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一種光芬頓催化氧化煤化工廢水深度處理裝置及其使用方法

文檔序號(hào):9482948閱讀:902來源:國知局
一種光芬頓催化氧化煤化工廢水深度處理裝置及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)廢水深度處理領(lǐng)域,特別是一種光芬頓催化氧化煤化工廢水深度處理裝置及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年來,隨著我國化工行業(yè)的迅速發(fā)展,大量的有機(jī)污染物通過各種途徑進(jìn)入水體,有一部分難以生物降解并很難去除,這無論對(duì)人類還是環(huán)境都造成嚴(yán)重威脅。煤化工企業(yè)排放廢水是在煤加工過程中產(chǎn)生的,包括氣化廢水、液化廢水和焦化廢水,以高濃度煤氣洗滌廢水為主。該廢水的水質(zhì)復(fù)雜,含有大量酚類、多環(huán)芳香族化合物及雜環(huán)化合物和氰、油、氨氮等有毒、有害物質(zhì)。
[0003]隨著國家環(huán)境保護(hù)法逐步改善,常規(guī)煤化工處理過程的二級(jí)生化處理工藝出水水質(zhì)并不能滿足國家標(biāo)準(zhǔn),其中CODcr —般在150-200mg/L、總酚濃度在80_120mg/L、氨氮在35-50mg/L,需要通過深度處理才能滿足排放要求,傳統(tǒng)深度處理方法如單純的活性炭吸附速度慢,吸附容量小,再生難度大,另外,二沉池污泥處理費(fèi)用高,其大量堆積不僅占用土地資源,同時(shí)也對(duì)大氣、水體和土壤產(chǎn)生污染,因此尋求高效的污泥處理技術(shù)和廢水深度處理技術(shù)非常必要。
[0004]高級(jí)氧化技術(shù)在處理高濃度、難降解、毒性大的廢水方面有了很大的進(jìn)展,操作簡(jiǎn)單迅速,無二次污染,而且由于該技術(shù)可以產(chǎn)生具有強(qiáng)烈氧化能力的自由基,處理效果更加高效。隨著研究的深入,發(fā)現(xiàn)紫外光的照射可以促進(jìn)芬頓反應(yīng)產(chǎn)生更多的自由基,因此光-芬頓法可以用于對(duì)難降解污染物的去除。
[0005]發(fā)明專利(公開專利號(hào):CN102992445A公開日期:2013.03.27) 一種鋼渣-草酸光芬頓處理有機(jī)污染物的方法,由于鋼渣的成分復(fù)雜,鈣、鐵、硅、錳和少量鋁、錳、磷等氧化物組成,可能對(duì)水體產(chǎn)生二次污染,其中草酸鈣等會(huì)產(chǎn)生沉淀,處理起來較麻煩。
[0006]實(shí)用新型(公開專利號(hào):CN201990514U公開日期:2011.09.28)去除水中有毒有機(jī)污染物的紫外光芬頓反應(yīng)裝置,該裝置并沒有強(qiáng)調(diào)如何進(jìn)出水,紫外光燈管運(yùn)行一定時(shí)間內(nèi),會(huì)產(chǎn)生氣體,需設(shè)計(jì)通風(fēng)系統(tǒng)。
[0007]發(fā)明專利(公開專利號(hào):CN104923276A公開日期:2015.09.23) 一種石墨型氮化碳復(fù)合鐵酸鎳磁性光催化材料的制備方法、發(fā)明專利(公開專利號(hào):CN104445508A公開日期:2015.03.25)鐵酸錳或其碳附和材料雙效光芬頓脫氮方法、發(fā)明專利(公開專利號(hào):CN104190422A公開日期:2014.12.10) 一種異相光芬頓催化劑及其用途、發(fā)明專利(公開專利號(hào):CN102989461B公開日期:2015.04.15)磁性鐵酸鎳光催化材料的制備方法及應(yīng)用等,其催化劑一般是考慮鐵、錳和活性炭聯(lián)合,發(fā)明專利(公開專利號(hào):CN102962063A公開日期:2013.03.13)普魯土藍(lán)光芬頓催化劑的制備及其講解有機(jī)污染物的方法中,以分子篩、高嶺土或者建筑垃圾為載體,而本發(fā)明在催化劑的選擇上做了大膽的創(chuàng)新。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,而提供了一種光芬頓催化氧化煤化工廢水深度處理裝置及其使用方法,從而解決現(xiàn)有深度處理中成本高、效率低、污泥堆積嚴(yán)重問題。
[0009]本發(fā)明的一種光芬頓催化氧化煤化工廢水深度處理裝置,它包括光芬頓反應(yīng)塔、閘閥一、閘閥二、進(jìn)水管壓力栗和出水管;
[0010]所述的光芬頓反應(yīng)塔包括塔體、三個(gè)UV燈、光芬頓反應(yīng)塔進(jìn)水口、H202釋放器、鋁反射層、溫控儀、電熱絲、溫度傳感器、聚風(fēng)罩、風(fēng)機(jī)、紫外光傳感器、紫外光強(qiáng)顯示儀、水流分布器和光芬頓反應(yīng)塔出水口;
[0011]所述的進(jìn)水管壓力栗的出水口與閘閥一的進(jìn)水口連通,閘閥一的出水口與光芬頓反應(yīng)塔進(jìn)水口連通;光芬頓反應(yīng)塔進(jìn)水口與閘閥二的進(jìn)水口連通,閘閥二出水口與出水管連通;
[0012]所述的三個(gè)UV燈均設(shè)置在塔體內(nèi)部,其由三個(gè)UV燈管、三個(gè)石英套管和三個(gè)電源構(gòu)成,三個(gè)石英套管內(nèi)均設(shè)置有UV燈管,每個(gè)UV燈管上均設(shè)置有電源,每個(gè)電源均與塔體頂部連接;光芬頓反應(yīng)塔進(jìn)水口設(shè)置在塔體的底部,并與設(shè)置在塔體底部?jī)?nèi)側(cè)的若干個(gè)水流分布器進(jìn)口連通,水流分布器出口朝向塔體內(nèi)側(cè),在水流分布器與UV燈之間設(shè)置有H202釋放器,H202釋放器設(shè)置于塔體側(cè)面,位于塔體內(nèi)的Η 202釋放器部分設(shè)置有多個(gè)Η 202釋放孔,位于塔體外的η202釋放器部分設(shè)有Η 202進(jìn)口 ;所述的電熱絲與溫度傳感器設(shè)置于塔體內(nèi)部,并分別與置于塔體外的溫控儀連接;設(shè)置于塔體內(nèi)部的紫外光傳感器與置于塔體外的紫外光強(qiáng)顯示儀連接;設(shè)置于塔體內(nèi)部的聚風(fēng)罩與置于塔體外的風(fēng)機(jī)連接;光芬頓反應(yīng)塔出水口設(shè)置于塔體左側(cè)上部;塔體內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有鋁反射層。
[0013]本發(fā)明的一種使用光芬頓催化氧化煤化工廢水深度處理裝置的處理煤化工廢水的方法,它是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0014]—、首先打開進(jìn)水管壓力栗,向反應(yīng)塔內(nèi)加入經(jīng)稀H2S04調(diào)節(jié)至pH為3?5的煤化工廢水二級(jí)生化工藝出水;
[0015]二、打開三個(gè)UV燈,同時(shí)將紫外光傳感器和溫控儀打開;
[0016]三、按體積質(zhì)量比為1L:0.5?2g的比例向反應(yīng)塔內(nèi)投加H202和Fe_Mn污泥活性炭,反應(yīng)30min后,收集上清液;其中,H202初始濃度為4mmol/L,加Η 202和Fe-Μη污泥活性炭投加順序?yàn)?先將Fe-Mn污泥活性炭與步驟一的煤化工廢水二級(jí)生化工藝出水混合經(jīng)水流分布器流入光芬頓反應(yīng)塔中,再加入H202;
[0017]四、反應(yīng)30min后,調(diào)節(jié)光芬頓反應(yīng)塔內(nèi)的H202與Fe-Mn污泥活性炭的體積質(zhì)量比至1L:1?2g,再反應(yīng)30min后,收集上清液;
[0018]五、停止反應(yīng),合并步驟三與步驟四收集的上清液,即完成所述的使用光芬頓催化氧化煤化工廢水深度處理裝置的處理煤化工廢水。
[0019]本發(fā)明在此基礎(chǔ)上做了很大的創(chuàng)新,本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于:
[0020]1、催化劑的選擇:將普魯土藍(lán)類配合物固定在污泥活性炭上,一方面普魯土藍(lán)類配合物較普魯土藍(lán)在結(jié)構(gòu)上有了很大的提高,其比表面積、平均孔徑大,穩(wěn)定性高,另一方面,該催化劑也同時(shí)合理地利用了二沉池污泥。
[0021]2、裝置的改進(jìn):該UV/Fenton塔設(shè)置進(jìn)出水系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、紫外光監(jiān)控系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作,共同促進(jìn)廢水的降解,使得COD、氨氮去除效果達(dá)到95%以上,色度也極大改善。
[0022]本發(fā)明的核心是利用更為先進(jìn)的煤化工廢水深度處理光芬頓反應(yīng)裝置,創(chuàng)新的利用Fe-Mn污泥活性炭為催化劑,設(shè)置三組不同功率UV管并投加芬頓試劑,通過合理控制H202和Fe-Mn污泥活性炭投加量比例并選擇合適UV管的功率,尋求最為高效且經(jīng)濟(jì)的方案。
[0023]本發(fā)明的原理是在光照條件下,除某些污染物直接分解外,另外Fem和Fen與H202反應(yīng)產(chǎn)生.0H,.0H與H202反應(yīng)生成H00.,H00.分解產(chǎn)生0 2.,然后.0H、H00.分別與02.反應(yīng)產(chǎn)生真正起作用的丸,另外H00.同基質(zhì)反應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生丸,同時(shí)Μη也會(huì)起到一定的催化效果。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果:
[0025](1)、本發(fā)明可以使得C0D和氨氮去除效率高達(dá)95%以上,均可以滿足國家一級(jí)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0026](2)、芬頓試劑所采用的Fe-Mn污泥活性炭不僅對(duì)色度有很大的去除效果,并且使得二沉池污泥得以回收利用。
【附圖說明】
[0027]圖1為光芬頓催化氧化煤化工廢水深度處理裝置示意圖;
[0028]圖2為光芬頓反應(yīng)塔結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖說明本實(shí)施方式,本實(shí)施方式的一種光芬頓催化氧化煤化工廢水深度處理裝置,它包括光芬頓反應(yīng)塔1、閘閥一 2-1、閘閥二 2-2、進(jìn)水管壓力栗3和出水管4 ;
[0030]所述的光芬頓反應(yīng)塔1包括三個(gè)UV燈1-17、光芬頓反應(yīng)塔進(jìn)水口 1-2、H202釋放器1-3、鋁反射層1-4、溫控儀1-5、電熱絲1-6、溫度傳感器1-7、聚風(fēng)罩1_10、風(fēng)機(jī)1_11、紫外光傳感器1-12、紫外光強(qiáng)顯示儀1-13、水流分布器1-14和光芬頓反應(yīng)塔出水口 1-15 ;
[0031]所述的進(jìn)水管壓力栗3的出水口與閘閥一 2-1的進(jìn)水口連通,閘閥一 2-1的出水口與光芬頓反應(yīng)塔進(jìn)水口 1-2連通;光芬頓反應(yīng)塔進(jìn)水口 1-2與閘閥二 2-2的進(jìn)水口連通,其出水口與出水管4連通;
[0032]所述的三個(gè)UV燈1-17均設(shè)置在光芬頓反應(yīng)塔1內(nèi)部,其由三個(gè)UV燈管1_1、三個(gè)石英套管1-9和三個(gè)電源1-8構(gòu)成,三個(gè)石英套管1-9內(nèi)均設(shè)置有UV燈管1-1,每個(gè)UV燈管1-1上均設(shè)置有電源1-8,電源1-8均與光芬頓反應(yīng)塔1頂部連接;光芬頓反應(yīng)塔進(jìn)水口1-2設(shè)置在光芬頓反
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