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廢水處理方法、廢水處理系統(tǒng)與流程

文檔序號(hào):40615256發(fā)布日期:2025-01-07 21:03閱讀:15來(lái)源:國(guó)知局
廢水處理方法、廢水處理系統(tǒng)與流程

本發(fā)明屬于水處理,具體而言屬于一種廢水處理方法、廢水處理系統(tǒng)。


背景技術(shù):

1、廢水處理是環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分,廢水主要來(lái)源于工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活污水以及雨水徑流等。這些廢水含有大量的有機(jī)物、重金屬、病原微生物等有害物質(zhì),若未經(jīng)處理直接排放,將對(duì)水體生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞,影響人類健康和生態(tài)平衡。

2、相關(guān)技術(shù)中,通常通過(guò)諸如生物處理、物理吸附等方式對(duì)廢水進(jìn)行處理,但是在面臨如印染廢水等含有難降解有機(jī)物的有色廢水時(shí),這些廢水處理方式難以達(dá)到理想的水處理效果。

3、有鑒于此,特提出本發(fā)明。


技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的第一目的在于提供一種廢水處理方法,該方法可以有效去除廢水中的難降解有機(jī)物和色素,從而有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)難降解有機(jī)物的有色廢水的深度處理,保證廢水達(dá)標(biāo)排放。

2、本發(fā)明的第二目的在于提供上述廢水處理方法所使用的廢水處理系統(tǒng),該廢水處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,占地面積小,將其應(yīng)用于廢水處理時(shí),可以起到良好的水處理效果。

3、為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的,特采用以下技術(shù)方案:

4、本發(fā)明提供了一種廢水處理方法,包括如下步驟:

5、將廢水引入催化氧化反應(yīng)器,并向所述催化氧化反應(yīng)器中加入催化劑;

6、向所述催化氧化反應(yīng)器內(nèi)通入氧氣,以對(duì)所述廢水進(jìn)行催化氧化處理;

7、將經(jīng)所述催化氧化處理的廢水引入絮凝沉淀池,并向所述絮凝沉淀池加入絮凝劑;

8、對(duì)所述絮凝沉淀池內(nèi)的廢水進(jìn)行攪拌、靜置,以得到處理后的清水。

9、在本發(fā)明中,廢水首先要引入到催化氧化反應(yīng)器中,在催化劑與氧氣的作用下進(jìn)行催化氧化,由此,可以使廢水中難降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為低毒性或無(wú)毒性的小分子化合物。在經(jīng)催化氧化處理后,將廢水引入絮凝沉淀池中,在絮凝劑的作用下進(jìn)行絮凝沉淀。在該過(guò)程中,廢水中的色素、小分子化合物以及可能殘留的部分難降解有機(jī)物在絮凝劑的作用下形成大顆粒的絮體,然后通過(guò)沉淀的方式將其從廢水中分離,以得到處理后的清水??傊?,該方法操作簡(jiǎn)單,可以有效去除廢水中的難降解有機(jī)物和色素,從而有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)難降解有機(jī)物的有色廢水的深度處理,保證廢水達(dá)標(biāo)排放。

10、優(yōu)選地,所述催化劑的添加量為25-50ppm。

11、可以理解,催化劑的添加量為25-50ppm,即將催化劑加入廢水后,廢水中催化劑的含量為25-50ppm。在本發(fā)明中,對(duì)催化劑的添加量進(jìn)行了限定。這是因?yàn)槿绻呋瘎┻^(guò)少,則難以將廢水中的難降解有機(jī)物全部轉(zhuǎn)化為低毒性或無(wú)毒性的小分子化合物,如果催化劑過(guò)多,則增大了生產(chǎn)成本,且過(guò)多的催化劑也會(huì)影響后續(xù)過(guò)程中的絮凝沉淀效果,進(jìn)而可能導(dǎo)致廢水處理效果較差。

12、優(yōu)選地,所述催化劑為納米金屬氧化物催化劑和/或貴金屬負(fù)載型催化劑。

13、優(yōu)選地,所述催化劑為納米金屬氧化物催化劑和貴金屬負(fù)載型催化劑的混合。

14、優(yōu)選地,所述催化劑中納米金屬氧化物催化劑和貴金屬負(fù)載型催化劑的質(zhì)量比為1:(1-2)。

15、優(yōu)選地,所述催化劑中納米金屬氧化物催化劑和貴金屬負(fù)載型催化劑的質(zhì)量比為1:(1.1-1.5)。

16、優(yōu)選地,所述催化劑中納米金屬氧化物催化劑和貴金屬負(fù)載型催化劑的質(zhì)量比為1:1.2。

17、在本發(fā)明中,催化劑的選擇是十分重要的,選擇合適的催化劑需要綜合考慮廢水中的污染物情況、催化劑類型、催化效果等多方面因素。本發(fā)明選擇納米金屬氧化物催化劑和/或貴金屬負(fù)載型催化劑作為催化氧化處理階段的催化劑,這些催化劑均具有高效的催化效果,且本身為環(huán)保型催化劑,具有環(huán)境友好特性,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。

18、在本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施例中,選擇納米金屬氧化物催化劑和貴金屬負(fù)載型催化劑的混合作為催化劑。其中,納米金屬氧化物具有較高的比表面積和活性位點(diǎn),從而提高催化效率。納米結(jié)構(gòu)有助于改善催化劑的穩(wěn)定性和選擇性。貴金屬負(fù)載型催化劑的貴金屬本身具有出色的催化性能,當(dāng)它們以納米粒子的形式負(fù)載在多孔性載體上時(shí),可以進(jìn)一步提高催化活性和選擇性。負(fù)載型催化劑不僅提高了貴金屬的利用率,還增強(qiáng)了催化劑的穩(wěn)定性和再生能力。將兩種催化劑混合使用既可以結(jié)合各自的優(yōu)勢(shì),提高催化效率、選擇性和穩(wěn)定性,又可以使兩種催化劑相互協(xié)同配合,進(jìn)一步提高催化效果。具體來(lái)說(shuō),兩種催化劑具有不同的活性位點(diǎn),這些活性位點(diǎn)可以共同作用于反應(yīng)物(即廢水中的難降解有機(jī)物),從而提高催化效率。且納米金屬氧化物催化劑和貴金屬負(fù)載型催化劑可以相互穩(wěn)定活性位點(diǎn),這有助于延長(zhǎng)催化劑的使用壽命,提高催化劑的穩(wěn)定性。另外,混合后的催化劑可以改變反應(yīng)路徑,使反應(yīng)更容易進(jìn)行,減少副產(chǎn)物的生成??傊?,本發(fā)明通過(guò)將兩種催化劑混合使用,可以進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)難降解有機(jī)物的分解能力,從而有助于進(jìn)一步凈化廢水。

19、在本發(fā)明中,限定了納米金屬氧化物催化劑和貴金屬負(fù)載型催化劑的質(zhì)量比。這是因?yàn)槿糍F金屬負(fù)載型催化劑過(guò)多或納米金屬氧化物催化劑過(guò)多,均可能導(dǎo)致反應(yīng)路徑不符合期望,進(jìn)而影響催化效果,且當(dāng)其中一種催化劑過(guò)多時(shí),可能會(huì)對(duì)另一種催化劑的活性位點(diǎn)產(chǎn)生抑制,影響其催化性能。本發(fā)明通過(guò)限定兩種催化劑間的質(zhì)量比,可以優(yōu)化反應(yīng)路徑,使催化氧化反應(yīng)向期望的方向進(jìn)行,且可以最大化地實(shí)現(xiàn)兩種催化劑的協(xié)同作用,從而進(jìn)一步提高催化性能。

20、優(yōu)選地,所述絮凝劑的添加量為80-100ppm。

21、在本發(fā)明中,對(duì)絮凝劑的添加量作出了限定。在絮凝劑的添加量為80-100ppm,可以產(chǎn)生較大的絮體,絮體沉降速度快,這有助于提高后續(xù)沉淀分離效率。而當(dāng)絮凝劑的添加量小于80ppm時(shí),產(chǎn)生的絮體過(guò)小,沉降速度較慢,這會(huì)影響廢水處理效率。當(dāng)絮凝劑添加量大于100ppm時(shí),過(guò)量的絮凝劑導(dǎo)致電荷反轉(zhuǎn)過(guò)量的絮凝劑導(dǎo)致電荷反轉(zhuǎn),使得絮體容易上浮而不易沉降,影響處理效果。因而在本發(fā)明中,限定絮凝劑添加量為80-100ppm。

22、優(yōu)選地,所述絮凝劑為聚合氯化鋁和/或聚丙烯酰胺。

23、在本發(fā)明中,絮凝劑的選擇是十分重要的,選擇合適的絮凝劑需要綜合考慮水質(zhì)特性、絮凝劑類型、絮凝效果、成本、環(huán)境友好性等多方面因素。在本發(fā)明中,選擇聚合氯化鋁和/或聚丙烯酰胺作為絮凝劑,這兩種絮凝劑相比于其他絮凝劑來(lái)說(shuō),絮凝效果好,且為環(huán)保型材料,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。

24、優(yōu)選地,所述絮凝劑為聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺的混合。

25、優(yōu)選地,所述向所述絮凝沉淀池加入絮凝劑,包括:向所述絮凝沉淀池加入聚合氯化鋁,等待預(yù)設(shè)時(shí)間后,加入聚丙烯酰胺。

26、優(yōu)選地,所述絮凝劑中聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺的質(zhì)量比為(30-20):1。

27、優(yōu)選地,所述絮凝劑中聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺的質(zhì)量比為25:1。

28、在本發(fā)明進(jìn)一步的方案中對(duì)絮凝劑的種類進(jìn)行了限定,即絮凝劑為聚合氯化鋁(pac)和聚丙烯酰胺(pam)的混合。發(fā)明人在進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造過(guò)程中發(fā)現(xiàn),pac?和pam混合使用可以產(chǎn)生協(xié)同效用,提高絮凝效果,形成的絮體更容易沉降,從而可以提高對(duì)廢水的處理效果。具體來(lái)說(shuō),pac作為無(wú)機(jī)高分子聚合物絮凝劑,吸附電中和作用指粒表面對(duì)異號(hào)離子,異號(hào)膠?;蜴湢铍x分子帶異號(hào)電荷的部位有強(qiáng)烈的吸附作用,這種吸附作用中和了它的部分電荷,減少了靜電斥力,更容易與其它顆粒接近而互相吸附,形成絮體,這些絮體相對(duì)較小。而pam作為高分子絮凝劑,可以通過(guò)其長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)將這些小絮體聚集,形成更大的絮體,這些大絮體更容易沉降和過(guò)濾,有利于提高廢水處理效率。在本發(fā)明進(jìn)一步的方案中還對(duì)兩種絮凝劑的添加順序進(jìn)行了限制,即先添加聚合氯化鋁,等待預(yù)設(shè)時(shí)間后,再加入聚丙烯酰胺。如上文描述,pac可以形成小絮體,pam可以將這些小絮體聚集形成大絮體。通過(guò)對(duì)兩者添加順序的限制,可以使pac首先發(fā)揮絮凝作用,形成較多的小絮體。然后利用pam將這些小絮體形成大絮體,從而可以提高兩者的協(xié)同絮凝效果。在本發(fā)明進(jìn)一步的方案中,對(duì)兩者的質(zhì)量比進(jìn)行了限制。這是因?yàn)榘l(fā)明人通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),如果pac較少,可能會(huì)導(dǎo)致水中懸浮顆粒的電荷中和不充分,顆粒之間難以聚集,絮凝效果不佳,形成的小絮體較少,進(jìn)而無(wú)法充分發(fā)揮pam的橋接作用(即通過(guò)其長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)將這些小絮體聚集)。如果pac過(guò)多,則可能導(dǎo)致絮體過(guò)于松散,不易沉降,且可能會(huì)抑制pam的橋接效果。另外,從成本方面考慮,pac成本較低,pam成本較高??紤]到上述因素,本發(fā)明限制聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺的質(zhì)量比為(30-20):1,并進(jìn)一步限制為25:1,在這種配比下,pac和pam可以發(fā)揮良好的絮凝協(xié)同效果,提高絮凝效率,同時(shí)還可以起到降低成本的作用。

29、優(yōu)選地,所述催化氧化處理的溫度為50-70℃;

30、優(yōu)選地,所述催化氧化處理的壓力為1.15-1.25標(biāo)準(zhǔn)氣壓;

31、優(yōu)選地,所述氧氣的流量為10-15sccm。

32、在本發(fā)明中,通過(guò)選擇合適的催化氧化溫度、壓力以及氧氣流量,可以提高催化氧化效率,進(jìn)而提高廢水處理效率。

33、本發(fā)明還提供了一種用于實(shí)現(xiàn)上述廢水處理方法的廢水處理系統(tǒng),該系統(tǒng)包括:沿廢水流動(dòng)方向依次設(shè)置的催化氧化反應(yīng)器和絮凝沉淀池,所述絮凝沉淀池底部設(shè)置有排泥管。

34、在本發(fā)明中,廢水在催化氧化反應(yīng)器中進(jìn)行催化氧化處理,以使廢水中難降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為低毒性或無(wú)毒性的小分子化合物。然后,將廢水引入絮凝沉淀池,利用絮凝沉淀池將廢水中的色素、小分子化合物以及可能殘留的部分難降解有機(jī)物進(jìn)行絮凝沉淀,沉淀得到的沉淀物可以通過(guò)排泥管排出,由此,得到處理后的清水。

35、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果在于:

36、(1)本發(fā)明通過(guò)依次對(duì)廢水進(jìn)行催化氧化處理并進(jìn)行絮凝沉淀,可以利用催化氧化處理將廢水中難降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為低毒性或無(wú)毒性的小分子化合物,并將廢水中的色素、小分子化合物以及可能殘留的部分難降解有機(jī)物在絮凝劑的作用下絮凝沉淀,由此可以提高廢水處理效果,實(shí)現(xiàn)對(duì)難降解有機(jī)物的有色廢水的深度處理,保證廢水達(dá)標(biāo)排放;

37、(2)本發(fā)明的方法操作簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn);

38、(3)本發(fā)明的方法經(jīng)濟(jì)效益好,成本低,具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

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