一種廢水處理方法及裝置的製作方法
2023-10-23 16:01:07
專利名稱：一種廢水處理方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及廢水處理方法和裝置，適於油田、化工、紡織、印染、食品加工、生活廢水等行業的廢水處理。屬廢水處理類(C02F)。
背景技術：
現在普遍使用的廢水處理方法，很難處理油田和化工廢水中的某些物質，COD去除率低，故而成為達標排放的難題。最新研究報導，臭氧與多項技術複合，如臭氧/雙氧水(O3/H2O2)、臭氧/紫外線(O3/UV)、臭氧/雙氧水/紫外線(O3/H2O2/UV)、臭氧/超聲波等協同處理，有很好的效果。但至今卻未見工程實施例。本發明人曾試驗了這些複合技術，仍未能解決去除COD等指標的問題。後經反覆試驗研究發現這幾種技術的無序組合，會造成化學反應的相互幹擾，效果覆蓋等問題。
發明內容
本發明提出的一種廢水處理方法及裝置，就是解決現有的臭氧與多項技術複合處理廢水效果差、COD不能達標的問題。其技術方案如下一種廢水處理方法，包括順次進行的絮凝處理和壓濾處理，其特徵是該方法還包括下列步驟1)在絮凝處理之前，對廢水進行如下臭氧預處理將廢水從上至下噴入預處理罐內，同時從進氣管通入臭氧，並使臭氧從下至上噴，與廢水形成反衝作用，此預處理進行時間15～20分鐘；2)在壓濾處理後，對濾液進行如下的複合臭氧淨化處理將濾液從上至下噴入反應器體內，濾液中應加有雙氧水和二價鐵，同時從進氣管通入臭氧，使臭氧從下至上噴，與濾液形成反衝作用，並使兩者對流，穿過在反應器體內設置的催化接觸反應層5。
上述廢水處理方法所採用的裝置，其特徵是設臭氧預處理裝置1完成臭氧預處理，其內設預處理罐體1.1底部裝有多個上噴噴孔的曝氣盤1.2，與外部臭氧管路連通的豎直進氣管1.3與多個噴孔連通；罐體頂部設有廢水進口。設複合臭氧接觸反應器4完成複合臭氧淨化處理，其反應器體4.1內底部裝有多個上噴噴孔的曝氣盤4.2，與外部臭氧管路連通的豎直進氣管4.3與多個噴孔連通；罐體頂部設有濾液進口；在反應器體內設催化接觸反應層5。
上述催化接觸反應層5的厚度h可選為200～300mm；可採用由固定於反應器體內壁的多孔支撐架5.1和上面填放的一層陶瓷環5.2構成或採用兩層及以上的多孔鈦鋼板5.3，層間距為50～100mm。
上述臭氧預處理裝置1前可設收集廢水的汙水灌8；在上述複合臭氧接觸反應器4前可設收集濾液的過渡灌7。上述預處理罐體或反應器體頂部均可設臭氧回流裝置、尾氣分解排放裝置。整套廢水處理裝置可固定在一個可移動的承重平臺上。
本發明的有益效果i.本發明各步驟的功能如下臭氧預處理目的是使大分子分解為小分子，部分有害物(如重金屬)氧化成無害物或生成絡合物，使難降解的有機物轉化為容易降解的醛類和羧酸類；預處理後的廢水經絮凝處理使大部分懸浮物、金屬氧化物和可降解物混凝成絮或渣，或浮於水面或沉入水底；通過壓濾處理將絮和渣與水分離；最後將壓濾後的濾液在複合臭氧接觸反應器中進行深度催化氧化反應，使溶液狀態的所有有害物質徹底氧化、降解，直至完全礦化。由於採用了臭氧預處理廢水和複合臭氧的深度氧化濾液的全新工藝，產生奇特效果；而雙氧水和二價鐵與臭氧形成複合氧化催化劑，這是產生奇特效果的關鍵。此方法還實現了複合臭氧的有序組合。由此，徹底解決了廢水處理後去除COD、氮氨等難題，達到低於國家一級排放標準30％的先進水平(即COD＜70mg/L，國家一級排放標準COD＜100mg/L)，色度很低，水質清亮。ii.臭氧與廢水或濾液反衝作用，有利於充分碰撞、反應。iii.陶瓷環和鈦鋼板均為催化觸媒，且陶瓷環起到阻滯臭氧運動作用，延長臭氧與濾液接觸時間。iv.設尾氣分解排放裝置可使全部工藝具有環保性，無二次汙染。v.設臭氧回流裝置可提高臭氧利用率。vi.整機固定於一塊可移動平臺，製成可移動廢水處理工廠，對移動作業企業提供機動的廢水處理裝置。vi.可廣泛用於油田，化工，紡織印染，食品加工，生活廢水等處的廢水處理。
圖1本發明工藝流程示意2臭氧預處理裝置1示3複合臭氧接觸反應器2示4尾氣分解排放裝置示圖具體實施例方式實施例1某油田廢水，未處理前含COD大於2000mg/L。
本實施例廢水處理方法必須進行如下四個步驟見圖1、圖2、圖3。
1)見圖1、圖2、圖4，對廢水進行臭氧預處理(具體是採用曝氣預處理)廢水由泵10抽入預處理罐體1.1內，從頂端廢水進口1.9處向下噴；臭氧由外部臭氧發生器9經分流調節閥9.1和射流混合器1.8送入豎直進氣管1.3並通入曝氣盤1.2，臭氧從曝氣盤的眾多的上噴孔從下至上噴出與廢水形成反衝，廢水在其中停留16分鐘。
2)見圖1，對預處理後的廢水進行絮凝處理使大部分懸浮物、金屬氧化物和可降解物混凝成絮或渣，或浮於水面或沉入水底。投加絮凝劑、助凝劑和PH調節劑。攪拌速度30-80r/min攪拌時間24min。攪拌過快和時間過長，會將能沉澱的大膠體或微粒絮體攪碎，降低沉澱效果。
3)見圖1，在壓濾機3中將絮和渣與水分開，水成為濾液。
4)見圖1，圖3，圖4，將濾液由泵11抽入複合臭氧接觸反應器4的反應器體4.1內，濾液從頂端濾液進口4.9處向下噴，且濾液內加入雙氧水(H2O2)和二價鐵(Fe2)6，臭氧由外部臭氧發生器9經分流調節閥9.1和射流混合器4.8送入豎直進氣管4.3，並通入底部的曝氣盤4.2，臭氧從曝氣盤的眾多的上噴孔從下至上噴出與濾液形成反衝，濾液在其中停留1小時左右後，由泵12從下部排出。催化接觸反應層5的催化觸媒的載體可為陶瓷環5.1和多孔鈦鋼板5.2。陶瓷環起到阻滯臭氧運動作用，延長臭氧與濾液接觸時間，雙氧水和二價鐵與臭氧形成複合氧化催化劑。淨化處理後液體檢測COD＜70mg/L。
上述廢水處理方法所需要提供的廢水處理裝置如下i.臭氧預處理裝置1見圖2，裝置1由罐體1.1、曝氣盤1.2、進氣管1.3、臭氧回流裝置、尾氣分解排放裝置以及底部的衝洗閥1.10等組成。
罐體1.1的內直徑Φ1200mm、高度2000mm、體積2.3M3。曝氣盤1.2由圓周均布並連通的有若干上噴孔的剛玉多孔盤1.21組成，也可採用多孔不鏽鋼或多孔高分子盤管材料或其它耐腐蝕和耐氧化材料的多孔盤。進氣管1.3裝在曝氣盤中心通過散射通道與多孔盤和上噴孔連通。臭氧回流裝置如下構成由罐體頂部設開口1.4，通過回流管和射流混合器1.8與豎直進氣管1.3連通，當罐體頂部臭氧過多，通過射流混合器1.8抽出後再通入進氣管1.3進入曝氣盤1.2中再回用。見圖4，尾氣分解排放裝置如下構成罐體外設置電加熱器1.7並套在安全閥1.6上，兩者間留有間隙。安全閥通過噴嘴1.61、罐體頂部開口1.5與罐體連通，當在罐體頂部氣壓超過設定值，安全閥的噴嘴1.61將安全閥閥蓋1.62託出，臭氧尾氣從間隙中加熱器內壁受熱分解排出。罐體底部設衝洗閥1.10，便於清洗時排水。
ii.見圖1，絮凝處理用臥式或立式絮凝器2。iii.壓濾處理採用壓濾機3。
iv.複合臭氧接觸反應器4見圖3，裝置3由反應器體4.1、曝氣盤4.2、進氣管4.3、催化接觸反應層5、雙氧水和二價鐵6及射流泵6.1和進液閥6.2、臭氧回流裝置、尾氣分解排放裝置以及底部的衝洗閥4.10等組成。
曝氣盤4.2、進氣管4.3、臭氧回流裝置、尾氣分解排放裝置以及底部的衝洗閥4.10與臭氧預處理裝置1中對應的曝氣盤1.2、進氣管1.3、臭氧回流裝置、尾氣分解排放裝置以及底部的衝洗閥1.10結構相同，這裡不再描述。反應器體4.1的尺寸為內直徑Φ為1200mm，高度2000mm，體積2.3M3。為方便投入雙氧水和二價鐵6，在濾液進入管道中，可增設射流泵6.1，該處還裝有進液閥6.2。催化接觸反應層5總厚度h為200mm-300mm；見圖4，可由固定在在反應器體4.2內壁的高分子材料製作的帶孔架5.2和放於上面的陶瓷環5.1組成；見圖1，也可採用兩層帶孔鈦鋼板5.3固定在反應器體4.2內壁而構成，層間距為50～100mm。最後淨化的濾液可由外部泵12排出。
v.見圖1，為了便於收集廢水和濾液，在臭氧預處理裝置1前設收集廢水的汙水灌8；在複合臭氧接觸反應器4前設收集濾液的過渡灌7。這樣使裝置1和4可連續工作，防止停工待料。
權利要求
1.一種廢水處理方法，包括順次進行的絮凝處理和壓濾處理，其特徵是該方法還包括下列步驟1)在絮凝處理之前，對廢水進行如下臭氧預處理將廢水從上至下噴入預處理罐內，同時從進氣管通入臭氧，並使臭氧從下至上噴，與廢水形成反衝作用，進行時間15～20分鐘；2)在壓濾處理後，對濾液進行如下的複合臭氧淨化處理將濾液從上至下噴入反應器體內，濾液中應加有雙氧水和二價鐵，同時從進氣管通入臭氧，使臭氧從下至上噴，與濾液形成反衝作用，並使兩者對流，穿過在反應器體內設置的催化接觸反應層(5)。
2.按權利要求1所述處理方法，其特徵是絮凝處理中投入絮凝劑、助凝劑和PH調節劑；攪拌速度不超過80r/min，攪拌時間不超過5min。
3.按權利要求1所述廢水處理方法的廢水處理裝置，其特徵是設臭氧預處理裝置(1)完成臭氧預處理，其內設預處理罐體(1.1)，底部裝有多個上噴噴孔的曝氣盤(1.2)，與外部臭氧管路連通的豎直進氣管(1.3)與多個噴孔連通；罐體頂部設有廢水進口；設複合臭氧接觸反應器(4)完成複合臭氧淨化處理，其反應器體內底部裝有多個上噴噴孔的曝氣盤(4.2)，與外部臭氧管路連通的豎直進氣管(4.3)與多個噴孔連通；反應器體頂部設有濾液進口；在反應器體內設催化接觸反應層(5)。
4.按權利要求3所述裝置，其特徵是催化接觸反應層(5)的厚度h為200～300mm；採用由固定於反應器體內壁的多孔支撐架(5.1)和上面填放的一層陶瓷環(5.2)構成或採用兩層及以上的多孔鈦鋼板(5.3)，層間距為50～100mm。
5.按權利要求3所述裝置，其特徵是在臭氧預處理裝置(1)前設收集廢水的汙水灌(8)；在複合臭氧接觸反應器(4)前設收集濾液的過渡灌(7)。
6.按權利要求3所述裝置，其特徵是預處理罐體或反應器體頂部均設有臭氧回流裝置。
7.按權利要求3所述裝置，其特徵是預處理罐體或反應器體頂部均設有尾氣分解排放裝置。
8.按權利要求3所述裝置，其特徵是預處理罐體或反應器體底部均設有衝洗閥。
9.按權利要求1所述方法的廢水處理裝置，其特徵是整套廢水處理裝置固定在一個可移動的承重平臺上。
全文摘要
一種廢水處理方法及裝置。在絮凝處理前，將廢水進行臭氧預處理；在壓濾處理後，將濾液再進行複合臭氧淨化處理。兩裝置內均設有罐體、曝氣盤、進氣管、尾氣分解排放裝置等。濾液中加雙氧水和二價鐵，並設由陶瓷環製作的催化接觸反應層。預處理使廢水中大分子變小，有害物氧化成無害物，使難降解的有機物轉化為易降解的醛類和羧酸類。絮凝處理使懸浮物等混凝成絮或渣，壓濾處理將絮渣與水分離；最後將濾液進行深度催化氧化，使所有有害物質徹底氧化、降解，直至完全礦化。徹底解決廢水處理後去除COD、氮氨等難題，達到低於國家一級排放標準30％的先進水平，且色度很低，水質清亮。特別適用於油田、化工、紡織印染等行業的廢水處理。
文檔編號B01D37/03GK1911836SQ20061002146
公開日2007年2月14日 申請日期2006年7月27日 優先權日2006年7月27日
發明者劉延子, 王樹森 申請人:王樹森, 劉延子