三相催化氧化深度處理化工廢水方法
摘要
本發(fā)明涉及一種SKL三相催化氧化-BAF深度處理化工廢水的方法。本發(fā)明為進(jìn)水至SKL三相催化氧化反應(yīng)器反應(yīng)，再進(jìn)入調(diào)節(jié)穩(wěn)定池，再進(jìn)入曝氣生物濾池，最后出水;將經(jīng)“物化+生化”二級(jí)處理后的化工廢水，由泵提升進(jìn)入SKL三相催化氧化反應(yīng)器，廢水經(jīng)磁化預(yù)處理后，與固相催化劑SKL-A和氧化劑發(fā)生催化氧化反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程輔以超聲作用，對(duì)化工廢水中難降解污染物斷鏈開(kāi)環(huán)，進(jìn)一步調(diào)節(jié)水量完善反應(yīng)，進(jìn)入曝氣生物濾池進(jìn)行生化處理。本發(fā)明克服了過(guò)去方法存在的處理負(fù)荷有限、運(yùn)行費(fèi)高、投資大、工程經(jīng)驗(yàn)少的困難等缺陷。本發(fā)明通過(guò)磁化預(yù)處理，使化學(xué)反應(yīng)的速度和反應(yīng)程度顯著增高，減少了固相催化劑的損耗和氧化劑的使用量，運(yùn)行成本顯著降低。
摘要附圖
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權(quán)利要求書(shū)
1.一種SKL三相催化氧化-BAF深度處理化工廢水的方法，其特征在于進(jìn)水至SKL三相催化氧化反應(yīng)器反應(yīng)，再進(jìn)入調(diào)節(jié)穩(wěn)定池，從調(diào)節(jié)穩(wěn)定池出來(lái)進(jìn)入曝氣生物濾池，最后出水;
包括以下3個(gè)工藝單元：
(1)將經(jīng)“物化+生化”二級(jí)處理后的化工廢水，由泵提升進(jìn)入SKL三相催化氧化反應(yīng)器，廢水經(jīng)磁化預(yù)處理后，與固相催化劑SKL-A和氧化劑發(fā)生催化氧化反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程輔以超聲作用，對(duì)化工廢水中難降解污染物斷鏈開(kāi)環(huán);
(2)步驟(1)的出水進(jìn)入調(diào)節(jié)穩(wěn)定池，進(jìn)一步調(diào)節(jié)水量完善反應(yīng);
(3)步驟(2)的出水進(jìn)入曝氣生物濾池進(jìn)行生化處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SKL三相催化氧化-BAF深度處理化工廢水的方法，其特征在于所述SKL-三相催化氧化反應(yīng)器是由SKL-反應(yīng)器I型連通SKL-反應(yīng)器II型組成;所述SKL-反應(yīng)器I型進(jìn)水口設(shè)在底部，出水口設(shè)在頂部，底部設(shè)置布水器，下半部?jī)?nèi)置永磁材料，上半部?jī)?nèi)置固相催化劑SKL-A和超聲波換能器I型;所述SKL-反應(yīng)器II型底部設(shè)置布水器，布水器上面安置磁環(huán)，SKL-反應(yīng)器II型上半部?jī)?nèi)置超聲波換能器II型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種SKL三相催化氧化-BAF深度處理化工廢水的方法，其特征在于所述SKL-反應(yīng)器I型下半部?jī)?nèi)置永磁材料為稀土永磁材料釹鐵硼Nd2Fe14B，其剩磁為1.12-1.37T，矯頑力836-915kA/m，最大磁能積239-358kJ/m3，工作溫度≤80℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種SKL三相催化氧化-BAF深度處理化工廢水的方法，其特征在于所述SKL-反應(yīng)器I型上半部?jī)?nèi)置超聲波換能器I型，對(duì)應(yīng)的超聲波發(fā)生器I型為外置，所發(fā)出的頻率f為35-50kHz;SKL-反應(yīng)器II型上半部?jī)?nèi)置超聲波換能器II型，對(duì)應(yīng)的超聲波發(fā)生器II型為外置，所發(fā)出的頻率f為25-35kHz。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種SKL三相催化氧化-BAF深度處理化工廢水的方法，其特征在于所述SKL-反應(yīng)器II型底部設(shè)置的布水器上面安置的磁環(huán)為T(mén)650-2，電感系數(shù)58.0L/N2，相對(duì)磁導(dǎo)率10μ0，涂層為環(huán)氧樹(shù)脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種SKL三相催化氧化-BAF深度處理化工廢水的方法，其特征在于廢水經(jīng)提升泵，從SKL-反應(yīng)器I型底部經(jīng)布水器均勻進(jìn)水;首先經(jīng)磁化預(yù)處理，SKL-反應(yīng)器I型下半部?jī)?nèi)置永磁材料，磁化時(shí)間5-10min，永磁材料采用稀土永磁材料釹鐵硼Nd2Fe14B，其剩磁為1.12-1.37T，矯頑力836-915kA/m，最大磁能積239-358kJ/m3，工作溫度≤80℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種SKL三相催化氧化-BAF深度處理化工廢水的方法，其特征在于磁化預(yù)處理后廢水進(jìn)入SKL-反應(yīng)器I型上半部，上半部?jī)?nèi)置固相催化劑SKL-A和超聲波換能器I型，反應(yīng)時(shí)間5-10min，超聲波發(fā)生器I型外置，其所發(fā)出的頻率f為35-50kHz。固相催化劑SKL-A裝填密度為50kg/m3。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種SKL三相催化氧化-BAF深度處理化工廢水的方法，其特征在于SKL-反應(yīng)器I型出水和氧化劑均勻混合后經(jīng)管道進(jìn)入SKL-反應(yīng)器II型。在SKL-反應(yīng)器I型出水口管道上加入氧化劑，氧化劑儲(chǔ)槽、加藥泵外置。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種SKL三相催化氧化-BAF深度處理化工廢水的方法，其特征在于廢水進(jìn)入SKL-反應(yīng)器II型完善催化氧化反應(yīng)，降解污染物，SKL-反應(yīng)器II型反應(yīng)時(shí)間7-15min。SKL-反應(yīng)器II型底部設(shè)置布水器，布水器上面安置磁環(huán)，磁環(huán)采用進(jìn)口磁環(huán)T650-2，電感系數(shù)58.0L/N2，相對(duì)磁導(dǎo)率10μ0，涂層為環(huán)氧樹(shù)脂，數(shù)量30-45個(gè)。SKL-反應(yīng)器II型上半部?jī)?nèi)置超聲波換能器II型，超聲波發(fā)生器II型外置，其所發(fā)出的頻率f為25-35kHz。
10.根據(jù)權(quán)利要求2或8所述的一種SKL三相催化氧化-BAF深度處理化工廢水的方法，其特征在于氧化劑優(yōu)選雙氧水，濃度30%，投加量在300-500ppm之間;所述調(diào)節(jié)穩(wěn)定池反應(yīng)時(shí)間根據(jù)處理廢水性質(zhì)和氧化劑的投加量而定。一般反應(yīng)時(shí)間在0.5-1.5h之間，其中，含農(nóng)藥類(lèi)的化工廢水調(diào)節(jié)穩(wěn)定池反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選1.5h;所述曝氣生物濾池可選用一級(jí)或多級(jí)，每級(jí)水力停留時(shí)間在2-8h，曝氣量以滿足水中溶氧量含量不低于3mg/L為宜。
說(shuō)明書(shū)
一種SKL三相催化氧化-BAF深度處理化工廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及深度水處理領(lǐng)域，特別涉及一種SKL三相催化氧化-BAF深度處理化工廢水的方法。
背景技術(shù)
在本發(fā)明作出之前，對(duì)于化工廢水在進(jìn)行厭氧-好氧生物處理的基礎(chǔ)上再進(jìn)行深度處理的方法主要包括：Fenton氧化法、臭氧氧化法、超臨界水氧化法、催化濕式氧化法與電化學(xué)氧化法等。這些新技術(shù)由于存在處理負(fù)荷有限、運(yùn)行費(fèi)高、投資大、工程經(jīng)驗(yàn)少的困難，無(wú)法大規(guī)模的工程應(yīng)用。
另外，化工廢水中可能含有一定量的吡啶、DMF(N-N-二甲基甲酰胺)等雜環(huán)含氮類(lèi)物質(zhì)，吡啶為醫(yī)藥中間體，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，重鉻酸鉀都難以氧化;DMF為農(nóng)藥中間體，有機(jī)溶劑，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。采用高電位的催化氧化技術(shù)(SKL三相催化氧化技術(shù))，可以將吡啶、DMF等含氮雜環(huán)類(lèi)物質(zhì)開(kāi)環(huán)斷鏈轉(zhuǎn)化為氨氮，導(dǎo)致化工廢水深度處理后出水氨氮升高，總氮保持不變。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服上述缺陷，研制一種SKL三相催化氧化-BAF深度處理化工廢水的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種SKL三相催化氧化-BAF深度處理化工廢水的方法，其特征在于進(jìn)水至SKL三相催化氧化反應(yīng)器反應(yīng)，再進(jìn)入調(diào)節(jié)穩(wěn)定池，從調(diào)節(jié)穩(wěn)定池出來(lái)進(jìn)入曝氣生物濾池，最后出水;
包括以下3個(gè)工藝單元：
(1)將經(jīng)“物化+生化”二級(jí)處理后的化工廢水，由泵提升進(jìn)入SKL三相催化氧化反應(yīng)器，廢水經(jīng)磁化預(yù)處理后，與固相催化劑SKL-A和氧化劑發(fā)生催化氧化反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程輔以超聲作用，對(duì)化工廢水中難降解污染物斷鏈開(kāi)環(huán);
(2)步驟(1)的出水進(jìn)入調(diào)節(jié)穩(wěn)定池，進(jìn)一步調(diào)節(jié)水量完善反應(yīng);
(3)步驟(2)的出水進(jìn)入曝氣生物濾池進(jìn)行生化處理。
所述SKL-三相催化氧化反應(yīng)器是由SKL-反應(yīng)器I型連通SKL-反應(yīng)器II型組成;所述SKL-反應(yīng)器I型進(jìn)水口設(shè)在底部，出水口設(shè)在頂部，底部設(shè)置布水器，下半部?jī)?nèi)置永磁材料，上半部?jī)?nèi)置固相催化劑SKL-A和超聲波換能器I型;所述SKL-反應(yīng)器II型底部設(shè)置布水器，布水器上面安置磁環(huán)，SKL-反應(yīng)器II型上半部?jī)?nèi)置超聲波換能器II型。
所述SKL-反應(yīng)器I型下半部?jī)?nèi)置永磁材料為稀土永磁材料釹鐵硼Nd2Fe14B，其剩磁為1.12-1.37T，矯頑力836-915kA/m，最大磁能積239-358kJ/m3，工作溫度≤80℃。
所述SKL-反應(yīng)器I型上半部?jī)?nèi)置超聲波換能器I型，對(duì)應(yīng)的超聲波發(fā)生器I型為外置，所發(fā)出的頻率f為35-50kHz;SKL-反應(yīng)器II型上半部?jī)?nèi)置超聲波換能器II型，對(duì)應(yīng)的超聲波發(fā)生器II型為外置，所發(fā)出的頻率f為25-35kHz。
所述SKL-反應(yīng)器II型底部設(shè)置的布水器上面安置的磁環(huán)為T(mén)650-2，電感系數(shù)58.0L/N2，相對(duì)磁導(dǎo)率10μ0，涂層為環(huán)氧樹(shù)脂。
所述廢水經(jīng)提升泵，從SKL-反應(yīng)器I型底部經(jīng)布水器均勻進(jìn)水;首先經(jīng)磁化預(yù)處理，SKL-反應(yīng)器I型下半部?jī)?nèi)置永磁材料，磁化時(shí)間5-10min，永磁材料采用稀土永磁材料釹鐵硼Nd2Fe14B，其剩磁為1.12-1.37T，矯頑力836-915kA/m，最大磁能積239-358kJ/m3，工作溫度≤80℃。
所述磁化預(yù)處理后廢水進(jìn)入SKL-反應(yīng)器I型上半部，上半部?jī)?nèi)置固相催化劑SKL-A和超聲波換能器I型，反應(yīng)時(shí)間5-10min，超聲波發(fā)生器I型外置，其所發(fā)出的頻率f為35-50kHz。固相催化劑SKL-A裝填密度為50kg/m3。
所述SKL-反應(yīng)器I型出水和氧化劑均勻混合后經(jīng)管道進(jìn)入SKL-反應(yīng)器II型。在SKL-反應(yīng)器I型出水口管道上加入氧化劑，氧化劑儲(chǔ)槽、加藥泵外置。
所述廢水進(jìn)入SKL-反應(yīng)器II型完善催化氧化反應(yīng)，降解污染物，SKL-反應(yīng)器II型反應(yīng)時(shí)間7-15min。SKL-反應(yīng)器II型底部設(shè)置布水器，布水器上面安置磁環(huán)，磁環(huán)采用進(jìn)口磁環(huán)T650-2，電感系數(shù)58.0L/N2，相對(duì)磁導(dǎo)率10μ0，涂層為環(huán)氧樹(shù)脂，數(shù)量30-45個(gè)。SKL-反應(yīng)器II型上半部?jī)?nèi)置超聲波換能器II型，超聲波發(fā)生器II型外置，其所發(fā)出的頻率f為25-35kHz。
所述氧化劑優(yōu)選雙氧水，濃度30%，投加量在300-500ppm之間;所述調(diào)節(jié)穩(wěn)定池反應(yīng)時(shí)間根據(jù)處理廢水性質(zhì)和氧化劑的投加量而定。一般反應(yīng)時(shí)間在0.5-1.5h之間，其中，含農(nóng)藥類(lèi)的化工廢水調(diào)節(jié)穩(wěn)定池反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選1.5h;所述曝氣生物濾池可選用一級(jí)或多級(jí)，每級(jí)水力停留時(shí)間在2-8h，曝氣量以滿足水中溶氧量含量不低于3mg/L為宜。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：
1.本發(fā)明所采用的SKL三相催化氧化工藝為成熟、先進(jìn)、已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的催化氧化技術(shù)，具有較強(qiáng)的可行性。
2.SKL三相催化氧化技術(shù)解決了傳統(tǒng)高級(jí)氧化技術(shù)的缺陷。
3.通過(guò)磁化預(yù)處理，減少了極性有機(jī)物活性點(diǎn)與藥劑分子的碰撞屏障，從而使化學(xué)反應(yīng)的速度和反應(yīng)程度顯著增高，減少了固相催化劑的損耗和氧化劑的使用量，運(yùn)行成本顯著降低。
4.采用超聲技術(shù)避免了長(zhǎng)期運(yùn)行后固相催化劑被廢水中懸浮物包裹、堵塞，確保催化劑SKL-A的活性。同時(shí)超聲技術(shù)使廢水中難降解污染物分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，加速催化氧化反應(yīng)，從而加速污染物質(zhì)的水解、分解和聚合過(guò)程，大大提高了催化氧化反應(yīng)速率。
5.優(yōu)選固相催化劑SKL-A代替?zhèn)鹘y(tǒng)亞鐵催化氧化，比表面積大，催化活性點(diǎn)多，催化活性提高，氧化反應(yīng)速率和氧化能力提高。針對(duì)化工廢水，催化劑SKL-A更為高效、光譜，使用時(shí)浸出少，可連續(xù)重復(fù)使用，產(chǎn)泥量少。
6.SKL三相催化氧化反應(yīng)器處理效果好、運(yùn)行成本低、能耗低、操作簡(jiǎn)單。已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，處理規(guī)模2萬(wàn)-30萬(wàn)噸/日。
7.工藝操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行管理方便。不需要設(shè)置單獨(dú)的沉淀系統(tǒng)，可直接聯(lián)合BAF，去除少量的懸浮固體。
8.達(dá)到深度脫氮、降COD的效果。農(nóng)藥、染料類(lèi)化工廢水一般含吡啶、DMF(N-N-二甲基甲酰胺)等雜環(huán)含氮類(lèi)物質(zhì)，屬于有機(jī)溶劑，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難以氧化。SKL三相催化氧化技術(shù)具有非常高的電位，可以將吡啶、DMF等含氮雜環(huán)類(lèi)物質(zhì)開(kāi)環(huán)斷鏈轉(zhuǎn)化為氨氮。聯(lián)合BAF工藝，可達(dá)到深度降解污染物和脫氮的目的。
9.該發(fā)明工藝深度處理后的化工廢水可直排，生態(tài)性良好，社會(huì)環(huán)境效益好。
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