煤化工廢水處理工藝的製作方法

2023-12-04 16:30:06 1

專利名稱：：煤化工廢水處理工藝的製作方法
技術領域：
：本發明屬於汙水治理方法，具體涉及一種煤化工廢水處理工藝。
背景技術：
：目前，煤化工及煉焦行業中的生產過程中產生酚氰廢水，該廢水的汙染物包括酚類、多環芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環化合物等，是一種典型的含有難降解的有機化合物的工業廢水。在焦化廢水中有相當數量的不可生化的有機物，其中多數為多環有機物，生化法對廢水中的苯酚類及苯類物質有較好的去除作用，但對喹啉類、吲哚類、吡啶類、咔唑類等等一些難降解有機物處理效果較差，經焦化廢水A-O法處理後尚有部分有機物不能生物降解，所以處理後廢水的COD值一直難以達到一級排放標準，色度大，氨氮含量也時有超標，要做得回用難度相當大。且常規的處理方法是將該廢水進行一級厭氧生化、二級好氧生化、二沉池沉澱、汙泥回流、後混凝沉澱進行處理後，但難以處理到達標排放和回用。此類工藝存在的問題1)生物降解不徹底，產生的泡沫多，要大量新水進行消泡，但效果差；2)對操作運行及日常管理要求高，難以穩定達標排放；3)加藥量大，運行費用高；4)出水難以滿足超濾和反滲透的進水指標，不能達到回用水標準。
發明內容本發明的目的在於提供一種煤化工廢水處理工藝，綜合利用多種治理手段，解決高濃度難降解有機廢水的治理，克服上述技術缺陷。本發明的技術方案是煤化工廢水處理工藝，它包括一級廢水處理和二級廢水處理，所述一級廢水處理步驟是I、廢水經一級PH調節後，進行一級電Fenton微電解催化反應處理；2、經步驟(I)處理後的水，進行一級中和曝氣氧化處理；3、經步驟(2)處理後的水，沉澱後，進行生物降解處理；所述二級廢水處理步驟是4、對經過一級廢水處理後的水，實施二級PH調節；5、經步驟(4)處理後的水，進行二級電Fenton微電解催化反應處理；6、經步驟(5)處理後的水，進行二級中和曝氣氧化處理；7、經步驟(6)處理後的水，經過汙泥沉澱；8、經步驟(7)處理後的水，進行電催化氧化處理；9、經步驟(8)處理後的水，進行絮凝處理；10、經步驟(9)處理後的水，進行多相流電氣浮處理；11、經步驟(10)處理後的水，經過超濾膜過濾後，進行反滲透脫鹽，實現排放後回用。所述一級電Fenton微電解催化反應處理是廢水一級PH調節PH值2-4後，進入一級電Fenton微電解催化氧化處理裝置的電解腔內，在曝氣條件下，在電極的作用下，廢水中的有機物在陽極上發生直接氧化和間接氧化，降解廢水中的有機物；陰極在陽極產生的O2和空氣的O2的作用下產生H2O2，水流上升到微電解反應室；微電解反應時產生的Fe2+與水中的H2O2發生Fenton反應，進一步降解廢水中的有機物；一級電Fenton微電解催化反應，每個電極組中陰極板與陽極板之間的距離是35毫米。所述多相流電氣浮處理是它是將進入氣浮箱的溶氣氣浮接觸區內的汙水通過多相流氣浮泵實現溶氣氣浮處理後，再進入氣浮箱的電氣氣浮接觸區，在多相流氣浮泵和電氣氣浮電極組的作用下實現電氣氣浮處理；電氣氣浮處理後的水經過靜置後，形成淨化水排除。所述一級廢水處理步驟(3)進行生物降解處理後的水，經過二沉池後，在進行二級廢水處理。所述多相流電氣浮處理中通過多相流氣浮泵進入溶氣氣浮接觸區內的氣浮進水量不低於進入電氣氣浮接觸區內的氣浮進水量。電氣氣浮處理中每個電極組中陰極板與陽極板之間的距離是47毫米。電氣氣浮處理中電極面積不少於0.2m2/m3。所述一級電Fenton微電解催化反應處理中，當電解腔內的電解電流為零時，水流上升到微電解反應室後，對水實施微電解催化反應。一級電Fenton微電解催化反應處理時間是3070分鐘；二級電Fenton微電解催化反應處理時間是1560分鐘。所述二級電Fenton微電解催化反應處理是經二級PH調節PH值2-4後的水，進入二級電Fenton微電解催化氧化處理裝置的電解腔內，在曝氣條件下，在電極的作用下，廢水中的有機物在陽極上發生直接氧化和間接氧化，降解廢水中的有機物；陰極在陽極產生的O2和空氣的O2的作用下產生H2O2，水流上升到微電解反應室；微電解反應時產生的Fe2+與水中的H2O2發生Fenton反應，進一步降解廢水中的有機物。二級電Fenton微電解催化反應處理中，當電解腔內的電解電流為零時，水流上升到微電解反應室後，對水實施微電解催化反應。一級、二級電Fenton微電解催化反應中每個電極組中陰極板與陽極板之間的距離小於電氣氣浮處理中每個電極組中陰極板與陽極板之間的距離。本發明所採用的處理工藝，將電化學、生物處理技術、膜處理技術緊密結合，實現了對高濃度C0D、氨氮及含酚氰的化工及焦化廢水的穩定和規模化處理。該技術還可用於印染、電鍍、造紙、醫藥、硝基苯、苯胺、有機矽、印刷線路板、畜牧、雙氧水化工、石油化工、橡膠助劑化工以及含苯環化工廢水處理中。按本發明的煤化工廢水處理工藝具有如下優點無二次汙染；處理效果穩定；生產運行成本低；操作運行簡便。圖I一級、二級電Fenton微微電解催化反應處理裝置結構示意圖。圖2多相流電氣浮裝置結構示意圖。圖3本發明工藝示意圖。具體實施例方式本發明實施例中一級廢水處理和二級廢水處理中，所採用的設備或裝置，一級、二級電Fenton微微電解催化反應處理裝置結構如圖I所示，多相流電氣浮裝置結構如圖2所示，其餘的設備或裝置採用常規現有裝置。如圖I所示，殼體101下設殼底112，殼底112下設置支腿13;上述結構可以是由鋼質材料製成，也可以是混凝土製成。殼體101和殼底112內壁進行防腐、防酸鹼處理。殼體101內設有隔板103，隔板103將殼體101內分隔成上腔，和下腔；隔板103上開設有通孔103.1，通孔聯通上腔和下腔。通孔103.I是均勻的開設在隔板103上，直徑為r4釐米。殼體101的上腔內設有產生Fe2+的微電解催化劑顆粒102，本實施例中微電解催化劑顆粒(填料)採用由稀土金屬催化劑、貴金屬催化劑、Fe、C按不同比例通過1050°C高溫燒結在一起的包容架構式鐵碳結構，粒徑2.5X2cm或lX3cm;含鐵量彡72%。市售商品。殼體101上部連接聯通出水管111;出水管111高於微電解催化劑顆粒102上表面。殼體101的下腔內設有陽極109和陰極110。本實施例中陽極109包括陽極支撐板109.1，陽極支撐板109.I上間隔平行設置多個陽極板109.2;陽極板109.2採用DSA(dimensionalIystableanode)催化陽極電極，採用金屬氧化物塗層網狀鈦電極。陰極110包括陰極支撐板110.1，陰極支撐板110.上間隔平行設置多個陰極板110.2,陰極板110.2採用ACF(ACF—activecarbonfelt)催化陰極電極，採用縛在鈦網表面的活性炭纖維氈電極。陰極板110.2和陽極板109.2之間間隔交叉設置，構成多個電極組；每個電極組中陰極板與陽極板之間的距離是35毫米。陽極和陰極的下部設有曝氣管105。所述陰極板和陽極板的設置方向與曝氣管的氣流方向相同。曝氣管105與殼體101外的空氣進氣管104連接聯通。殼底112上連接聯通進水管106和排空管107。陽極109和陰極110電連接高頻開關電源108，輸入電壓AC220380V，輸出電壓DC48V、DC36V、DC24V，所需功率根據處理水量和水質進行選擇。如圖2所示，多相流電氣浮裝置的結構如下氣浮箱201可以是構築物，也可以是設備。氣浮箱201設有第一隔板214，第二隔板215和第三隔板216;第一隔板214和氣浮箱箱殼體(包括底板、側板和端板)構成溶氣氣浮接觸區217;第一隔板214、第二隔板215和氣浮箱箱殼體(包括底板、側板)構成電氣氣浮接觸區218。第三隔板216、第二隔板215和氣浮箱箱殼體(包括底板、側板)之間構成氣浮分離區219;第三隔板216和氣浮箱箱殼體(包括底板、側板，另一端板)之間構成淨水區220。氣浮箱201上部連接聯通淨水出水管211。第一隔板214和第二隔板215與氣浮箱箱殼體的底板221連接，第二隔板215的高度大於第一隔板214的高度。第三隔板216與氣浮箱箱殼體上部連接，淨水區與氣浮分離區在第三隔板底部相連通，本實施例中第三隔板216下端面與氣浮箱箱殼體的底板221之間設有水道222。另外的實施例可以是第三隔板216與氣浮箱箱殼體的底板221連接，上部與氣浮箱箱殼體上部連接，形成隔開的兩個空間(淨水區與氣浮分離區)，在第三隔板216設通孔，聯通兩個空間(淨水區與氣浮分離區)。氣浮箱201上部設有刮渣機213，刮渣機213的末端的氣浮箱內設有渣槽212，渣槽底部設排渣管223。渣槽212設在氣浮分離區內。上述溶氣氣浮接觸區217、電氣氣浮接觸區218、氣浮分離區219和淨水區220在本實施例中有圖示從左向右一次設置。氣浮箱201內的電氣氣浮接觸區218中設有電氣氣浮電極組。電氣氣浮電極組包括多組相對設置的陽極229和陰極230。本實施例中陽極229包括陽極支撐板229.1，陽極支撐板229.I上間隔平行設置多個陽極板229.2;陽極板229.2採用DSA(dimensionalIystableanode)催化陽極電極，採用金屬氧化物塗層網狀鈦電極。陰極230包括陰極支撐板230.1，陰極支撐板230.上間隔平行設置多個陰極板230.2，陰極板230.2採用採用DSA催化陽極電極。陰極板210.2和陽極板29.2之間間隔交叉設置，構成多個電極組；每個電極組中陰極板與陽極板之間的距離是47毫米。陽極支撐板229.I與陰極支撐板230.I與高頻開關電源204連接。溶氣氣浮接觸區217的氣浮箱箱殼體連接聯通氣浮進水管202，即汙水進水管。多相流氣浮泵210的進水管208與氣浮箱201內的淨水區220連接聯通。多相流氣浮泵210的空氣進管209與進水管208形成多相流氣浮泵210水相和氣相的進入。多相流氣浮泵210的第一輸出管203(溶氣氣浮接觸區進水氣)與氣浮箱的溶氣氣浮接觸區217連接聯通，多相流氣浮泵的第二輸出管206(電氣氣浮接觸區218進水氣)與氣浮箱的電氣氣浮接觸區218連接聯通。如圖3所示，I、酚氰廢水(原水)提升至一級Ph調節池，加酸將廢水的PH調整在2—4;2、調整後同時開啟低壓空氣管閥門，對廢水進行曝氣，氣水比31；開啟高頻開關電源，根據水質情況，調整運行電流，電流密度不超過300A/m2。廢水中的有機物在陽極上發生直接氧化和間接氧化，降解廢水中的有機物；陰極在陽極產生的O2和空氣的O2的作用下產生H2O2,並水流上升到微電解反應室。微電解反應時產生的Fe2+與水中的H2O2發生Fenton反應，進一步降解廢水中的有機物。微電解催化反應時產生的Fe2+和Fe3+具有很好的絮凝作用，這樣，廢水中的原有的懸浮物、膠體、通過內電解反應產生的不溶物和構成色度的不溶性染料均可被其吸附凝聚而除去。微電解(或稱內電解)反應和DSA催化陽極反應時，產生的羥基自由基(.0H)和Fenton反應產生的產生更高濃度的羥基自由基(.0H)，使廢水中存在大量的氧化能力極強的.0H，從而提高對水中的有機物的降解效能。當電解電流為零時，電Fenton微電解催化本發明裝置裝置即變成微電解催化反應裝置，通過微電解反應，也可大幅降解廢水中的有機物。電Fenton微電解催化反應時間3070分鐘。廢水在陰極表面發生的兩電子還原反應生成的H2O2，在酸性條件下與微電解反應持續產生的Fe2+發生Fenton反應，形成強氧化性的.0H,無選擇地迅速與芳香族有機化合物發生三種形式的反應脫氫反應、破壞C=C不飽和鍵的加成反應和電子轉移反應，使其發生化學降解。反應中F3+會在陰極還原成Fe2+，繼續與陰極產生的H2O2發生Fenton反應。同時，在電解催化反應過程中，DSA(金屬氧化物塗層鈦電極)催化陽極表面生成大量氧化能力極強的.0H,使得有機物被氧化降解。本發明的結構緊湊，克服了化學Fenton法運行成本高的缺點，該裝置自動產生Fenton試劑機制完善，是汙水處理效率很高的電解催化氧化處理裝置，處理單位COD成本較低，出水水質好權利要求1.一種煤化工廢水處理工藝，它包括一級廢水處理和二級廢水處理，所述一級廢水處理步驟是1、廢水經一級PH調節後，進行一級電Fenton微電解催化反應處理；2、經步驟(I)處理後的水，進行一級中和曝氣氧化處理；3、經步驟(2)處理後的水，沉澱後，進行生物降解處理；所述二級廢水處理步驟是4、對經過一級廢水處理後的水，實施二級PH調節；5、經步驟(4)處理後的水，進行二級電Fenton微電解催化反應處理；6、經步驟(5)處理後的水，進行二級中和曝氣氧化處理；7、經步驟(6)處理後的水，經過汙泥沉澱；8、經步驟(7)處理後的水，進行電催化氧化處理；9、經步驟(8)處理後的水，進行絮凝處理；10、經步驟(9)處理後的水，進行多相流電氣浮處理；11、經步驟(10)處理後的水，經過超濾膜過濾後，進行反滲透脫鹽，實現排放後回用。所述一級電Fenton微電解催化反應處理是廢水一級PH調節PH值2-4後，進入一級電Fenton微電解催化氧化處理裝置的電解腔內，在曝氣條件下，在電極的作用下，廢水中的有機物在陽極上發生直接氧化和間接氧化，降解廢水中的有機物；陰極在陽極產生的O2和空氣的O2的作用下產生H2O2，水流上升到微電解反應室；微電解反應時產生的Fe2+與水中的H2O2發生Fenton反應,進一步降解廢水中的有機物；所述多相流電氣浮處理是它是將進入氣浮箱的溶氣氣浮接觸區內的汙水通過多相流氣浮泵實現溶氣氣浮處理後，再進入氣浮箱的電氣氣浮接觸區，在多相流氣浮泵和電氣氣浮電極組的作用下實現電氣氣浮處理；電氣氣浮處理後的水經過靜置後，形成淨化水排除。2.如權利要求I所述煤化工廢水處理工藝，其特徵是所述一級廢水處理步驟(3)進行生物降解處理後的水，經過二沉池後，在進行二級廢水處理。3.如權利要求I所述煤化工廢水處理工藝，其特徵是所述多相流電氣浮處理中通過多相流氣浮泵進入溶氣氣浮接觸區內的氣浮進水量不低於進入電氣氣浮接觸區內的氣浮進水量。4.如權利要求I所述煤化工廢水處理工藝，其特徵是所述一級電Fenton微電解催化反應處理中，當電解腔內的電解電流為零時，水流上升到微電解反應室後，對水實施微電解催化反應。5.如權利要求I所述煤化工廢水處理工藝，其特徵是一級電Fenton微電解催化反應處理時間是3070分鐘；二級電Fenton微電解催化反應處理時間是1560分鐘。6.如權利要求I所述煤化工廢水處理工藝，其特徵是所述二級電Fenton微電解催化反應處理是經二級PH調節PH值2-4後的水，進入二級電Fenton微電解催化氧化處理裝置的電解腔內，在曝氣條件下，在電極的作用下，廢水中的有機物在陽極上發生直接氧化和間接氧化，降解廢水中的有機物；陰極在陽極產生的O2和空氣的O2的作用下產生H2O2，水流上升到微電解反應室；微電解反應時產生的Fe2+與水中的H2O2發生Fenton反應，進一步降解廢水中的有機物。7.如權利要求6所述煤化工廢水處理工藝,其特徵是二級電Fenton微電解催化反應處理中，當電解腔內的電解電流為零時，水流上升到微電解反應室後，對水實施微電解催化反應。全文摘要本發明公開了一種煤化工廢水處理工藝。酚氰廢水經過一級廢水處理工藝段(1)均和調節池、(2)一級pH調整、(3)一級電Fenton微電解催化反應、(4)一級中和曝氣、(5)初級沉澱、(6)生物降解、(7)二沉池。二級廢水處理工藝段(1)二級pH調整、(2)二級電Fenton微電解催化反應、(3)二級中和曝氣、(4)汙泥沉澱、(5)電催化氧化、(6)電絮凝、(7)多相流電氣浮、(8)陶瓷膜/有機膜超濾、(9)反滲透脫鹽。本發明的煤化工廢水處理工藝具有如下優點無二次汙染；處理效果穩定；生產運行成本低；操作運行簡便。文檔編號C02F9/14GK102674634SQ201210159550公開日2012年9月19日申請日期2012年5月22日優先權日2012年5月22日發明者張文麟,張鴻飛申請人:武漢華麟科技有限公司