列臭氧催化劑。
[0012]進一步地，所述的中和裝置連接用于添加中和藥劑的中和添加劑裝置，所述的中和藥劑為氫氧化鈉溶液。
[0013]進一步地，所述的絮凝裝置連接添加助凝劑的助凝劑添加裝置，所述的助凝劑為 PAM助凝劑。
[0014]進一步地，所述的酸性催化微電解的PH值為2?4,催化微電解反應時間為2?4h。 [〇〇15]進一步地，所述的弱酸催化微電解的PH值為5?7,催化微電解反應時間為2?6h。 [〇〇16] 進一步地，所述的中和裝置反應后的PH值為7.5?8.5，中和反應的時間為0.5? 2h〇
[0017]進一步地，所述的化學氧化裝置的氧化過程中PH值為7?9。[0〇18]進一步地，所述的臭氧催化氧化反應時間為1 一3h。
[0019]—種高濃度煤氣化廢水處理系統(tǒng)，包括依次連接的化學微電解裝置、絮凝裝置、化學氧化裝置，所述的化學微電解裝置中添加有催化、電解作用的第一催化劑，所述的化學氧化裝置中添加有增強氧化的第二催化劑，所述的化學微電解裝置呈酸性。
[0020]進一步地，所述的化學微電解裝置包括依次連接的酸性催化微電解反應器和弱酸催化微電解反應器，所述的弱酸催化微電解反應器中添加有催化、電解作用的第三催化劑， 所述的酸性催化微電解反應器的PH值小于弱酸催化微電解反應器的PH值，所述的弱酸催化微電解反應器與絮凝裝置連接。[0021 ]進一步地，所述的第一催化劑為FCM系列催化電解材料;優(yōu)選地，第一催化劑、第三催化劑均為FCM-1V系列催化自電解環(huán)保材料。
[0022]進一步地，還包括用于中和反應的中和裝置，所述的中和裝置中添加有增強中和反應的中和藥劑，所述的中和裝置串聯(lián)于化學微電解裝置與絮凝裝置之間。
[0023]進一步地，還包括沉淀裝置和中間水箱，所述的沉淀裝置和中間水箱依次連接且串聯(lián)在絮凝裝置與化學氧化裝置之間。
[0024]進一步地，所述的化學氧化裝置為應用臭氧進行臭氧催化氧化反應的臭氧催化氧化池，所述的第二催化劑為臭氧催化劑；優(yōu)選地，所述的臭氧催化劑為SA03系列臭氧催化劑。
[0025]進一步地，所述的臭氧為即時現(xiàn)制催化劑，所述的化學氧化裝置還連接用于即時現(xiàn)制生成臭氧的臭氧發(fā)生裝置。
[0026]進一步地，所述的絮凝裝置中添加有助凝劑，所述的助凝劑為PAM助凝劑。
[0027]進一步地，所述的酸性催化微電解反應器的PH值為2?4,催化微電解反應時間為2?4h〇
[0028]進一步地，所述的弱酸催化微電解反應器的PH值為5?7,催化微電解反應時間為2?6h〇
[0029]進一步地，所述的中和添加劑為氫氧化鈉溶液，所述的中和裝置反應后的PH值為 7.5?8.5,中和反應的時間為0.5?2h。
[0030]進一步地，所述的化學氧化裝置的氧化過程中PH值為7?9。[0〇31 ]進一步地，所述的臭氧催化氧化反應的時間為1一3h。[〇〇32]本發(fā)明是利用FCM-1V系列催化自電解環(huán)保材料浸入水中構成了數(shù)個細小的微電池，在廢水中自身產(chǎn)生約1230mv電解電壓，發(fā)生電極反應，電極反應產(chǎn)生的活性成分能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應，破壞廢水中有機大分子穩(wěn)定的長鏈，并使有機大分子中的官能團轉(zhuǎn)化、降解，從而轉(zhuǎn)變?yōu)闊o絡合能力的小分子有機物，并通過調(diào)節(jié)溶液的堿度， 依次加入混凝劑和絮凝劑混凝沉淀，使大部分小分子有機物隨絮體從廢水中分離，然后在 SA03系列臭氧催化劑作用下，臭氧快速與氰、酚等殘余有機物反應，將有毒有害有機物氧化為無毒的C02、有機酸等，高濃度煤氣化廢水在此工藝流程下去除了廢水顏色，同時出水的毒性得到了充分去除，提高了廢水的可生化度，降低了后續(xù)處理的難度。
[0033]采用上述技術方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下有益效果。[〇〇34]本發(fā)明中FCM-1V系列催化自電解環(huán)保材料具有微孔發(fā)達，比表面積大，反應活性強，對煤化工廢水處理效果由特效，F(xiàn)CM-1V系列催化自電解環(huán)保材料結(jié)構為規(guī)整球形，堆密度低，便于反沖洗，確保系統(tǒng)隨時隨地處于暢通、活性、高效狀態(tài)，材料自身產(chǎn)生約1230mv電解電壓，無需外界提供電源，能耗低。[〇〇35]本發(fā)明中SA03系列臭氧催化劑采用最新立體構架技術，提高微孔數(shù)量和分布均勻度，獲得更高的比表面積，可以最大限度提高臭氧氧化效率，在同樣氧化條件下，臭氧氧化效率提高30-60%，所以可以節(jié)約臭氧投加30%以上。[〇〇36]本發(fā)明綜合處理效果好，確保廢水在生化系統(tǒng)處理前C0D、NH3-N、色度等指標得到大幅度削減，可適用于多組分的復雜工業(yè)廢水處理。[〇〇37]本發(fā)明結(jié)構簡明，簡化后續(xù)處理流程，對藥劑需求量低，降低煤化工企業(yè)廢水處理成本，利于推廣應用。[〇〇38]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的描述?！靖綀D說明】
[0039]附圖作為本申請的一部分，用來提供對本發(fā)明的進一步的理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但不構成對本發(fā)明的不當限定。顯然，下面描述中的附圖僅僅是一些實施例，對于本領域普通技術人員來說，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。在附圖中:圖1是本發(fā)明實施例一的方法示意圖；圖2是本發(fā)明實施例二的結(jié)構示意圖。
[0040]圖中:1-酸性條件催化微電解槽;2-弱酸性條件催化微電解槽;3-中和槽;4-絮凝槽;5-沉淀槽;6-中間水箱;7-臭氧催化氧化池;8-布氣管;9-布水管；10-FCM-1V系列催化自電解環(huán)保材料；11-斜管；12-SA03系列臭氧催化劑；13-反沖洗布水管；14-反沖洗布氣管； 15-臭氧發(fā)生器;16-鼓風機;17-進水箱;18-加酸箱。
[0041]需要說明的是，這些附圖和文字描述并不旨在以任何方式限制本發(fā)明的構思范圍，而是通過參考特定實施例為本領域技術人員說明本發(fā)明的概念?！揪唧w實施方式】
[0042]為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0043]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術語“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。[〇〇44]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
[0045] 實施例一如圖1所示，本實施例一種高濃度煤氣化廢水處理方法，包括以下步驟:步驟S1，酸性條件催化微電解，將煤氣化廢水輸送至酸性的催化微電解裝置中，添加第一催化劑進行電解反應，得到電解液；步驟S11，弱酸性條件催化微電解，將電解液輸送至弱酸性的催化微電解裝置中，電解反應后得到弱酸電解液；步驟S12,中和反應，將弱酸電解液輸送至中和裝置進行中和反應，中和反應后得到中和液；步驟S2,絮凝、沉淀，將上步驟得到的液體輸送至絮凝裝置進行絮凝再送至沉淀裝置沉淀，得到沉淀物和分離液；步驟S3，催化氧化，將分離液輸送至化學氧化裝置，添加第二催化劑進行氧化，得到凈化液。[〇〇46]其中，第一催化劑為FCM-1V系列催化自電解環(huán)保材料，第二催化劑為SA03系列臭氧催化劑，臭氧為即時現(xiàn)制生成，對應的設有臭氧發(fā)生器，中和裝置的中和反應中添加有中和藥劑氫氧化鈉溶液，絮凝裝置中添加有利于絮凝的PAM助凝劑。[〇〇47]酸性催化微電解的PH值控制在2?4，催化微電解反應時間為2?4h;弱酸催化微電解的PH值控制在5?7,催化微電解反應時間為2?6h;中和裝置反應后的PH值控制在7.5? 8.5，中和反應的時間為0.5?2h;化學氧化裝置的氧化過程中PH值控制在7?9;臭氧催化氧化反應時間為1一3h。
[0048] 具體實施:將洗煤氣廢水調(diào)PH至2.0，可通過添加酸性液體調(diào)節(jié)，而后送至酸性的催化微電解裝置曝氣3小時，反應過程中控制pH為3-4,出水自流入弱酸性催化微電解裝置，不加酸，曝氣反應時間2小時，PH上升至5.5，出水自流至中和、絮凝裝置，用30%的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH為8.0，加PAM絮凝后自流至沉淀裝置進行泥水分離，上清液自流至中間水箱，經(jīng)栗提升至臭氧催化氧化反應裝置進行催化氧化，臭氧投加量為0.2kg/噸廢水，反應停留時間為1 h，臭氧催化反應器出水進行檢測。
[0049]系統(tǒng)處理后出水⑶D平均濃度為1460mg/L，C0D平均去除率為84.2%，B/C為0.42， 顏色由深黑變成淺黃色透明液體，酚、氰、氨、硫化物、苯系物、色度分別分別降低至15mg/l、 5.5mg/l、160mg/l、2.6mg/l、66mg/l、80倍以下，為后續(xù)生化系統(tǒng)提供良好的進水條件。
[0050]本實施例中FCM-1V系列催化自電解環(huán)保材料具有微孔發(fā)達，比表面積大，反應活性強，且其結(jié)構為規(guī)整球形，堆密度低，便于反沖洗，從而確保系統(tǒng)隨時隨地處于暢通、活性、高效狀態(tài)，材料自身產(chǎn)生約1230mv電解電壓，無需外界提供電源，節(jié)約電能。[〇〇51]本實施例中SA03系列臭氧催化劑采用最新立體構架技術，提高微孔數(shù)量和分布均勻度，獲得更高的比表面積，可以最大限度提高臭氧氧化效率，在同樣氧化條件下，臭氧氧化效率提高30-60%，所以可以節(jié)約臭氧投加30%以上。[〇〇52] 實施例二如圖2所示，本實施例一種高濃度煤氣化廢水處理系統(tǒng)，包括依次連接的化學微電解裝置、絮凝裝置、化學氧化裝置，所述的化學微電解裝置中添加有催化、電解作用的第一催化劑，所述的化學氧化裝置中添加有增強氧化的第二催化劑，所述的化學微電解裝置呈酸性。
[0053]具體地，包括酸性條件催化微電解槽1、弱酸性條件催化微電解槽2、中和槽3、絮凝槽4、沉淀槽5、中間水箱6、臭氧催化氧化池7、布氣管8、布水管9、FCM-1V系列催化自電解環(huán)保材料10、斜管11、SA03系列臭氧催化劑12、反沖洗布水管13、反沖洗布氣管14、臭氧發(fā)生器 15、鼓風機16、進水箱17、加酸箱18。[〇〇54]其中，第一催化劑、第三催化劑均為FCM-1V系列催化自電解環(huán)保材料，第二催化劑為為SA03系列臭氧催化劑，助凝劑為PAM助凝劑，中和藥劑為氫氧化鈉溶液。酸性催化微電解的PH值控制在2?4，催化微電解反應時間為2?4h;弱酸催化微電解的PH值控制在5?7， 催化微電解反應時間為2?6h;中和裝置反應后的PH值控制在7.5?8.5，中和反應的時間為 0.5?2h;化學氧化裝置的氧化過程中PH值控制在7?9;臭氧催化氧化反應時間為1 一 3h。
[0055]具體實施:將廢水通過加酸箱18調(diào)酸后，從進水箱17經(jīng)栗送至酸性條件催化微電解槽1，并在酸性條件催化微電解槽1中加入FCM-1V系列催化自電解環(huán)保材料，在酸性條件下進行催化微電解反應，充分發(fā)揮【H】的還原作用，將廢水中大量難降解有機物開環(huán)、斷鏈， 將大分子有機物分解為小分子有機物，提高廢水可生化性，去除廢水毒性，酸性條件催化微電解槽1中的出水進入弱酸性條件催化微電解槽2中，加入FCM-1V系列催化自電解環(huán)保材料，在殘余弱酸性條件下發(fā)生氧化-還原作用，進一步降解有機雜質(zhì)，出水PH提升至6—7,自流至中和槽3，加入少量氫氧化鈉溶液，將PH調(diào)至8—9，水質(zhì)鐵離子絮凝生成氫氧化鐵絮體， 自流至絮凝槽4，加入PAM助凝劑絮凝，形成大塊絮體，進入沉淀槽5沉淀分離，出水自流至中間水箱6，經(jīng)提升栗送至臭氧催化氧化池7進行臭氧催化氧化，在臭氧催化氧化池7中添加的 SA03系列臭氧催化劑，通過臭氧發(fā)生器15即時制成的臭氧快速與氰、酚等殘余有機物反應， 將有機物氧化為C02、有機酸等，去除廢水顏色，出水毒性充分去除，再經(jīng)微生物處理，凈化后回用。[〇〇56]本實施例中FCM-1V系列催化自電解環(huán)保材料具有微孔發(fā)達，比表面積大，反應活性強，且其結(jié)構為規(guī)整球形，堆密度低，便于反沖洗，從而確保系統(tǒng)隨時隨地處于暢通、活性、高效狀態(tài)，材料自身產(chǎn)生約1230mv電解電壓，無需外界提供電源，節(jié)約電能。[〇〇57]本實施例中SA03系列臭氧催化劑采用最新立體構架技術，提高微孔數(shù)量和分布均勻度，獲得更高的比表面積，可以最大限度提高臭氧氧化效率，在同樣氧化條件下，臭氧氧化效率提高30-60%，所以可以節(jié)約臭氧投加30%以上。[〇〇58]本實施例綜合處理效果好，確保廢水在生化系統(tǒng)處理前C0D、NH3-N、色度等指標得到大幅度削減，可適用于多組分的復雜工業(yè)廢水處理。[〇〇59]本實施例型結(jié)構簡明，簡化后續(xù)處理流程，對藥劑需求量低，降低煤化工企業(yè)廢水處理成本，利于推廣應用。
[0060]以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專利的技術人員在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內(nèi)，當可利用上述提示的技術內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明方案的范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種高濃度煤氣化廢水處理方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟S1，酸性條件催化微電解，將煤氣化廢水輸送至酸性的催化微電解裝置中，添加第 一催化劑進行電解反應，得到電解液；步驟S2,絮凝、沉淀，將上步驟得到的液體輸送至絮凝裝置進行絮凝再送至沉淀裝置沉 淀，得到沉淀物和分離液；步驟S3，催化氧化，將分離液輸送至化學氧化裝置，添加第二催化劑進行氧化，得到凈化液。2.根據(jù)權利要求1所述的一種高濃度煤氣化廢水處理方法，其特征在于，步驟S1與步驟 S2之間還包括步驟S11:步驟S11，弱酸性條件催化微電解，將電解液輸送至弱酸性的催化微電解裝置中，添加 第三催化劑進行電解反應，得到弱酸電解液。3.根據(jù)權利要求2所述的一種高濃度煤氣化廢水處理方法，其特征在于，步驟SI 1與步 驟S2之間還包括步驟S12:步驟S12,中和反應，將弱酸電解液輸送至中和裝置進行中和反應，中和反應后得到中 和液。4.根據(jù)權利要求1所述的一種高濃度煤氣化廢水處理方法，其特征在于，所述的第一催 化劑、第三催化劑均為電解催化劑，所述的電解催化劑為FCM系列催化電解材料，所述的第二催化劑為臭氧催化劑。5.—種高濃度煤氣化廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的化學微電解裝置、絮 凝裝置、化學氧化裝置，所述的化學微電解裝置中添加有催化、電解作用的第一催化劑，所 述的化學氧化裝置中添加有增強氧化的第二催化劑，所述的化學微電解裝置呈酸性。6.根據(jù)權利要求5所述的一種高濃度煤氣化廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的化學微 電解裝置包括依次連接的酸性催化微電解反應器和弱酸催化微電解反應器，所述的弱酸催 化微電解反應器中添加有催化、電解作用的第三催化劑，所述的酸性催化微電解反應器的 PH值小于弱酸催化微電解反應器的PH值，所述的弱酸催化微電解反應器與絮凝裝置連接。7.根據(jù)權利要求6所述的一種高濃度煤氣化廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一催 化劑、第三催化劑均為FCM系列催化電解材料。8.根據(jù)權利要求5所述的一種高濃度煤氣化廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于中 和反應的中和裝置，所述的中和裝置中添加有增強中和反應的中和藥劑，所述的中和裝置 串聯(lián)于化學微電解裝置與絮凝裝置之間。9.根據(jù)權利要求5所述的一種高濃度煤氣化廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括沉淀裝 置和中間水箱，所述的沉淀裝置和中間水箱依次連接且串聯(lián)在絮凝裝置與化學氧化裝置之 間。10.根據(jù)權利要求5所述的一種高濃度煤氣化廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的化學 氧化裝置為應用臭氧進行臭氧催化氧化反應的臭氧催化氧化池，所述的臭氧為即時現(xiàn)制催 化劑，所述的化學氧化裝置還連接用于即時現(xiàn)制生成臭氧的臭氧發(fā)生裝置，所述的第二催 化劑為臭氧催化劑。
【文檔編號】C02F9/06GK106007112SQ201610556223
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月15日
【發(fā)明人】李小琴, 王宏菊, 陳宏剛
【申請人】長沙桑尼環(huán)?？萍加邢薰?br>