CN106467344A

CN106467344A - 用于高含盐污水达标排放的水处理装置

Info

Publication number: CN106467344A
Application number: CN201510508836.7A
Authority: CN
Inventors: 贺明和; 凌二锁; 吴盼盼; 吕佩嵘; 徐知雄
Original assignee: ZHONGHAI ASPHALT (TAIZHOU) CO Ltd
Current assignee: ZHONGHAI ASPHALT (TAIZHOU) CO Ltd
Priority date: 2015-08-19
Filing date: 2015-08-19
Publication date: 2017-03-01

Abstract

本发明公开一种用于高含盐污水达标排放的水处理装置，包括催化氧化池、氧化稳定池、后生化BAF池、清水池、集水池和过滤器，所述催化氧化池以固定床形式填充有臭氧催化颗粒，以下重量份的组分组成：活性氧化铝颗与氧化铜、聚乙二醇、聚乙烯醇、二氧化钛、羟丙基纤维素、二氧化锰在搅拌混合机中混合，使得均匀混合后的氧化铜、聚乙二醇、聚乙烯醇、二氧化钛、羟丙基纤维素、二氧化锰覆盖于所述活性氧化铝颗粒表面形成催化剂母球；再将催化剂母球依次进行干燥、焙烧获得所述耐高盐臭氧催化剂。本发明运行费用低、操作简单、运行稳定，并取得高效降解有机污染物的目的，可实现低成本下的石油化工行业高含盐污水深度处理和达标排放。

Description

用于高含盐污水达标排放的水处理装置

技术领域

本发明涉及一种用于高含盐污水达标排放的水处理装置，属于石油化工污水技术领域。

背景技术

目前用于石油化工高含盐污水的深度处理工艺主要有生物氧化法及物理化学高级氧化法两类，生物氧化法以MBR工艺为代表，其不足之处在于高含盐深度处理污水可生化性极差(BOD＜10)，生化工艺效果有限，无法达到污水排放一级标准的要求；高级氧化工艺包括臭氧直接接触氧化、芬顿试剂等，其不足之处在于处理效果不稳定、运行费用高、产生二次污染等。

发明内容

本发明目的是提供一种用于高含盐污水达标排放的水处理装置，该用于高含盐污水达标排放的水处理装置运行费用低、操作简单、运行稳定，并取得高效降解有机污染物的目的，可实现低成本下的石油化工行业高含盐污水深度处理和达标排放。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于高含盐污水达标排放的水处理装置，包括催化氧化池、氧化稳定池、后生化BAF池、清水池、集水池和过滤器，所述催化氧化池、氧化稳定池、后生化BAF池和清水池依次通过传输管路连接，所述过滤器通过进水管道连接到催化氧化池内部，一臭氧发生器通过气体管道连接到催化氧化池内部，所述清水池设置有进水孔、出水孔和回流孔，所述清水池的进水孔与后生化BAF池通过传输管路连接，所述清水池的出水孔连接到一反洗泵一端，此反洗泵另一端通过回流管道连接到催化氧化池、后生化BAF池内部，所述催化氧化池以固定床形式填充有臭氧催化颗粒，所述集水池位于催化氧化池与氧化稳定池相背的一侧，此集水池与催化氧化池之间依次设置有提升泵和过滤器；

所述臭氧催化颗粒由以下重量份的组分组成：

将所述粒径为2～4mm的活性氧化铝颗粒88.7～91.3份与氧化铜1.2～1.5份、聚乙二醇4～7份、聚乙烯醇1.5～2份、二氧化钛0.8～1份、羟丙基纤维素0.3～0.5份、二氧化锰0.2～0.4份在搅拌混合机中混合，使得均匀混合后的氧化铜1.2～1.5份、聚乙二醇4～7份、聚乙烯醇1.5～2份、二氧化钛0.8～1份、羟丙基纤维素0.3～0.5份、二氧化锰0.2～0.4份覆盖于所述活性氧化铝颗粒表面形成催化剂母球；再将催化剂母球依次进行干燥、焙烧获得所述臭氧催化颗粒。

上述技术方案中进一步改进的技术方案如下：

作为优选，所述催化氧化池内竖直地设置有一隔板，从而将催化氧化池分割为左、右腔，所述催化氧化池下部水平设置有一筛板，此隔板的下端安装到筛板的上表面，所述臭氧催化颗粒位于筛板上方且位于隔板两侧。

作为优选，所述臭氧发生器通过气体管道连接到催化氧化池的底部。

作为优选，所述干燥在100～120℃条件下保持4～6小时。

作为优选，所述焙烧在350～520℃条件下保温7～9小时。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

1、本发明用于高含盐污水达标排放的水处理装置，其臭氧催化氧化技术相比其他化学氧化法，反应速率迅速，产生大量活泼的无选择性的羟基自由基，氧化废水中的多种污染物，提高废水的可生化性，氧化出水进入内循环BAF，在生物床的过滤、生物絮凝和生物吸附作用下，废水中含有的有机物等物质被进一步被吸附氧化，该方法有效结合生化处理成本低廉和高级氧化效率高效的优点，提高了RO浓水深度处理的可行性；其次，提高了对石油化工高含盐污水的耐受能力，使得在对含盐污水的催化氧化处理过程，催化剂催化臭氧产生活跃的羟基自由基，对废水COD的去除、脱色、脱恶臭、降解有毒污染物以及提高废水的可生化性保持很好的效果。

2、本发明用于高含盐污水达标排放的水处理装置，其耐盐类物质能力强，可在TDS不大于8000mg/L的废水中正常使用，催化剂活性高，成本低，且制备方法简单，因此对于催化臭氧化技术在含盐污水深度处理中的广泛应用具有十分重要的意义。

附图说明

附图1为本发明用于高含盐污水达标排放的水处理装置结构示意图；

附图2为附图1的局部结构示意图。

以上附图中：1、催化氧化池；2、氧化稳定池：3、后生化BAF池；4、清水池；41、进水孔；42、出水孔；5、传输管路；6、提升泵；7、进水管道；8、臭氧发生器；9、气体管道；10、回流管道；11、反洗泵；12、臭氧催化颗粒；13、隔板；14、筛板；15、集水池；16、过滤器。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1～4：一种用于高含盐污水达标排放的水处理装置，包括催化氧化池1、氧化稳定池2、后生化BAF池3、清水池4、集水池15和过滤器16，所述催化氧化池1、氧化稳定池2、后生化BAF池3和清水池4依次通过传输管路5连接，所述过滤器16通过进水管道7连接到催化氧化池1内部，一臭氧发生器8通过气体管道9连接到催化氧化池1内部，所述清水池4设置有进水孔41、出水孔42，所述清水池4的进水孔41与后生化BAF池3通过传输管路5连接，所述清水池4的出水孔42连接到一反洗泵11一端，此反洗泵11另一端通过回流管道10连接到催化氧化池1、后生化BAF池3内部，所述催化氧化池1以固定床形式填充有臭氧催化颗粒12，所述集水池15位于催化氧化池1与氧化稳定池2相背的一侧，此集水池15与催化氧化池1之间依次设置有提升泵6和过滤器16；

所述臭氧催化颗粒12由以下重量份的组分组成，如表1所示：

表1

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					活性氧化铝颗粒	90份	89.5份	89份	91份
氧化铜1.2～1.5份	1.25份	1.4份	1.2份	1.3份
					聚乙二醇4～7份	5.2份	6份	4.5份	6.2份
聚乙烯醇1.5～2份	1.5份	1.8份	2份	1.6份
					二氧化钛0.8～1份	1份	0.9份	0.95份	0.8份
羟丙基纤维素0.3～0.5份	0.45份	0.38份	0.5份	0.35份
					二氧化锰0.2～0.4份	0.3份	0.2份	0.25份	0.32份

所述活性氧化铝颗粒粒径为2～4mm；

将所述粒径为2～4mm的活性氧化铝颗粒88.7～91.3份与氧化铜1.2～1.5份、聚乙二醇4～7份、聚乙烯醇1.5～2份、二氧化钛0.8～1份、羟丙基纤维素0.3～0.5份、二氧化锰0.2～0.4份在搅拌混合机中混合，使得均匀混合后的氧化铜1.4～1.6 份、二氧化钛0.8～1.2份、聚乙二醇4～7份、聚乙烯醇1.9～2.1份覆盖于所述活性氧化铝颗粒表面形成催化剂母球；再将催化剂母球依次进行干燥、焙烧获得所述臭氧催化颗粒12。

活性氧化铝颗粒粒径为2～4mm；

将所述粒径为2～4mm的活性氧化铝颗粒88.7～91.3份与氧化铜1.4～1.6份、二氧化钛0.8～1.2份、聚乙二醇4～7份、聚乙烯醇1.9～2.1份在搅拌混合机中混合，使得均匀混合后的氧化铜1.4～1.6份、二氧化钛0.8～1.2份、聚乙二醇4～7份、聚乙烯醇1.9～2.1份覆盖于所述活性氧化铝颗粒表面形成催化剂母球；再将催化剂母球依次进行干燥、焙烧获得所述臭氧催化颗粒12。

上述催化氧化池1内竖直地设置有一隔板13，从而将催化氧化池分割为左、右腔，所述催化氧化池1下部水平设置有一筛板14，此隔板13的下端安装到筛板14的上表面，所述臭氧催化颗粒12位于筛板14上方且位于隔板13两侧。

上述臭氧发生器8通过气体管道9连接到催化氧化池的底部。

上述干燥在100～120℃条件下保持4～6小时。

上述焙烧在350～520℃条件下保温7～9小时

上述实施例的臭氧催化颗粒12的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将88.7～91.3份活性氧化铝颗用蒸馏水清洗数次以去除其表面的杂质，并干燥至质量恒重，所述活性氧化铝颗的粒径为2～4mm；

步骤二、将步骤一获得的88.7～91.3份活性氧化铝颗与氧化铜1.2～1.5份、聚乙二醇4～7份、聚乙烯醇1.5～2份、二氧化钛0.8～1份、羟丙基纤维素0.3～0.5份、二氧化锰0.2～0.4份在搅拌混合机中混合，使得均匀混合后的氧化铜1.2～1.5份、聚乙二醇4～7份、聚乙烯醇1.5～2份、二氧化钛0.8～1份、羟丙基纤维素0.3～0.5份、二氧化锰0.2～0.4份覆盖于所述活性氧化铝颗粒表面形成催化剂母球；

步骤三、从搅拌混合机中取出所述催化剂母球，在室温下晾干后，放入烘箱，在100～120℃条件下干燥获得干燥后的催化剂母球；

步骤四、将干燥后的催化剂母球放入马弗炉中，在350～520℃条件下焙烧获得耐高盐臭氧催化剂。

上述步骤三中在100～120℃条件下干燥时间为5小时，上述步骤四中在350～520℃条件下焙烧时间为8小时。

本发明臭氧催化颗粒催化效果评价，实验方法和数据见表2：

动态连续流臭氧催化氧化试验中，催化剂投加量为1.5L，臭氧投加量 100mg/L、水力停留时间1h，实验中利用气体流量计控制臭氧投加量，通过蠕动泵连续进水。运行3个周期催化效果稳定后，多次取样测定COD，取平均值。

实验条件：动态连续流运行模式，臭氧投加量100mg/L，HRT＝1h。

进水来源：某工厂RO浓水，COD约350mg/L，TDS为3500mg/L。

表2 不同臭氧催化剂催化氧化RO浓水的效果对比

从表2中数据可知，相对于苏州科环环保科技有限公司常规氧化铝臭氧催化剂，耐高盐臭氧催化剂催化氧化RO浓水，在臭氧投加量为100mg/L，水力停留时间为1h运行条件下，COD去除率高达34.2％，臭氧效率为1.1，远远优于常规臭氧催化剂。

本实施例用于高含盐污水达标排放的水处理装置，具体实施步骤如下：

(1)、经预处理后的高含盐污水经泵提升进入过滤器；

(2)、过滤器出水自流进入臭氧催化氧化池，同时向臭氧催化氧化池内投加臭氧，进行臭氧催化氧化反应；

(3)、臭氧催化氧化单元出水自流进入氧化稳定池；

(4)、氧化稳定池出水自流进入后生化BAF单元，进行生化反应；

(5)、后生化BAF单元出水自流进入清水池，达标排放；

其中，步骤(1)中过滤器出水悬浮物指标控制在20mg/L以内；

步骤(2)中每升污水臭氧投加量50mg，所投加臭氧化空气浓度为80～120mgO3/L气，臭氧催化氧化表观停留时间(HRT)为1.5h，臭氧催化氧化池中催化剂以固定床的形式存在。

针对上述现有技术中的问题不足，本发明提出处理效果好、运行稳定、运行费用低、不产生二次污染的石油化工高含盐污水深度处理方法。采用臭氧催化氧化结合后生化BAF工艺，生物氧化单元采用了内循环BAF技术，臭氧催化氧化技术工艺简单、操作方便，可根据进水水质状况通过气体流量计可灵活改变臭氧量达到预期目的；内循环BAF技术能够在贫营养型污水中维持较高的生物量和生物活性而保持生化能力。为了确保二者功能有效组合，在臭氧催化氧化单元前端，增加多介质过滤器，去除悬浮物；并在两个处理单元之间设置了氧化稳定池，以确保高级氧化过程的彻底完成并防止残留氧化剂抑制后生化单元中的微生物活性，达到功能互补的目的。运行费用低、操作简单、运行稳定，并取得高效降解有机污染物的目的，可实现低成本下的石油化工行业高含盐污水深度处理和达标排放。

本发明采用臭氧催化颗粒，将臭氧催化产生羟基自由基，同时降低羟基自由基氧化反应的活化能，使高含盐污水中难降解的有机物一部分改性，由大分子难生化有机物变成小分子易生化有机物，一部分直接矿化去除，或直接氧化分解为H2O和CO2。

本发明方法先将预处理后的高含盐污水进入集水池，经泵提升进入过滤器，过滤器出水悬浮物指标小于20mg/L，目的是去除高含盐污水中的悬浮物，从而降低臭氧催化氧化池的氧化负荷以及臭氧催化剂的污堵；过滤器出水自流进入装填有金属离子催化剂的臭氧催化氧化池，同时投加50mgO₃/L水的臭氧化空气，在催化剂的作用下，高氧化性的臭氧转变为氧化性更强且无氧化选择性的羟基自由基，同时降低了羟基自由基氧化反应的活化能，羟基自由基将高含盐污水内剩余的难降解有机物一部分改性，由大分子难生化有机物变成小分子易生化有机物，一部分直接矿化分解，或直接氧化为H₂O和CO₂；臭氧氧化出水自流进入氧化稳定池，经过1h停留时间，使水质稳定并将过量臭氧自然消解；氧化稳定池出水自流进入后生化BAF单元进行生化处理，从而达到高含盐污水的深度处理目的。

本实施例用于高含盐污水达标排放的水处理装置，综合处理效果如表3所示：

表3实施实例的水质分析数据

如表3实例数据得知，本发明对石油化工高含盐污水深度处理废水中有机物具有高效性。其中，臭氧催化氧化通过离子负载型催化剂对臭氧进行催化产生羟基自由基，对难降解有机物进行高级氧化，COD去除率平均为38％；后生化***利用微生物对污水中有机物进行氧化分解，COD去除率为32％；COBR深度处理***对COD的总去除率为59.4％。综上所述，COBR对石油化工高含盐污水深度处理***达标排放具有可行性。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于高含盐污水达标排放的水处理装置，其特征在于：包括催化氧化池(1)、氧化稳定池(2)、后生化BAF池(3)、清水池(4)、集水池(15)和过滤器(16)，所述催化氧化池(1)、氧化稳定池(2)、后生化BAF池(3)和清水池(4)依次通过传输管路(5)连接，所述过滤器(16)通过进水管道(7)连接到催化氧化池(1)内部，一臭氧发生器(8)通过气体管道(9)连接到催化氧化池(1)内部，所述清水池(4)设置有进水孔(41)、出水孔(42)，所述清水池(4)的进水孔(41)与后生化BAF池(3)通过传输管路(5)连接，所述清水池(4)的出水孔(42)连接到一反洗泵(11)一端，此反洗泵(11)另一端通过回流管道(10)连接到催化氧化池(1)、后生化BAF池(3)内部，所述催化氧化池(1)以固定床形式填充有臭氧催化颗粒(12)，所述集水池(15)位于催化氧化池(1)与氧化稳定池(2)相背的一侧，此集水池(15)与催化氧化池(1)之间依次设置有提升泵(6)和过滤器(16)；

所述臭氧催化颗粒(12)由以下重量份的组分组成：

将所述粒径为2～4mm的活性氧化铝颗粒88.7～91.3份与氧化铜1.2～1.5份、聚乙二醇4～7份、聚乙烯醇1.5～2份、二氧化钛0.8～1份、羟丙基纤维素0.3～0.5份、二氧化锰0.2～0.4份在搅拌混合机中混合，使得均匀混合后的氧化铜1.2～1.5份、聚乙二醇4～7份、聚乙烯醇1.5～2份、二氧化钛0.8～1份、羟丙基纤维素0.3～0.5份、二氧化锰0.2～0.4份覆盖于所述活性氧化铝颗粒表面形成催化剂母球；再将催化剂母球依次进行干燥、焙烧获得所述臭氧催化颗粒(12)。

2.根据权利要求1所述的用于高含盐污水达标排放的水处理装置，其特征在于：所述催化氧化池(1)内竖直地设置有一隔板(13)，从而将催化氧化池分割为左、右腔，所述催化氧化池(1)下部水平设置有一筛板(14)，此隔板(13)的下端安装到筛板(14)的上表面，所述臭氧催化颗粒(12)位于筛板(14)上方且位于隔板(13)两侧。

3.根据权利要求1所述的用于高含盐污水达标排放的水处理装置，其特征在于：所述臭氧发生器(8)通过气体管道(9)连接到催化氧化池的底部。

4.根据权利要求1所述的用于高含盐污水达标排放的水处理装置，其特征在于：所述干燥在100～120℃条件下保持4～6小时。

5.根据权利要求1所述的用于高含盐污水达标排放的水处理装置，其特征在于：所述焙烧在350～520℃条件下保温7～9小时。