一種連續移動床式催化氧化處理化工廢水的方法及裝置與流程
2023-05-29 22:34:55
本發明屬於工業廢水處理
技術領域：
，涉及一種連續移動床式催化氧化處理化工廢水的方法及裝置。
背景技術：
：隨著我國經濟的快速增長，工業迅速發展的同時，工業生產所帶來的廢水量逐年增大。與此同時，人們的環境保護意識逐漸增強，各類汙染物排放指標日益嚴格。工業廢水中存在大量難降解有機物、有毒有害物質，用普通的生物化學法很難使其穩定達標。化工廢水具有排放量大，汙染物組成複雜、濃度高、毒性大、可生化性差等特點。化工廢水特別是高鹽高濃度有機廢水處理，一直是國內外水汙染治理的難題。隨著我國化學工業的快速發展，各種新型的化工產品被應用到各行各業，特別是醫藥、化工、電鍍、印染等重汙染工業中，在提高產品質量、品質的同時也帶來了日益嚴重的環境汙染問題，主要表現在：廢水中有機汙染物濃度高、結構穩定、可生化性差，常規工藝難以實現達標排放，且處理成本高，給企業節能減排帶來極大的壓力。國務院《水汙染防治行動計劃》（簡稱《水十條》）提出取締「十小」企業，專項整治十大重點行業，其中大部份為化工行業和企業。國家對於化工行業汙染物治理的要求越來越嚴格，化工行業實施整改是必然的。為了保證企業盈利和排汙達標，企業選擇合適的廢水處理系統非常重要。因此，對高效低成本的化工廢水處理新工藝、新技術、新裝置的開發研究具有非常重要的意義。化工廢水的特點，決定了必須採用針對性強的多種處理技術的組合工藝。通常先用物化處理法消除廢水的生物毒性、提高廢水的可生化性，然後用生化處理法徹底去除廢水中COD、氨氮、總磷等汙染物，使廢水達標排放。因此確定化工廢水處理工藝的關鍵，在於選擇高效低成本的物化處理法，將廢水中難降解有毒性的有機汙染物，降解為可生物降解的小分子有機物。目前這些物化處理方法有：芬頓氧化法、微電解法、電化學氧化法、臭氧氧化法、紫外光催化氧化法、溼式催化氧化法等。芬頓氧化法是一種傳統氧化技術，是以亞鐵離子（Fe2+）為催化劑，用過氧化氫（H2O2）進行化學氧化的廢水處理方法，其處理設施簡單，但投加藥劑成本高、形成汙泥量大，過程難以控制，勞動強度大。微電解法：其處理設施簡單，運行操作簡便。但微電解填料易鈍化板結，嚴重影響處理效果。電化學氧化法、臭氧氧化法、紫外光催化氧化法：都存在設備結構複雜，投資運行成本高的問題。溼式催化氧化法：對設備材料要求嚴格，投資成本很高。因此，如何解決上述問題，是本領域技術人員要研究的內容。技術實現要素：為克服上述現有技術中的不足，本發明目的在於提供一種連續移動床式催化氧化處理化工廢水的方法及裝置。該方法通過一種含有天然釩鈦磁鐵礦石催化劑的連續移動床式反應器及相關處理設施，對化工廢水特別是難降解有機廢水進行催化氧化處理，消除廢水的生物毒性，提高廢水的可生化性，使廢水能達到生化處理的要求。為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種連續移動床式催化氧化處理化工廢水的裝置，包括按序依次排列並經管道連通的PH調節池、連續移動床式反應器、混凝反應池、沉澱池及出水池；所述PH調節池的前端還設有進水管道，所述化工廢水經所述進水管道進入所述PH調節池內；所述PH調節池內設有攪拌器；所述PH調節池的旁側還設有酸投加裝置和H2O2投加裝置；所述連續移動床式反應器包括反應器罐體、催化劑填料、布料擋板、氣提管、洗料管及分離室；所述反應器罐體為錐底形敞口圓柱玻璃鋼結構；所述布料擋板設置在所述反應器罐體的錐底部；所述反應器罐體的頂部設有布水器；所述催化劑填料層設置在所述反應器罐體的中部；所述氣提管設置在所述反應器罐體的中軸線處，所述氣提管的底端設置在所述錐底部，所述氣提管的頂端穿設出所述反應器罐體的頂部；所述分離室設置在所述氣提管頂端的上部，所述分離室的下部連接所述洗料管，且所述洗料管位於所述反應器罐體內部。上述技術方案中，相關內容解釋如下：1、上述方案中，所述PH調節池內設有在線PH檢測儀。該PH檢測儀用於針對不同性質的化工廢水，根據檢測PH調節池內的化工廢水的PH值來控制酸投加裝置的啟停。針對不同性質的化工廢水，H2O2投加濃度約為化工廢水COD的0.5~1倍。2、上述方案中，所述布水器的高度為1~1.5m。3、上述方案中，所述催化劑填料層的高度為2~2.5m，所述催化劑填料層為釩鈦磁鐵礦石層，所述釩鈦磁鐵礦石的粒度為30~50目。所述釩鈦磁鐵礦石晶體結構中的Fe2+/Fe3+被Ti4+、V3+等類質同象替換，大大提高了催化劑的催化氧化性能。廢水在流經催化劑填料層時，其中的H2O2與催化劑充分接觸，在金屬氧化物催化劑的催化作用下，產生強氧化劑羥基自由基(·OH)，降解或礦化廢水中的汙染物。同時催化劑在反應器中經氣提管提升、清洗並回到填料層上部，這樣連續地使催化劑填料得到清洗，清除滯留在填料層中的雜質，防止填料層因汙堵形成板結、溝流現象。4、上述方案中，所述氣提管的入口處設置有壓縮空氣噴嘴。5、上述方案中，所述混凝反應池中安裝設有攪拌器。6、上述方案中，所述反應器罐體上還設有進水管和出水管。一種連續移動床式催化氧化處理化工廢水的方法，包括以下步驟：⑴、化工廢水預處理：化工廢水經過格柵、混凝沉澱或氣浮單元預處理，去除廢水中的懸浮雜質及油類物質；⑵、經步驟⑴中處理後的化工廢水經進水管道進入PH調節池，向PH調節池內投加酸，調節化工廢水的PH值，同時向PH調節池內投加H2O2；⑶、調節過PH值並投加了H2O2的化工廢水經管道自流進連續移動床式反應器內，化工廢水在反應器罐體中停留1~2個小時，在反應器罐體的上部設置有布水器，化工廢水經過布水器均勻分布在所述反應器罐體內；所述化工廢水從反應器罐體的上部向下流經催化劑填料層，進入反應器罐體底部的氣提管，在所述氣提管入口處裝設有壓縮空氣噴嘴，壓縮空氣將化工廢水和催化劑填料沿氣提管向上提升至頂端的分離室，催化劑填料落入下部的洗料管，回到反應器罐體內催化劑填料層的上部，處理後的化工廢水從分離室側邊的出水管流出反應器罐體；⑷、經步驟⑶中反應器罐體流出的化工廢水經出水管流進混凝反應池，化工廢水在混凝反應池中的停留時間為15~20分鐘，混凝反應池中安裝有攪拌器；進入混凝反應池的廢水中含有Fe2＋和Fe3＋，通過鹼投加裝置經管道向混凝反應池投加NaOH，NaOH與Fe2＋和Fe3＋反應生成Fe(OH)2和Fe(OH)3，去除化工廢水中溶解性、膠體和懸浮態汙染物；⑸、經步驟⑷混凝反應池流出的化工廢水自流進沉澱池，化工廢水中的絮體得到沉澱分離，出水自流進出水池。上述技術方案中，相關內容解釋如下：1、上述方案中，所述步驟⑸中沉澱池中的汙泥進入汙泥處理系統。2、上述方案中，所述催化劑填料層中的催化劑為釩鈦磁鐵礦石，粒度為30-50目。3、上述方案中，所述步驟⑴的預處理是為了確保連續移動床式反應器不被這些懸浮雜質及油類物質汙堵。4、上述方案中，通過鹼投加裝置經管道向混凝反應池投加NaOH，NaOH與Fe2＋和Fe3＋反應生成Fe(OH)2和Fe(OH)3，是優良的絮凝劑，可發揮壓縮雙電層、吸附電中和及沉澱網捕作用，有效去除廢水中溶解性、膠體和懸浮態汙染物。由於上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有的優點是：1、本發明中採用天然釩鈦磁鐵礦石作為催化劑，催化劑成本低廉，同時催化劑中釩、鈦等金屬離子對鐵離子的類質同象替換，大大增強了催化劑的催化氧化性能。相比傳統芬頓氧化法，該氧化法產生汙泥少、H2O2利用率高、pH值適用範圍廣。相比於光、電、臭氧等催化氧化法，該處理方法成本較低。2、本發明採用連續移動床式反應器，催化劑填料層在起到催化氧化作用的同時，也起到過濾作用，催化劑通過氣提、洗料，不斷得到清洗，既保持了催化劑填料與廢水的充分接觸混合，也使得填料層不會因汙堵也產生板結、溝流等現象。附圖說明圖1為本發明裝置和方法的流程示意圖；圖2位本發明裝置中連續移動床反應器的結構示意圖。具體實施方式以下由特定的具體實施例說明本發明的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效。請參閱圖1至圖2。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，並非用以限定本發明可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關係的改變或大小的調整，在不影響本發明所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本發明所揭示的技術內容得能涵蓋的範圍內。同時，本說明書中所引用的如「上」、「下」、「左」、「右」、「中間」及「一」等的用語，亦僅為便於敘述的明了，而非用以限定本發明可實施的範圍，其相對關係的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施的範疇。如圖1和圖2所示，一種連續移動床式催化氧化處理化工廢水的裝置，包括按序依次排列並經管道連通的PH調節池、連續移動床式反應器、混凝反應池、沉澱池及出水池；所述PH調節池的前端還設有進水管道，所述化工廢水經所述進水管道進入所述PH調節池內；所述PH調節池內設有攪拌器；所述PH調節池的旁側還設有酸投加裝置和H2O2投加裝置；所述連續移動床式反應器包括反應器罐體2、催化劑填料層3、布料擋板5、氣提管6、洗料管7及分離室9；所述反應器罐體2為錐底形敞口圓柱玻璃鋼結構；所述布料擋板5設置在所述反應器罐體2的錐底部；所述反應器罐體2的頂部設有布水器10；所述催化劑填料層3設置在所述反應器罐體2的中部；所述氣提管6設置在所述反應器罐體2的中軸線處，所述氣提管6的底端設置在所述反應器罐體2的錐底部，所述氣提管6的頂端穿設出所述反應器罐體2的頂部；所述分離室9設置在所述氣提管6頂端的上部，所述分離室9的下部連接所述洗料管7，且所述洗料管7位於所述反應器罐體2內部。所述PH調節池內設有在線PH檢測儀（圖中未示出）。該PH檢測儀用於針對不同性質的化工廢水，根據檢測PH調節池內的化工廢水的PH值來控制酸投加裝置的啟停。針對不同性質的化工廢水，H2O2投加濃度約為化工廢水COD的0.5~1倍。所述布水器10的高度為1~1.5m。所述催化劑填料層3的高度為2~2.5m，所述催化劑填料層3為釩鈦磁鐵礦石層，所述釩鈦磁鐵礦石的粒度為30~50目。所述釩鈦磁鐵礦石晶體結構中的Fe2+/Fe3+被Ti4+、V3+等類質同象替換，大大提高了催化劑的催化氧化性能。廢水在流經催化劑填料層時，其中的H2O2與催化劑充分接觸，在金屬氧化物催化劑的催化作用下，產生強氧化劑羥基自由基(·OH)，降解或礦化廢水的汙染物。同時催化劑在反應器中經氣提管提升、清洗並回到填料層上部，這樣連續地使催化劑填料得到清洗，清除滯留在填料層中的雜質，防止填料層因汙堵形成的板結、溝流現象。所述釩鈦磁鐵礦石的化學成分見下表：化學成分FeTiO2V2O5CoNiSP百分含量（%）30.5510.420.300.0170.0140.640.013所述氣提管6的入口處設置有壓縮空氣噴嘴4。所述混凝反應池中安裝設有攪拌器（圖中未示出）。所述反應器罐體2上還設有進水管1和出水管8。如圖2所示，一種連續移動床式催化氧化處理化工廢水的方法，包括以下步驟：⑴、化工廢水預處理：化工廢水經過格柵、混凝沉澱或氣浮單元預處理，去除廢水中的懸浮雜質及油類物質；⑵、經步驟⑴中處理後的化工廢水經進水管道進入PH調節池，向PH調節池內投加酸，調節化工廢水的PH值，同時向PH調節池內投加H2O2；⑶、調節過PH值並投加了H2O2的化工廢水經管道自流進連續移動床式反應器內，化工廢水在反應器罐體中停留1~2個小時，在反應器罐體的上部設置有布水器，化工廢水經過布水器均勻分布在所述反應器罐體內；所述化工廢水從反應器罐體的上部向下流經催化劑填料層，進入反應器罐體底部的氣提管，在所述氣提管入口處裝設有壓縮空氣噴嘴，壓縮空氣將化工廢水和催化劑填料沿氣提管向上提升至頂端的分離室，催化劑填料落入下部的洗料管，回到反應器罐體內催化劑填料層的上部，處理後的化工廢水從分離室側邊的出水管流出反應器罐體；⑷、經步驟⑶中反應器罐體流出的化工廢水經出水管流進混凝反應池，化工廢水在混凝反應池中的停留時間為15~20分鐘，混凝反應池中安裝有攪拌器；進入混凝反應池的廢水中含有Fe2＋和Fe3＋，通過鹼投加裝置經管道向混凝反應池投加NaOH，NaOH與Fe2＋和Fe3＋反應生成Fe(OH)2和Fe(OH)3，去除化工廢水中溶解性、膠體和懸浮態汙染物；⑸、經步驟⑷混凝反應池流出的化工廢水自流進沉澱池，化工廢水中的絮體得到沉澱分離，出水自流進出水池。所述步驟⑸中沉澱池中的汙泥進入汙泥處理系統。所述催化劑填料層中的催化劑為釩鈦磁鐵礦石，粒度為30-50目。所述步驟⑴的預處理是為了確保連續移動床式反應器不被這些懸浮雜質及油類物質汙堵。通過鹼投加裝置經管道向混凝反應池投加NaOH，NaOH與Fe2＋和Fe3＋反應生成Fe(OH)2和Fe(OH)3，是優良的絮凝劑，可發揮壓縮雙電層、吸附電中和及沉澱網捕作用，有效去除廢水中溶解性、膠體和懸浮態汙染物。化工廢水經預處理後，由進水管道進入進水pH調節池，pH調節池與酸投加裝置連接，pH調節池出口通過管道與連續移動床式反應器進口相連，連續移動床式反應器出口混凝反應池進口經管道連接，混凝反應池與鹼投加裝置連接，混凝反應池出口與沉澱池進口經管道連接，沉澱池出口與出水池進口經管道連接。催化劑為天然釩鈦磁鐵礦石，粒度為30-50目，化學成分見下表：化學成分FeTiO2V2O5CoNiSP百分含量（%）30.5510.420.300.0170.0140.640.013礦石晶體結構中的Fe2+/Fe3+被Ti4+、V3+等類質同象替換，大大提高了催化劑的催化氧化性能。廢水在流經催化劑填料層時，其中的H2O2與催化劑充分接觸，在金屬氧化物催化劑的催化作用下，產生強氧化劑羥基自由基(·OH)，降解或礦化廢水的汙染物。同時催化劑在反應器中經氣提管提升、清洗並回到填料層上部，這樣連續地使催化劑填料得到清洗，清除滯留在填料層中的雜質，防止填料層因汙堵形成的板結、溝流現象。反應器出水經出水管自流進混凝反應池，廢水在混凝反應池中的停留時間為15~20分鐘，混凝反應池中安裝有攪拌器。進入混凝反應池的廢水中含有Fe2＋和Fe3＋，通過鹼投加裝置經管道向混凝反應池投加NaOH，NaOH與Fe2＋和Fe3＋反應生成Fe(OH)2和Fe(OH)3，是優良的絮凝劑，可發揮壓縮雙電層、吸附電中和及沉澱網捕作用，有效去除廢水中溶解性、膠體和懸浮態汙染物。混凝反應池出水自流進入沉澱池，廢水中的絮體得到沉澱分離，出水自流進出水池，並作下一步處理。沉澱池汙泥進入汙泥處理系統。上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬
技術領域：
中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。當前第1頁1 2 3