一種提高平整液廢水中BOD的處理方法和處理裝置與流程
2023-05-14 22:04:56
本發明屬於水處理技術領域，具體涉及一種提高平整液廢水中bod的處理方法和處理裝置。
背景技術：
平整液是鋼鐵溼平整工藝過程中使用的重要介質。平整液一般由以下幾個部分組成：除鏽劑，表面活性劑，潤滑劑，消泡劑及去離子水等。
溼平整過程產生的平整液廢水ph為9～10，電導率為400～4000us/cm，bod為95～260mg/l，懸浮物為25～60mg/l。平整液有機物汙染物多，bod(生化需氧量)低，可生化性差的特點，傳統的生物處理難以奏效，目前國內外尚無成熟的處理工藝，大多將其稀釋後與其它廢水混合處理，是最難處理的鋼鐵工業廢水之一。
生化需氧量(bod)表示水中有機物等需氧汙染物質含量的一個綜合指示。生化需氧量是指在規定的條件下，微生物分解水中的某些可氧化的物質，特別是分解有機物的生物化學過程消耗的溶解氧。
中國專利cn102126807a公開了一種處理平整廢液的方法，採用破乳、水解酸化，好氧膜生物反應器工藝處理平整液廢水，經過處理後平整液廢水可以達到國家排放標準。中國專利cn102260028a公開了一種冷軋平整液廢水預處理方法及其系統，包括平整液廢水調節池、ph調整池、混凝槽、溶氣氣浮、生化系統調節池和生物接觸氧化系統。該技術只是預處理技術，還需要後續好氧生化等工藝處理平整廢液。中國專利201120261855.1公開了一種冷軋平整液廢水預處理系統的實用新型專利，優化了廢水調節池、ph調整池、混凝槽、溶氣氣浮、生化系統調節池的系統布置。以上的中國專利都沒有關注提高平整液中bod的方法。
本發明的目的就是根據平整液廢水的水質水量情況，提高平整液廢水中的bod和可生化性。經過本發明的處理工藝後，平整液廢水可直接進入傳統的好氧生化池進行後續處理，因此本發明不僅是一種提高平整液廢水中bod的工藝，而且也是一種平整液廢水生化前的預處理工藝。開發的提高平整液廢水bod的工藝，以綠色工藝和節能減排為主要任務，減 少環境汙染，積極應對日益嚴格的環境保護法規。
技術實現要素：
為了解決平整液廢水bod低，難以進行生化處理的環境難題，本發明提供了一種提高平整液廢水中bod的處理方法和處理系統，採用本發明的處理系統和方法，一次性投資低，運行操作簡單，生產處理成本較低，是環境友好型的鋼鐵廢水綠色環保處理工藝。
本發明目的還在於提供一種玻璃纖維負載鈦硫釩光催化劑及其製備方法。
本發明的技術方案如下：
一種提高平整液廢水中bod的處理方法，包括如下步驟：
所述平整液廢水流入筒式過濾器，然後通過一級進水泵進入纖維過濾器，所述纖維過濾器內置噴熔濾芯；平整液廢水經過纖維過濾器後進入中間水箱，然後通過二級進水泵進入光化學反應器；所述光化學反應器外部由透明石英玻璃管組成，內置固載型光催化劑，所述固載型光催化劑為玻璃纖維負載鈦硫釩光催化劑；經過光化學反應器後，平整液廢水的bod為130～340mg/l，再進入生化池進行好氧生化處理；
所述玻璃纖維負載鈦硫釩光催化劑由以下方法製備而成：
1)載體的篩選和清洗：選擇長度為30～40mm石英纖維，比重為0.89～0.92g/cm2，先將玻璃纖維浸浸泡在乙醇溶液中除油，然後泡在濃度為10～18％的鹽酸中5～8小時，去除玻璃纖維表面的無機雜質，再用去離子水清洗；
2)配製混合溶液：將10～15mol/l鈦酸四異丙酯按體積比1：3與6mol/l硫脲混合，以50～80轉/分鐘攪拌速度攪拌混合液；
3)溶膠的製備：將混合溶液加熱至45℃，恆溫時以200～220轉/分鐘快速攪拌，在此過程中滴加的nh4vo3，每升溶液需滴加8～10mg的nh4vo3，滴加完成後50℃恆溫下以120轉/分鐘中速攪拌1小時，停止攪拌後形成凝膠；
4)陳化和焙燒：將玻璃纖維載體靜置在凝膠溶液中陳化3天，然後在105℃後烘乾1小時，然後將玻璃纖維幹凝膠放入馬福爐，以5℃/min升溫至450℃,然後恆溫焙燒3～6小時，冷卻後得到玻璃纖維負載鈦硫釩光催化劑。
進一步，所述透明石英玻璃管外徑150～200mm，壁厚1～3.0mm，長度500～800mm。
進一步，所述玻璃纖維負載鈦硫釩光催化劑佔整個石英管內部內部體積的30～45％。
進一步，平整液廢水在光化學反應器中停留60～120min。
根據本發明所述一種提高平整液廢水中bod的處理方法，所述筒式過濾器的過濾精度為5～20微米，濾筒表面積為0.04～0.18m2，流量為5～15m3/h。
進一步，所述筒式過濾器內部由金屬網籃支撐濾袋，平整液廢水經過濾袋過濾後流出，雜質顆粒和懸浮物被攔截在濾袋中；經過筒式過濾器後平整液廢水的懸浮物為9～18mg/l。
根據本發明所述一種提高平整液廢水中bod的處理方法，所述噴熔濾芯為pp噴熔濾芯，其長度為2.5m，內徑為30mm，過濾精度為1～5mm，流量為5～15m3/h。
根據本發明所述一種提高平整液廢水中bod的處理方法，經過纖維過濾器後平整液廢水的懸浮物為2～6mg/l。
根據本發明所述一種提高平整液廢水中bod的處理方法，平整液廢水經過整個處理工藝後，所述平整液廢水的出水水質ph為7.2～8.6，bod為130～340mg/l，懸浮物為1～5mg/l。
本發明還提供一種所述提高平整液廢水中bod的處理方法的裝置，其依次包括：進水泵1、筒式過濾器2，一級進水泵3、纖維過濾器4、中間水箱5、二級進水泵6、光化學反應器7、排水泵9；所述光化學反應器7由透明石英玻璃管組成，內置玻璃纖維負載鈦硫釩光催化劑8；所述透明石英玻璃管外徑150～200mm，壁厚1～3.0mm，長度500～800mm；所述玻璃纖維負載鈦硫釩光催化劑佔整個石英管內部內部體積的30～45％。
本發明所述提高平整液廢水中bod的處理工藝系統，包括進水泵、筒式過濾器，一級進水泵、纖維過濾器、中間水箱、二級進水泵、光化學反應器、玻璃纖維負載鈦硫釩光催化劑、排水泵。
所述平整液廢水的水質ph為7.2～8.6，bod為95～260mg/l，懸浮物為25～60mg/l。
所述平整液廢水通過進水泵流入筒式過濾器。筒式過濾器內部由金屬網籃支撐濾袋，平整液廢水經過濾袋過濾後流出，雜質顆粒和懸浮物被攔截在濾袋中。袋式過濾器的過濾精度為5～20微米，濾筒表面積為0.04～0.18m2，流量為5～15m3/h。經過筒式過濾器後平整液廢水的懸浮物為9～18mg/l。
然後通過一級進水泵進入纖維過濾器，纖維過濾器內置噴熔濾芯，可耐弱酸、弱鹼以及大多數有機溶劑和無機溶劑。纖維過濾器可去除水中的膠體和懸浮物。
pp噴熔濾芯長度為2.5m，內徑為30mm，過濾精度為1～5mm，流量為5～15m3/h。經過纖維過濾器後平整液廢水的懸浮物為2～6mg/l。後續的處理流程中，懸浮物濃度會影響光化學反應器的處理效率，因此需要通過筒式過濾器和纖維過濾器去除廢水中的懸浮顆粒和雜質。
平整廢水經過纖維過濾器後進入中間水箱，然後通過二級進水泵進入光化學反應器。光化學反應器外部透明石英玻璃管組成，內置固載型光催化劑。透明石英玻璃管外徑150～200mm，壁厚1～3.0mm，長度500～800mm。玻璃纖維負載鈦硫釩光催化劑佔整個石英管內部 內部體積的30～45％。
本發明針對平整液廢水水質特性，開發製備了固載型光催化劑提高平整液廢水中的bod，催化劑的製備：1)載體的篩選和清洗：選擇長度為30～40mm石英纖維，比重為0.89～0.92g/cm2，先將玻璃纖維浸浸泡在3％的乙醇溶液中除油，然後泡在濃度為10～18％的鹽酸中5～8小時，去除玻璃纖維表面的無機雜質，最好用去離子水清洗3次。2)配製混合溶液：將10～15mol/l鈦酸四異丙酯按體積比1：3與6mol/l硫脲混合，以50～80轉/分鐘攪拌速度攪拌混合液2小時。3)溶膠的製備：將混合溶液加熱至45℃，恆溫時以200～220轉/分鐘快速攪拌，在此過程中滴加的nh4vo3，每升溶液需滴加8～10mg的nh4vo3。滴加完成後50℃恆溫下以120轉/分鐘中速攪拌1小時，停止攪拌後形成凝膠。4)陳化和焙燒：將玻璃纖維載體靜置在凝膠溶液中陳化3天，然後在105℃後烘乾1小時，然後將玻璃纖維幹凝膠放入馬福爐，以5℃/min升溫至450℃,然後恆溫焙燒3～6小時，冷卻後得到玻璃纖維負載鈦硫釩光催化劑。製備的玻璃纖維負載鈦硫釩光催化劑可高效促進光生載流離子的分離，提高光量子效應，增加載體表面生成羥基自由基的效率，從而可將平整液中大的有機分子和難降解物質轉化分解為可生物降解的有機物，即提高了平整液中的bod。
平整液廢水在光化學反應器中停留60～120min，經過光化學反應器後，平整液廢水的bod為130～340mg/l。隨後平整液廢水通過排水泵進入生化池進行好氧生化處理。
平整液廢水經過整個處理工藝後，所述平整液廢水的出水水質ph為7.2～8.6，bod為130～340mg/l，懸浮物為1～5mg/l。
有益技術效果：
本發明以低成本的綠色水處理技術有效提高了平整液廢水中的bod、增加了廢水的可生化性，經過本發明的工藝處理後，平整液廢水可直接進入傳統的生化池進行處理。因此本發明具有經濟和環保雙重效果，具有良好的社會效益和環境效益。
本發明所述製備的玻璃纖維負載鈦硫釩光催化劑可高效促進光生載流離子的分離，提高光量子效應，增加載體表面生成羥基自由基的效率，從而可將平整液中大的有機分子和難降解物質轉化分解為可生物降解的有機物，即提高了平整液中的bod。
附圖說明
圖1一種提高平整液廢水中bod的處理工藝系統圖。
其中：進水泵1、筒式過濾器2，一級進水泵3、纖維過濾器4、中間水箱5、二級進水泵6、光化學反應器7、玻璃纖維負載鈦硫釩光催化劑8、排水泵9。
具體實施方式
為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限於下面的實施例。
實施例1：
一種提高平整液廢水中bod的處理工藝系統，包括進水泵、筒式過濾器，一級進水泵、纖維過濾器、中間水箱、二級進水泵、光化學反應器、玻璃纖維負載鈦硫釩光催化劑、排水泵。
所述平整液廢水的水質ph為7.5，bod為115mg/l，懸浮物為57mg/l。
所述平整液廢水通過進水泵流入筒式過濾器。筒式過濾器內部由金屬網籃支撐濾袋，平液液廢水經過濾袋過濾後流出，雜質顆粒和懸浮物被攔截在濾袋中。袋式過濾器的過濾精度為15微米，濾筒表面積為0.08m2，流量為15m3/h。經過筒式過濾器後平整液廢水的懸浮物為16mg/l。
然後通過一級進水泵進入纖維過濾器，纖維過濾器內置噴熔濾芯，可耐弱酸、弱鹼以及大多數有機溶劑和無機溶劑。纖維過濾器可去除水中的膠體和懸浮物。
pp噴熔濾芯長度為2.5m，內徑為30mm，過濾精度為2mm，流量為15m3/h。經過纖維過濾器後平整液廢水的懸浮物為5mg/l。
平整廢水經過纖維過濾器後進入中間水箱，然後通過二級進水泵進入光化學反應器。光化學反應器外部透明石英玻璃管組成，內置固載型光催化劑。透明石英玻璃管外徑150mm，壁厚1.5mm，長度600mm。玻璃纖維負載鈦硫釩光催化劑佔整個石英管內部內部體積的40％。
本發明針對平整液廢水水質特性，開發製備了固載型光催化劑提高平整液廢水中的bod，催化劑的製備：1)載體的篩選和清洗：選擇長度為40mm石英纖維，比重為0.89g/cm2，先將玻璃纖維浸浸泡在3％的乙醇溶液中除油，然後泡在濃度為11％的鹽酸中5小時，去除玻璃纖維表面的無機雜質，最好用去離子水清洗3次。2)配製混合溶液：將10mol/l鈦酸四異丙酯按體積比1：3與6mol/l硫脲混合，以60轉/分鐘攪拌速度攪拌混合液2小時。3)溶膠的製備：將混合溶液加熱至45℃，恆溫時以220轉/分鐘快速攪拌，在此過程中滴加的nh4vo3，每升溶液需滴加8mg的nh4vo3。滴加完成後50℃恆溫下以120轉/分鐘中速攪拌1小時，停止攪拌後形成凝膠。4)陳化和焙燒：將玻璃纖維載體靜置在凝膠溶液中陳化3天，然後在105℃後烘乾1小時，然後將玻璃纖維幹凝膠放入馬福爐，以5℃/min升溫至450℃,然後恆溫焙燒4小時，冷卻後得到玻璃纖維負載鈦硫釩光催化劑。
平整液廢水在光化學反應器中停留100min，經過光化學反應器後，平整液廢水的bod為160mg/l。隨後平整液廢水通過排水泵進入生化池進行好氧生化處理。
平整液廢水經過整個處理工藝後，所述平整液廢水的出水水質ph為7.7，bod為160mg/l，懸浮物為2mg/l。
實施例2：
一種提高平整液廢水中bod的處理工藝系統，包括進水泵、筒式過濾器，一級進水泵、纖維過濾器、中間水箱、二級進水泵、光化學反應器、玻璃纖維負載鈦硫釩光催化劑、排水泵。
所述平整液廢水的水質ph為8.1，bod為233mg/l，懸浮物為39mg/l。
所述平整液廢水通過進水泵流入筒式過濾器。筒式過濾器內部由金屬網籃支撐濾袋，平液液廢水經過濾袋過濾後流出，雜質顆粒和懸浮物被攔截在濾袋中。袋式過濾器的過濾精度為5微米，濾筒表面積為0.17m2，流量為9m3/h。經過筒式過濾器後平整液廢水的懸浮物為13mg/l。
然後通過一級進水泵進入纖維過濾器，纖維過濾器內置噴熔濾芯，可耐弱酸、弱鹼以及大多數有機溶劑和無機溶劑。纖維過濾器可去除水中的膠體和懸浮物。
pp噴熔濾芯長度為2.5m，內徑為30mm，過濾精度為1mm，流量為9m3/h。經過纖維過濾器後平整液廢水的懸浮物為3mg/l。後續的處理流程中，懸浮物濃度會影響光化學反應器的處理效率，因此需要通過筒式過濾器和纖維過濾器去除廢水中的懸浮顆粒和雜質。
平整廢水經過纖維過濾器後進入中間水箱，然後通過二級進水泵進入光化學反應器。光化學反應器外部透明石英玻璃管組成，內置固載型光催化劑。透明石英玻璃管外徑200mm，壁厚2.6mm，長度700mm。玻璃纖維負載鈦硫釩光催化劑佔整個石英管內部內部體積的45％。
本發明針對平整液廢水水質特性，開發製備了固載型光催化劑提高平整液廢水中的bod，催化劑的製備：1)載體的篩選和清洗：選擇長度為40mm石英纖維，比重為0.89g/cm2，先將玻璃纖維浸浸泡在3％的乙醇溶液中除油，然後泡在濃度為18％的鹽酸中7小時，去除玻璃纖維表面的無機雜質，最好用去離子水清洗3次。2)配製混合溶液：將11mol/l鈦酸四異丙酯按體積比1：3與6mol/l硫脲混合，以75轉/分鐘攪拌速度攪拌混合液2小時。3)溶膠的製備：將混合溶液加熱至45℃，恆溫時以200轉/分鐘快速攪拌，在此過程中滴加的nh4vo3，每升溶液需滴加10mg的nh4vo3。滴加完成後50℃恆溫下以120轉/分鐘中速攪拌1小時，停止攪拌後形成凝膠。4)陳化和焙燒：將玻璃纖維載體靜置在凝膠溶液中陳化 5天，然後在105℃後烘乾1小時，然後將玻璃纖維幹凝膠放入馬福爐，以5℃/min升溫至450℃,然後恆溫焙燒5小時，冷卻後得到玻璃纖維負載鈦硫釩光催化劑。
平整液廢水在光化學反應器中停留80min，經過光化學反應器後，平整液廢水的bod為310mg/l。隨後平整液廢水通過排水泵進入生化池進行好氧生化處理。
平整液廢水經過整個處理工藝後，所述平整液廢水的出水水質ph為8.0，bod為310mg/l，懸浮物為1mg/l。
綜上所述，本發明的水處理技術有效提高了平整液廢水中的bod、增加了廢水的可生化性，經過本發明的工藝處理後，平整液廢水可直接進入傳統的生化池進行處理。本發明充分體現了節能減排的效果，是環境友好型的綠色鋼鐵生產工藝。
當然，本技術領域內的一般技術人員應當認識到，上述實施例僅是用來說明本發明，而非用作對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍內，對上述實施例的變換、變形都將落在本發明權利要求的範圍內。