CN107417010B - 一种高浓度含盐有机废水催化氧化处理工艺及*** - Google Patents
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Abstract
针对电镀、湿法冶炼、萃取加工行业工艺过程中产生的含盐的、高浓度的有机污染物的废水处理,本发明公开了一种含盐有机废水高效接触氧化处理工艺及***,包括以下步骤:(1)将含盐有机废水进行固液分离,调节废水pH为3‑5(2),向废水中加入表面促进剂并充入氧气发生均化反应;(3)均化反应完毕后,加入破络剂、氧化剂以使有机配合物发生氧化破络反应;(4)氧化破络反应完毕将含盐有机废水pH值调节为8‑9使生成的絮凝体共沉淀;(5)反应完毕进行固液分离,得到净化水排放或分类回用。本发明为微生物难降解的高浓度含盐有机废水处理与资源化提出了新途径。
Description
技术领域
本发明涉及有机废水降解处理领域,具体涉及一种高浓度含盐有机废水催化氧化处理工艺及***。
背景技术
电镀、湿法冶炼、萃取加工行业工艺过程中产生的废水具有盐分高、有机污染物多的特点,传统的生化方法不能处理。Fenton氧化法利用Fe2+催化分解H2O2产生·OH降解污染物,且生成的Fe3+发生混凝沉淀去除有机物,能够处理有机废水,但是由于H2O2稳定性不强,水溶液中损耗量大,存在利用率较低、处理效率低的缺陷,H2O2利用率较低使得H2O2用量大,使得有机废水的处理成本高。
发明内容
本发明目的是提供一种高含盐量微生物难降解的有机废水处理工艺及***,高效接触催化氧化处理工艺。
该工艺基于羟基自由基降解有机物的基本原理,包括以下步骤:(1)将含盐有机废水(含盐有机废水含盐量高且含有大量的重金属)进行固液分离,将固液分离后的含盐有机废水pH值(酸性pH调节剂调节,酸性pH调节剂为稀硫酸或稀硝酸)调节为3-5;(2)向所述含盐有机废水充入氧气,并加入表面促进剂以使所述含盐有机废水发生均化反应(表面促进剂表面与有机物吸附、分解);(3)均化反应完毕后,向所述含盐有机废水加入破络剂、氧化剂以使所述含盐有机废水发生破络反应和氧化反应(破络反应和氧化反应同时进行,破络反应破坏有机配合物,为氧化反应提供条件);所述破络剂为次氯酸钠溶液、次氯酸钾溶液、氯酸钠溶液、氯酸钾溶液或高氯酸溶液中的一种或多种;(4)氧化反应完毕后,将所述含盐有机废水pH值(碱性pH调节剂调节,碱性pH调节剂为氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液)调节为8-9以使含盐有机废水发生沉淀反应,可以同时向含盐有机废水充入空气。(5)沉淀反应完毕后,将含盐有机废水进行固液分离,得到净化水与沉淀(大部分沉淀为氢氧化铁、氢氧化亚铁、氢氧化铝和重金属氢氧化物),沉淀可资源化处理回收用于表面促进剂的原料;将净化水pH值(酸性pH调节剂调节,酸性pH调节剂为稀硫酸或稀硝酸)调节为7-8得到回用水,回用水可用于处理工艺的循环水或冲渣水。根据工艺对循环水的需要,可对回用水进行进一步的处理,先对回用水进行脱盐处理,脱盐处理包括一级浓缩处理和二级浓缩处理,回用水经过膜***进行一级浓缩处理得到一级浓水与软化循环水,一级浓水经过膜***进行二级浓缩处理得到二级浓水与软化循环水,对二级浓水进行蒸馏得到盐分,一级浓缩处理与二级浓缩处理得到的软化循环水含盐量低。其中,在所述均化反应、所述破络反应、所述氧化反应和所述沉淀反应中,始终对含盐有机废水进行搅拌;所述表面促进剂为含基团的铁碳复合材料,所述表面促进剂中含有二价铁离子和具有微观六边形结构的碳或碳的化合物,所述的碳表面或所述碳的化合物表面负载了羧基、羟基、巯基、二价铁离子和零价铁。所述均化反应包括表面促进剂对含盐有机废水中有机物的吸附和分解作用。其中,所述净化水的COD含量小于60mg/L、重金属总含量小于1.0mg/L。
较佳的,所述表面促进剂中铁与碳含量的质量比为1:3-1:5。
较佳的,对所述回用水进行脱盐处理,所述脱盐处理包括一级浓缩处理与二级浓缩处理,所述回用水经过膜***得到一级浓水和软化循环水,此过程为所述一级浓缩处理;所述一级浓水经过膜***得到二级浓水和软化循环水,此过程为所述二级浓缩处理。得到软化循环水含盐量低。
较佳的,所述含盐有机废水的化学需氧量小于或等于1000mg/L时,所述表面促进剂添加量为1g/L-5g/L、所述破络剂添加量为1mL/L-4mL/L、所述氧化剂添加量为3mL/L-8mL/L。即每升含盐有机废水中加入表面促进剂1g-5g;每升含盐有机废水中加入破络剂1mL-4mL;每升含盐有机废水中加入氧化剂3mL-8mL。
较佳的,所述破络剂质量分数为10%-20%,所述氧化剂质量分数为15%-30%。
较佳的,所述破络剂加入前经过酸化处理,酸化处理所用酸为稀硝酸,所述破络剂为次氯酸钠溶液、次氯酸钾溶液、氯酸钠溶液、氯酸钾溶液或高氯酸溶液中的一种或多种;所述氧化剂加入前经过酸化处理,酸化处理所用酸为稀硫酸,所述氧化剂为双氧水、高锰酸钾溶液中的一种或多种。破络剂也可为其他的次氯酸盐溶液、氯酸盐溶液。次氯酸钠溶液、次氯酸钾溶液、氯酸钠溶液、氯酸钾溶液、高氯酸溶液、双氧水和高锰酸钾溶液均为工业级试剂。
较佳的,所述表面促进剂的制备方法包括以下步骤:
S1:将硝酸亚铁、七水硫酸亚铁、聚合硫酸铁、高铁酸钾中的一种或多种置于去离子水中经溶解得到含铁溶液,对所述含铁溶液进行加热并搅拌,并且控制所述含铁溶液的温度为413K-433K、控制搅拌速率为60r/min-120r/min、搅拌时长为30-60min,搅拌结束后得到含铁量为150g/L-250g/L的铁基母液;硝酸亚铁、七水硫酸亚铁、聚合硫酸铁、高铁酸钾均为工业级试剂;
S2:将碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯、还原石墨粉的一种或多种加入去离子水中得到悬浮液,将所述悬浮液pH值调节为1-4,对所述悬浮液进行超声波分散20min-40min后得到100g/L-250g/L碳基分散液;
S3:将所述铁基母液与所述碳基分散液以2:1-5:1的质量比混合得到铁碳混合液,对所述铁碳混合液进行搅拌,并且控制搅拌速率为60r/min-120r/min,向所述铁碳混合液加入还原剂,所述还原剂含有柠檬酸、抗坏血酸、亚硫酸钠、硼氢化铝的一种或多种,待所述铁碳混合液无气泡产生,停止加入所述还原剂并停止搅拌得到表面促进剂悬浮液,对所述表面促进剂悬浮液进行超声波分散30min-60min后进行过滤、洗涤得到所述表面促进剂;柠檬酸、抗坏血酸、亚硫酸钠、硼氢化铝均为工业级试剂,还原剂为表面促进剂提供了羧基、羧基、巯基。
本发明的第二个目的在于提供一种用于上述含盐有机废水高效接触催化氧化处理工艺的含盐有机废水高效氧化处理***,包括反应罐和药剂供应***,所述药剂供应***包括分别连接于所述反应罐的表面促进剂投料装置、破络剂投料装置、氧化剂投料装置、pH调节剂投料装置。
较佳的,所述含盐有机废水高效氧化处理***还包括PLC控制器与曝气装置,所述曝气装置包括与所述反应罐气路连接的空压机,所述空压机与所述PLC控制器电路连接。
较佳的,所述反应罐内的上部设有液位计、中部设有隔板、下部设有混床分离器;所述隔板通过支架固定于所述反应罐内,所述隔板上方设有过滤分离器、曝气管和pH计;所述过滤分离器靠近所述隔板;所述隔板设有出水管道,所述出水管道连接布水器,所述出水管道设有阀门;所述曝气管与所述空压机相连,所述液位计、所述pH计分别与所述PLC控制器信号相连;所述反应罐上部设有排气口、废水入口,所述反应罐底部设有废水出口。
本发明具有以下有益效果:
(1)表面促进剂中的Fe(0)\Fe(II)与具有六边形结构的碳会产生很高的电势差,使得碳的六边形结构边缘产生了·OH和·O2,·OH和·O2都能将有机物分解,这样减少处理工艺中双氧水的用量提高了处理效率,从而降低了工艺的处理成本;
(2)·OH和·O2位于表面促进剂中碳的六边形结构边缘、Fe(0)\Fe(II)负载于碳,使得含盐有机废水中的有机物配合物的氧化反应、破络反应在表面促进剂表面进行,为有机物提供了反应场所,同时,表面促进剂含有的复合官能团如羧基、羟基、巯基等也能够吸附聚集有机配合物,使得有机配合物聚集于表面促进剂从而提高了化学反应的速率,使得含盐有机废水处理效率高;同时表面促进剂也会聚集氧化剂与有机物发生反应,提高了氧化剂的利用率,从而降低了处理成本。
综上,本发明提供的含盐有机废水高效接触催化氧化处理工艺的处理成本低、处理效率高。
附图说明
图1为本发明的含盐有机废水高效接触催化氧化处理工艺的优选的工艺流程图;
图2为本发明实施例5的含盐有机废水高效氧化接触的处理***结构示意图;
图3为本发明实施例7的含盐有机废水高效氧化接触的处理***结构示意图;
图4为实施例7的局部放大图A;
图5为实施例7的局部放大图B;
图6为实施例7的局部放大图C;
图2中:
100:反应罐 110:液位计 120:隔板
121:出水管道 122:布水器 130:混床分离器
140:支架 150:曝气管 160:pH计
170:排气口 180:废水入口 190:废水出口
200:药剂供应*** 210:表面促进剂投料装置
220:破络剂投料装置 230:氧化剂投料装置
240:pH调节剂投料装置 300:PLC控制器
400:曝气装置 410:空压机
图3中:
100:反应罐 100’:反应罐 100”反应罐
211:表面促进剂存储罐 221:破络剂储存罐
231:破络剂储存罐 241:酸性pH调节剂储存罐
242:碱性pH调节剂储存罐 410:空压机
500:处理池*** 510:废水池
520:调节池 530:净化水池
540:沉淀池 550:应急池
600:第一压滤机 700:第二压滤机
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是,如果不冲突,本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合,均在本发明的保护范围之内。
实施例1
本发明提供得表面促进剂的制备方法,包括以下步骤:
S1:将硝酸亚铁(工业纯)置于去离子水中经溶解得到含铁溶液,对含铁溶液进行加热并搅拌,并且控制含铁溶液的温度为433K、控制搅拌速率为60r/min、搅拌时长为60min,搅拌结束后得到含铁量为200g/L的铁基母液。
S2:将石墨烯加入去离子水中得到悬浮液,调节悬浮液pH值为2,对悬浮液进行超声波分散30min得到200g/L的碳基分散液。
S3:将铁基母液与碳基分散液以5:1的质量比混合得到铁碳混合液,对铁碳混合液进行搅拌,并且控制搅拌速率为120r/min,向铁碳混合液加入由含有柠檬酸、抗坏血酸等还原剂,待铁碳混合液无气泡产生,停止加入还原剂并停止搅拌得到表面促进剂悬浮液,对表面促进剂悬浮液进行超声分散30min后进行过滤、洗涤得到表面促进剂,向表面促进剂加入去离子水中得到表面促进剂悬浮分散液。
制得的表面促进剂中铁碳质量比为1:4,表面促进剂表面负载有二价铁离子、零价铁、羧基、羟基和巯基。
实施例2
本发明提供得表面促进剂的制备方法,包括以下步骤:
S1:将硝酸亚铁(工业纯)置于去离子水中经溶解得到含铁溶液,对含铁溶液进行加热并搅拌,并且控制含铁溶液的温度为433K、控制搅拌速率为60r/min、搅拌时长为60min,搅拌结束后得到含铁量为150g/L的铁基母液。
S2:将石墨烯加入去离子水中得到悬浮液,调节悬浮液pH值为2,对悬浮液进行超声波分散30min得到100g/L的碳基分散液。
S3:将铁基母液与碳基分散液以2:1的质量比混合得到铁碳混合液,对铁碳混合液进行搅拌,并且控制搅拌速率为120r/min,向铁碳混合液加入含有的还原剂,待铁碳混合液无气泡产生停止加入还原剂并停止搅拌得到表面促进剂悬浮液,对表面促进剂悬浮液进行超声分散30min后进行过滤、洗涤得到表面促进剂,向表面促进剂加入去离子水中得到表面促进剂悬浮分散液。
制得的表面促进剂中铁碳质量比为1:5,表面促进剂表面负载有二价铁离子、零价铁、羧基、羟基和巯基。
实施例3
本发明提供得表面促进剂的制备方法,包括以下步骤:
S1:将硝酸亚铁(工业纯)置于去离子水中经溶解得到含铁溶液,对含铁溶液进行加热并搅拌,并且控制含铁溶液的温度为433K、控制搅拌速率为60r/min、搅拌时长为60min,搅拌结束后得到含铁量为250g/L的铁基母液。
S2:将石墨烯加入去离子水中得到悬浮液,调节悬浮液pH值为2,对悬浮液进行超声波分散30min得到250g/L的碳基分散液。
S3:将铁基母液与碳基分散液以5:1的质量比混合得到铁碳混合液,对铁碳混合液进行搅拌,并且控制搅拌速率为120r/min,向铁碳混合液加入含有硼氢化铝的还原剂,待铁碳混合液无气泡产生停止加入还原剂并停止搅拌得到表面促进剂悬浮液,对表面促进剂悬浮液进行超声分散30min后进行过滤、洗涤得到表面促进剂,向表面促进剂加入去离子水中得到表面促进剂悬浮分散液。
制得的表面促进剂中铁碳质量比为1:3,表面促进剂表面负载有二价铁离子、零价铁、羧基、羟基和巯基。
实施例4
结合图1,对本发明提供的含盐有机废水高效接触催化氧化处理工艺进行详细的说明:
一种含盐有机废水高效接触催化氧化处理工艺,包括以下步骤:
(1)将含盐有机废水进行固液分离,将固液分离后的含盐有机废水pH值(用稀硫酸或稀硝酸调节pH值)调节为4;
(2)向含盐有机废水充入空气,并加入表面促进剂以使含盐有机废水发生均化反应;均化反应包括表面促进剂对含盐有机废水中有机物的吸附和分解作用;表面促进剂中亚铁离子与石墨烯的质量比为1:3,亚铁离子负载于石墨烯上,加入的表面促进剂在含盐有机废水中的初始浓度为3g/L,即表面促进剂中在含盐有机废水中的初始浓度为3g/L;
(3)均化反应完毕后,向含盐有机废水加入次氯酸钠溶液(破络剂)、双氧水(氧化剂)以使含盐有机废水发生破络反应和氧化反应;加入的破络剂在含盐有机废水中的初始浓度为2mL/L,即每升含盐有机废水中加入2mL次氯酸钠溶液,次氯酸钠溶液质量分数为12%;加入的氧化剂在含盐有机废水中的初始浓度为5mL/L,即每升含盐有机废水中加入5mL双氧水,双氧水的质量分数为25%;破络剂将含盐有机废水中的有机配合物破坏分解得到有机物,有机物被羟基自由基和超氧自由基(表面促进剂会产生羟基自由基和超氧自由基、表面促进剂中的亚铁离子还原氧化剂产生羟基自由基)氧化分解成无害的物质;
(4)氧化反应完毕后,将含盐有机废水pH值(用10%-30%的氢氧化钠溶液调节pH)调节为8以使含盐有机废水的金属离子发生沉淀反应,铁离子发生的混凝反应吸附含盐有机废水中的悬浮物,可同时向含盐有机废水曝气60min;
(5)沉淀反应完毕后,将含盐有机废水进行固液分离,得到净化水与沉淀(大部分沉淀为氢氧化铁和氢氧化亚铁),沉淀被资源化回收可用做表面促进剂的原料;将净化水pH值调节为7得到回用水,回用水可用于处理工艺的循环水。根据工艺对循环水的需要,可对回用水进行进一步的处理,先对回用水进行脱盐处理,脱盐处理包括一级浓缩处理和二级浓缩处理,回用水经过膜***进行一级浓缩处理得到一级浓水与软化循环水,一级浓水经过膜***进行二级浓缩处理得到二级浓水与软化循环水,对二级浓水进行蒸馏得到盐分,一级浓缩处理与二级浓缩处理得到的软化循环水含盐量低。其中,在均化反应、破络反应、氧化反应和沉淀反应中,始终对含盐有机废水进行搅拌。其中,净化水的COD含量小于60mg/L、重金属总含量小于1.0mg/L。
较佳的,含盐有机废水的化学需氧量小于或等于1000mg/L。
较佳的,次氯酸钠溶液加入前经过稀硝酸酸化处理;双氧水加入前经过稀硫酸酸化处理。
实施例5
结合图2,对本发明提供的含盐有机废水高效氧化处理***进行详细的说明:
一种含盐有机废水高效氧化处理***,包括反应罐100和药剂供应***200,药剂供应***200包括分别连接于反应罐的100表面促进剂投料装置210、破络剂投料装置220、氧化剂投料装置230、pH调节剂投料装置240。表面促进剂投料装置210包括表面促进剂储存罐,表面促进剂储存罐通过带有计量泵的管道与反应罐100连接;破络剂投料装置220包括破络剂储存罐,破络剂储存罐通过带有计量泵的管道与反应罐100连接;氧化剂投料装置230包括氧化剂储存罐,氧化剂储存罐通过带有计量泵的管道与反应罐100连接;pH调节剂投料装置240包括酸性pH调节剂储存罐与碱性pH调节剂储存罐,酸性pH调节剂储存罐与碱性pH调节剂储存罐分别通过带有计量泵的管道与反应罐100连接。所有的计量泵都与PLC控制器300信号或电路相连。
较佳的,含盐有机废水高效氧化处理***包括PLC控制器300与曝气装置400,曝气装置400包括与反应罐100气路连接的空压机410,空压机410与PLC控制器300信号连接,空压机410也可以通过电路或无线信号连接PLC控制器300。
较佳的,反应罐100内的上部设有液位计110、中部设有隔板120、下部设有混床分离器130。隔板120、混床分离器130将反应罐100分为三个仓体。隔板120通过支架140固定于反应罐100内,隔板120上方设有过滤分离器、曝气管150和pH计160;隔板120设有出水管道121,出水管道121连接布水器122,出水管道121设有阀门,较佳的,出水管121与反应罐100侧壁的净化水出口(未标出)连接,净化水出口收集不需要进行脱盐处理的净化水;曝气管150与空压机410相连,液位计110、pH计160分别与PLC控制器300电路相连;过滤分离器靠近隔板120;反应罐100上部设有排气口170、废水入口180,反应罐100底部设有废水出口190,废水出口190设有阀门。过滤分离器为砂芯过滤器,砂芯过滤器孔径可根据一般标准采用G1-G6(1.5μm-30μm),混床分离器130为氢型阳离子交换树脂的阳床和装有氢氧型阴离子交换树脂的阴床组成的离子交换***;废水入口180连接带有进水泵的管道,废水出口190连接带有出水泵的管道,出水泵、进水泵分别于PLC控制器300电路或信号连接。反应罐100内还设有搅拌桨。
实施例6
参考图1、图2,并结合本发明提供的含盐有机废水高效接触氧化的处理***对含盐有机废水高效接触催化氧化处理工艺进行详细的说明:
将含盐有机废水(经滤池过滤)通过进水泵输送经废水入口180进入反应罐100内,当反应罐100内含盐有机废水液位达到预定位置时,液位计110反馈信号给PCL控制器300以停止含盐有机废水的输送,同时,PCL控制器300发出指令开启与酸性pH调节剂储存罐相连的计量泵向反应罐100输送酸性pH调节剂(稀硫酸或稀硝酸),当反应罐100内含盐有机废水的pH为4时,pH计160反馈信号给PLC控制器300以停止酸性pH调节剂的加入,PLC控制器300开启空压机410以及与表面促进剂储存罐相连的计量泵,使得每升含盐有机废水加入3g的表面促进剂,表面促进剂加入完毕后继续向含盐有机废水充入空气10min后关闭空压机410,然后PLC控制器300分别开启与破络剂储存罐、氧化剂储存罐连接的计量泵往反应罐100内输送双氧水溶液(氧化剂)和次氯酸钠溶液(破络剂),使得每升含盐有机废水加入5mL的25%的双氧水,使得每升含盐有机废水加入2mL的12%次氯酸钠溶液;破络剂与氧化剂加入完毕后搅拌含盐有机废水120min后向反应罐100加入碱性pH调节剂(10%-30%氢氧化钾溶液),当含盐有机废水的pH为8时,pH计160反馈信号给PLC控制器300以停止碱性pH调节剂的加入,同时PLC控制器300开启空压机410通过曝气管150向含盐有机废水充入空气,空压机410启动60min后关闭空压机410后关闭,然后打开出水管道121的阀门,含盐有机废水经过布水器122流经混床分离器130脱盐得到净化水,净化水经废水出口190被出水泵收集完成一次含盐有机废水的处理。将得到的净化水pH调成7得到循环水。
向表面促进剂加入水制成悬浮分散液储存于表面促进剂储存罐中。
处理的含盐有机废水为某公司的生产的废水,含盐有机废水的COD为728mg/L、重金属总含量为200mg/L、盐分含量21g/L(镍含量为约为150mg/L、其他重金属含量约为50mg/L、盐分主要为硫酸钠),废水经处理过后得到的净化水经检测,其COD为56.64mg/L、镍含量为0.8mg/L。处理含盐有机废水达到国家排放标准后外排。
此套含盐有机废水高效氧化接触的处理工艺配合装置能够完成100m3/d的含盐有机废水的处理。应该说明的是,本***处理过程中始终对含盐有机废水进行搅拌,本***处理的含盐有机废水COD小于或等于1000mg/L。
实施例7
根据废水的生产量,可增加反应罐100的数量。向三个并联的反应罐间歇性的添加含盐有机废水,含盐有机废高校氧化接触处理***能够完成100m3/d-400m3/d含盐有机废水的处理;向三个并联的反应罐连续性的添加含盐有机废水,含盐有机废高校氧化接触处理***能够完成400m3/d-600m3/d含盐有机废水的处理。结合图2、图3、图4、图5、图6对该***进行详细的说明:(图4、图5、图6为含盐有机废水高效接触氧化处理***的管路放大图。)
一种含盐有机废水高效氧化接触的处理***,包括药剂供应***和反应装置,反应装置包括反应罐100、反应罐100’、反应罐100”,反应罐100、反应罐100’、反应罐100”结构相同;药剂供应***包括分别连接于反应罐的100、反应罐100’、反应罐100”表面促进剂投料装置、破络剂投料装置、氧化剂投料装置、pH调节剂投料装置;表面促进剂投料装置包括表面促进剂储存罐211,表面促进剂储存罐通过带有计量泵的管道分别与反应罐100、反应罐100’、反应罐100”连接;破络剂投料装置包括破络剂储存罐221,破络剂储存罐221通过带有计量泵的管道分别与反应罐100、反应罐100’、反应罐100”连接;氧化剂投料装置包括氧化剂储存罐231,氧化剂储存罐231通过带有计量泵的管道分别与反应罐100、反应罐100’、反应罐100”连接;pH调节剂投料装置包括酸性pH调节剂储存罐241与碱性pH调节剂储存罐241,酸性pH调节剂储存罐241通过带有计量泵的管道分别与反应罐100、反应罐100’、反应罐100”连接,碱性pH调节剂储存罐242通过带有计量泵的管道分别与反应罐100、反应罐100’、反应罐100”连接。所有的计量泵都与PLC控制器信号或电路相连。
含盐有机废水高效氧化接触的处理***还包括处理池***500、第一压滤机600、第二压滤机700。处理池***500包括废水池510、调节池520、净化水池530、沉淀池540和应急池550,废水池510与第一压滤机600连接,第一压滤机600与调节池520连接,调节池520分别与反应罐100、反应罐100’、反应罐100”的顶部连接;净化水池530分别与反应罐100、反应罐100’、反应罐100”的底部连接;应急池550与调节池520连接,此外,净化水池530与反应罐100、反应罐100’、反应罐100”的连接管道和应急池550连接;第一压滤机600、第二压滤机700分别与沉淀池540连接。调节池520、应急池550分别与酸性pH调节剂储存罐241连接,净化水池530与碱性pH调节剂储存罐242连接。
较佳的,含盐有机废水高效氧化处理***还包括PLC控制器与曝气装置,曝气装置包括分别与反应罐100、反应罐100’、反应罐100”气路连接的空压机410,空压机410与PLC控制器信号连接,空压机410也可以通过电路或无线信号连接PLC控制器。
较佳的,反应罐100内的上部设有液位计110、中部设有隔板120、下部设有混床分离器130。隔板120、混床分离器130将反应罐100分为三个仓体。隔板120通过支架140固定于反应罐100内,隔板120上方设有过滤分离器、曝气管150和pH计160;隔板120设有出水管道121,出水管道121连接布水器122,出水管道121设有阀门;曝气管150与空压机410相连,液位计110、pH计160分别与PLC控制器300电路相连;过滤分离器靠近隔板120;反应罐100上部设有排气口170、废水入口180,反应罐100底部设有废水出口190,废水出口190设有阀门。过滤分离器为砂芯过滤器,砂芯过滤器孔径可根据一般标准采用G1-G6(1.5μm-30μm),混床分离器130为氢型阳离子交换树脂的阳床和装有氢氧型阴离子交换树脂的阴床组成的离子交换***;废水入口180连接带有进水泵的管道,废水出口190连接带有出水泵的管道,出水泵、进水泵分别于PLC控制器300电路或信号连接。反应罐100内还设有搅拌桨。
含盐有机废水高效接触氧化处理***工作流程如下:
废水池510的含盐有机废水(含盐有机废水COD小于1000mg/L)经过第一压滤机600过滤进入调节池520,调节池520内含盐有机废水经酸性pH调节剂调节分别进入反应罐100、反应罐100’、反应罐100”处理得到净化水(净化水COD小于60mg/L)再流入净化水池530,完成一次含盐有机废水的处理。其中调节池520内含有机废水过多或***发生故障,调节池520内含盐有机废水流入应急池550,特别的,得到的净化水不达标直接排入应急池。第一压滤机600、第二压滤机700所得的沉淀收集于沉淀池540资源化回收。
含盐有机废水处理量大于600m3/d以上,可在含盐有机废水高效接触氧化处理***中并联的添加更多结构一致的反应罐100,也可用反应池代替反应装置。
本发明提供的含盐有机废水高效接触催化氧化处理工艺的处理成本低、处理效率高。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
Claims (10)
1.一种含盐有机废水高效接触催化氧化处理工艺,包括以下步骤:
(1)将含盐有机废水进行固液分离,将固液分离后的废水pH值调节为3-5;
(2)向所述废水中充入氧气,并加入表面促进剂以使所述废水发生均化反应;
(3)均化反应完毕后,向所述含盐有机废水加入破络剂、氧化剂以使所述含盐有机废水发生破络反应和氧化反应;所述破络剂为次氯酸钠溶液、次氯酸钾溶液、氯酸钠溶液、氯酸钾溶液或高氯酸溶液中的一种或多种;
(4)氧化反应完毕后,将所述含盐有机废水pH值调节为8-9以使含盐有机废水发生沉淀反应;
(5)沉淀反应完毕后,将所述含盐有机废水进行固液分离,得到净化水,将所述净化水pH调节为7-8得到回用水;所述净化水的COD含量小于60mg/L、重金属总含量小于1.0mg/L,
其中,在所述均化反应、所述破络反应、所述氧化反应和所述沉淀反应中,始终对含盐有机废水进行搅拌;所述表面促进剂含有二价铁离子和具有微观六边形结构单元的碳或铁碳的复合材料,所述的碳表面或所述碳的化合物表面负载了羧基、羟基、巯基。
2.根据权利要求1所述的含盐有机废水高效接触催化氧化处理工艺,其特征在于,对所述回用水进行脱盐处理,所述脱盐处理包括一级浓缩处理与二级浓缩处理。
3.根据权利要求1所述的含盐有机废水高效接触催化氧化处理工艺,其特征在于,所述表面促进剂中铁与碳含量的质量比为1:3-1:5。
4.根据权利要求1所述的含盐有机废水高效接触催化氧化处理工艺,其特征在于,所述含盐有机废水的化学需氧量小于或等于1000mg/L时,所述表面促进剂添加量为1g/L-5g/L,所述破络剂添加量为1mL/L-4mL/L,所述氧化剂添加量为3mL/L-8mL/L。
5.根据权利要求4所述的含盐有机废水高效接触催化氧化处理工艺,其特征在于,所述破络剂质量分数为10%-20%,所述氧化剂质量分数为15%-30%。
6.根据权利要求5所述的含盐有机废水高效接触催化氧化处理工艺,其特征在于,所述破络剂在加入前经过酸化处理,所述破络剂为次氯酸钠溶液、次氯酸钾溶液、氯酸钠溶液、氯酸钾溶液或高氯酸溶液中的一种或多种;所述氧化剂在加入前经过酸化处理,所述氧化剂为双氧水、高锰酸钾溶液中的一种或多种。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的含盐有机废水高效接触催化氧化处理工艺,其特征在于,所述表面促进剂的制备方法包括以下步骤:
S1:将硝酸亚铁、七水硫酸亚铁、聚合硫酸铁、高铁酸钾中的一种或多种置于去离子水中经溶解得到含铁溶液,对所述含铁溶液进行加热并搅拌,并且控制所述含铁溶液的温度为413K-433K、控制搅拌速率为60r/min-120r/min、搅拌时长为30-60min,搅拌结束后得到含铁量为150g/L-250g/L的铁基母液;
S2:将碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯、还原石墨粉的一种或多种加入去离子水中得到悬浮液,将所述悬浮液pH值调节为1-4,对所述悬浮液进行超声波分散20min-40min后得到100g/L-250g/L碳基分散液;
S3:将所述铁基母液与所述碳基分散液以2:1-5:1的质量比混合得到铁碳混合液,对所述铁碳混合液进行搅拌,并且控制搅拌速率为60r/min-120r/min,向所述铁碳混合液加入还原剂,所述还原剂含有柠檬酸、抗坏血酸、亚硫酸钠、硼氢化铝中的一种或多种,待所述铁碳混合液无气泡产生,停止加入所述还原剂并停止搅拌得到表面促进剂悬浮液,对所述表面促进剂悬浮液进行超声波分散30min-60min后进行过滤、洗涤得到所述表面促进剂。
8.一种用于权利要求1-7中任意一项所述的含盐有机废水高效接触催化氧化处理工艺的含盐有机废水高效氧化处理***,其特征在于,包括反应罐(100)和药剂供应***(200),所述药剂供应***(200)包括分别连接于所述反应罐的表面促进剂投料装置(210)、破络剂投料装置(220)、氧化剂投料装置(230)、pH调节剂投料装置(240)。
9.根据权利要求8所述的含盐有机废水高效氧化处理***,其特征在于,所述含盐有机废水高效氧化处理***还包括PLC控制器(300)与曝气装置(400),所述曝气装置(400)包括与所述反应罐(100)气路连接的空压机(410),所述空压机(410)与所述PLC控制器(300)信号连接。
10.根据权利要求9所述的含盐有机废水高效氧化处理***,其特征在于,所述反应罐(100)内的上部设有液位计(110)、中部设有隔板(120)、下部设有混床分离器(130);所述隔板(120)通过支架(140)固定于所述反应罐(100)内,所述隔板(120)上方设有过滤分离器、曝气管(150)和pH计(160);所述过滤分离器靠近所述隔板(120);所述隔板(120)设有出水管道(121),所述出水管道(121)连接布水器(122),所述出水管道(121)设有阀门;所述曝气管(150)与所述空压机(410)相连,所述液位计(110)、所述pH计(160)分别与所述PLC控制器(300)电路相连;所述反应罐(100)上部设有排气口(170)、废水入口(180),所述反应罐(100)底部设有废水出口(190)。
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