一种高盐废水的高效臭氧催化氧化处理装置
技术领域
本实用新型属于废水处理技术领域,具体涉及一种高盐废水的高效臭氧催化氧化处理装置。
背景技术
高盐废水水质成分复杂,不仅含盐量高,而且还含有大量有机污染物。高盐废水的共同特点是:不能简单地用生化处理,且物化处理过程较复杂,处理费用较高,是污水处理行业公认的高难度处理废水。目前处理的基本工艺是预处理+膜浓缩+蒸发结晶。即使预处理采取降低有机物的措施,经过纳滤和反渗透浓缩后有机物浓度仍会进一步上升。高有机物废水进入蒸发结晶***,不但影响蒸发结晶盐的纯度和蒸发效率,蒸发最后还需要排放大量母液,而母液一般作为危废进行处置,这大大增加了运行成本。所以有必要将高盐废水中有机物进一步去除,确保膜浓缩和蒸发***稳定运行。
现阶段针对高盐废水主要采用臭氧氧化技术去除有机物,高盐废水因含盐量高,一般含固量5%-20%,物理性质与普通废水有较大变化,严重影响臭氧的氧化效率。传统臭氧氧化技术处理效果普遍不好,有机物去除率低,去除不彻底,臭氧利用率也低,为后续处理***带来较大的困难。
实用新型内容
本实用新型研发出一种高盐废水的高效臭氧催化氧化处理装置,该装置不仅大大提高对有机物的去除效率,而且能耗大大降低,保障后续膜浓缩或蒸发***的稳定运行,解决了上述提出的技术问题。
本实用新型采用的技术手段如下:一种高盐废水的高效臭氧催化氧化处理装置,包括臭氧发生器、溶气罐、一级氧化罐、二级氧化罐、二级氧化罐废水回流泵和尾气破坏器,所述臭氧发生器两侧分别设置氧气进口和臭氧发生器出口、所述臭氧发生器出口与所述溶气罐上的溶气罐臭氧进口管道连接,所述溶气罐上的溶气罐废水进口与二级氧化罐废水回流泵的出水口管道连接,所述溶气罐上的溶气罐出口与所述一级氧化罐上的一级氧化罐溶气水进口管道连接,所述一级氧化罐的一端还固定设置一级氧化罐尾气出口,所述一级氧化罐尾气出口与尾气破坏器管道连接,所述一级氧化罐上的一级氧化罐废水出口与所述二级氧化罐的二级氧化罐废水进口管道连接,所述二级氧化罐上的二级氧化罐尾气出口与所述尾气破坏器管道连接,所述二级氧化罐上的二级氧化罐废水回流出口与二级氧化罐废水回流泵的入水口管道连接。
进一步地,所述一级氧化罐上设置一级氧化罐高盐水进口。
进一步地,所述二级氧化罐上设置二级氧化罐废水出口。
进一步地,所述一级氧化罐内设置一级氧化罐催化剂。
进一步地,所述二级氧化罐内设置二级氧化罐催化剂。
进一步地,所述一级氧化罐内设置一级氧化罐溶气释放器,所述一级氧化罐溶气释放器的一端与所述一级氧化罐溶气水进口相连接。
进一步地,所述一级氧化罐和所述二级氧化罐为立式罐体结构。
进一步地,所述一级氧化罐溶气释放器设置于所述一级氧化罐底部。
进一步地,所述一级氧化罐溶气释放器为双相不锈钢材质。
本实用新型提供一种高盐废水的高效臭氧催化氧化处理装置,主要包括臭氧氧化***、臭氧产生***和溶气释放***。
工艺步骤如下:
高盐废水首先从一级氧化罐高盐水进口进入一级臭氧氧化罐上部,向下流经过催化剂与一级氧化罐溶气释放器释放臭氧首次混合氧化,从下部一级氧化罐废水出口、二级氧化罐废水进口流入二级氧化罐,废水继续朝上流,大部分废水从二级氧化罐废水回流出口经过回流泵进入溶气罐,其余废水进入二级氧化罐氧化剂,继续反应进一步氧化有机物,处理后废水从二级氧化罐废水出口排出,进入后续处理***。
外部提供的氧气从氧气进口进入臭氧发生器,通过电晕产生的臭氧从臭氧发生器出口排出进入溶气罐,出口均设置流量计。实际应用中,臭氧发生器根据需要设置循环冷却水***。
从二级氧化罐返回回流废水与臭氧同时进入溶气罐,溶气压力 0.35MPa~0.45MPa,臭氧溶解到废水中,从溶气罐出口排出进入一级氧化罐溶气水进口9,通过一级氧化罐溶气释放器释放,释放后废水和臭氧混合。
一二级氧化罐中反应后的尾气分别从一级氧化罐尾气出口、二级氧化罐尾气出口进入尾气破坏器,然后排入大气。
进一步优选的,第(I)所述的氧化罐,采用立式结构,两级串联,分别装有催化剂,催化剂底部距离罐底不低于1.5m;废水初始COD值超过1000mg/L 时可优选增加氧化罐级数;
进一步的,所述的催化剂,采用专为适用高盐废水研发复合型催化剂,催化剂粒径为
载体采用拟薄水铝石为原料,按照铁铜铈的质量比5:3:2进行配制,450℃焙烧两次焙烧而成。
进一步的,催化剂与废水接触时间1.5-2h,废水经过催化剂层时的流速 5-8m/h,催化剂底层设置不锈钢托架,防止催化剂流失,催化剂上部设置人孔方便装填催化剂,下部设有卸料口;
进一步的,臭氧投加量为废水中初始COD值的1.5~2倍;气水比(2~3): 1,回流泵扬程不低于50米;
进一步的,所述溶气罐工作压力不低于0.7MPa,容器罐设有压力表和安全阀;
进一步的,所述溶气罐到释放器距离尽可能小,释放器紧靠氧化罐底部,布置均匀,采用双相不锈钢材质。其它与废水接触的设备材质优先选用双相不锈钢材质。
本实用新型提供一种适用于高盐废水的高效臭氧催化氧化处理方法;包括以下工艺步骤:
(I)高盐废水首先进入一级臭氧氧化罐,氧化罐共分为两级,罐内均装有催化剂,一二级氧化罐之间底部通过管道联通,二级氧化罐上部设计出水口,中部设置回流口,回流进入步骤(III);
(II)外部提供的氧气进入臭氧发生器,其产生的臭氧输送到溶气***;
(III)二级臭氧氧化罐回流水经过水泵加压后进入溶气***,与步骤(II) 中的臭氧混合溶解,溶解有臭氧的废水进入一级氧化罐底部释放器,释放后臭氧在氧化罐内对废水进行催化氧化反应,降解水中有机物;
(Ⅳ)氧化罐中反应后的尾气从顶部进入尾气破坏器,然后排入大气。
进一步的,第(I)所述的氧化罐采用串联,COD太高时可优选增加氧化罐级数;
进一步的,所述的催化剂,采用专为适用于高盐废水研发复合型催化剂,载体采用拟薄水铝石为原料,添加铁铜铈金属焙烧而成。
进一步的,催化剂与废水接触时间1-2h,废水经过催化剂层时的流速 3~5m/h;
进一步的,臭氧投加量为废水中初始COD值的1.5~2倍;气水比(2~3):1,回流泵扬程不低于50米;
进一步的,第(III)所述溶气***工作压力不低于0.7MPa,溶气效率28~35%;
进一步的,所述的溶气释放器释放后的微纳米级气体与废水、催化剂形成许许多多微界面进行氧化反应,降解废水中的有机物。
本实用新型的有益效果为:
(1)本实用新型的一种高盐废水的高效臭氧催化氧化处理装置,高效的气液接触技术,借助于双级氧化罐,提供的臭氧源得到充分应用,是臭氧降解有机物效率的关键,本技术采用臭氧溶解、释放器和催化剂填料罐式组合,臭氧与废水的高效混合传质,整套装置比界面面积高达350平方米/克以上,将臭氧在水中的溶解度提高了5倍以上,传质系数高。提高了臭氧与水中有机物及固态催化剂的接触时间和接触面积,延长了气泡在水中的停留时间,使得臭氧有充分的时间和机会,在催化剂的表面与水中有机物发生氧化反应,形成许许多多的微界面进行氧化反应,氧化效率提高80%以上。
(2)本实用新型的一种高盐废水的高效臭氧催化氧化处理装置,借助适用于高盐废水新型催化剂,将臭氧最大程度地转化为氧化性更强的羟基自由基,可无选择性、快速地去除有机污染物,几乎可以氧化所有的有机物,和传统的单臭氧处理效果相比提高2-4倍,去除有机物更彻底,出水COD最低达到50ppm 以下。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为实施例1所述的高盐废水的高效臭氧催化氧化处理装置结构示意图。
图中:1氧气进口、2臭氧发生器、3臭氧发生器出口、4溶气罐废水进口、 5溶气罐、6溶气罐臭氧进口、7溶气罐出口、8一级氧化罐高盐水进口、9一级氧化罐溶气水进口、10一级氧化罐尾气出口、11一级氧化罐、12一级氧化罐催化剂、13一级氧化罐溶气释放器、14二级氧化罐尾气出口、15二级氧化罐、16 二级氧化罐废水出口、17二级氧化罐催化剂、18二级氧化罐废水回流出口、19 二级氧化罐废水回流泵、20一级氧化罐废水出口、21二级氧化罐废水进口、22 尾气破坏器。
具体实施方法
下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述,在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或者暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
实施例1
如图1所示,一种高盐废水的高效臭氧催化氧化处理装置,包括臭氧发生器2、溶气罐5、一级氧化罐11、二级氧化罐15、二级氧化罐废水回流泵19和尾气破坏器22,所述臭氧发生器2两侧分别设置氧气进口1和臭氧发生器出口 3、所述臭氧发生器出口3与所述溶气罐5上的溶气罐臭氧进口6管道连接,所述溶气罐5上的溶气罐废水进口4与二级氧化罐废水回流泵19的出水口管道连接,所述溶气罐5上的溶气罐出口7与所述一级氧化罐11上的一级氧化罐溶气水进口9管道连接,所述一级氧化罐11的一端还固定设置一级氧化罐尾气出口10,所述一级氧化罐尾气出口10与尾气破坏器22管道连接,所述一级氧化罐 11上的一级氧化罐废水出口20与所述二级氧化罐15的二级氧化罐废水进口21 管道连接,所述二级氧化罐15上的二级氧化罐尾气出口14与所述尾气破坏器 22管道连接,所述二级氧化罐15上的二级氧化罐废水回流出口18与二级氧化罐废水回流泵19的入水口管道连接。
进一步地,所述一级氧化罐11上设置一级氧化罐高盐水进口8。
进一步地,所述二级氧化罐15上设置二级氧化罐废水出口16。
进一步地,所述一级氧化罐11内设置一级氧化罐催化剂12。
进一步地,所述二级氧化罐15内设置二级氧化罐催化剂17。
进一步地,所述一级氧化罐11内设置一级氧化罐溶气释放器13,所述一级氧化罐溶气释放器13的一端与所述一级氧化罐溶气水进口9相连接。
进一步地,所述一级氧化罐11和所述二级氧化罐15为立式罐体结构。
进一步地,所述一级氧化罐溶气释放器13设置于所述一级氧化罐11底部。
进一步地,所述一级氧化罐溶气释放器13为双相不锈钢材质。
进一步的,所述管道连接为通过管道而进行连接的用于流体的连接方式,作为可替代的连接方式还可以采用其他等同的用于流体的连接方式。
实施例2
本实用新型提供一种高盐废水的高效臭氧催化氧化处理装置,主要包括臭氧氧化***、臭氧产生***和溶气释放***。
工艺步骤如下:
高盐废水首先从一级氧化罐高盐水进口8进入一级臭氧氧化罐11上部,向下流经过催化剂12与一级氧化罐溶气释放器13释放臭氧首次混合氧化,从下部一级氧化罐废水出口20、二级氧化罐废水进口21流入二级氧化罐15,废水继续朝上流,大部分废水从二级氧化罐废水回流出口18经过回流泵19进入溶气罐,其余废水进入二级氧化罐氧化剂,继续反应进一步氧化有机物,处理后废水从二级氧化罐废水出口16排出,进入后续处理***。
外部提供的氧气从氧气进口1进入臭氧发生器2,通过电晕产生的臭氧从臭氧发生器出口3排出进入溶气罐5,出口均设置流量计。实际应用中,臭氧发生器根据需要设置循环冷却水***。
从二级氧化罐返回回流废水与臭氧同时进入溶气罐5,溶气压力 0.35MPa~0.45MPa,臭氧溶解到废水中,从溶气罐出口7排出进入一级氧化罐溶气水进口9,通过一级氧化罐溶气释放器13释放,释放后废水和臭氧混合。
一二级氧化罐中反应后的尾气分别从一级氧化罐尾气出口10、二级氧化罐尾气出口进入尾气破坏器14,然后排入大气。
进一步优选的,第(I)所述的氧化罐,采用立式结构,两级串联,分别装有催化剂,催化剂底部距离罐底不低于1.5m;废水初始COD值超过1000mg/L 时可优选增加氧化罐级数;
进一步的,所述的催化剂,采用专为适用高盐废水研发复合型催化剂,催化剂粒径为
载体采用拟薄水铝石为原料,按照铁铜铈的质量比5:3:2进行配制,450℃焙烧两次焙烧而成。
进一步的,催化剂与废水接触时间1.5-2h,废水经过催化剂层时的流速 5-8m/h,催化剂底层设置不锈钢托架,防止催化剂流失,催化剂上部设置人孔方便装填催化剂,下部设有卸料口;
进一步的,臭氧投加量为废水中初始COD值的1.5~2倍;气水比(2~3): 1,回流泵扬程不低于50米;
进一步的,所述溶气罐工作压力不低于0.7MPa,容器罐设有压力表和安全阀;
进一步的,所述溶气罐到释放器距离尽可能小,释放器紧靠氧化罐底部,布置均匀,采用双相不锈钢材质。其它与废水接触的设备材质优先选用双相不锈钢材质。
实施例3
本实用新型提供一种适用于高盐废水的高效臭氧催化氧化处理方法;包括以下工艺步骤:
(I)高盐废水首先进入一级臭氧氧化罐,氧化罐共分为两级,罐内均装有催化剂,一二级氧化罐之间底部通过管道联通,二级氧化罐上部设计出水口,中部设置回流口,回流进入步骤(III);
(II)外部提供的氧气进入臭氧发生器,其产生的臭氧输送到溶气***;
(III)二级臭氧氧化罐回流水经过水泵加压后进入溶气***,与步骤(II) 中的臭氧混合溶解,溶解有臭氧的废水进入一级氧化罐底部释放器,释放后臭氧在氧化罐内对废水进行催化氧化反应,降解水中有机物;
(Ⅳ)氧化罐中反应后的尾气从顶部进入尾气破坏器,然后排入大气。
进一步的,第(I)所述的氧化罐采用串联,COD太高时可优选增加氧化罐级数;
进一步的,所述的催化剂,采用专为适用于高盐废水研发复合型催化剂,载体采用拟薄水铝石为原料,添加铁铜铈金属焙烧而成。
进一步的,催化剂与废水接触时间1-2h,废水经过催化剂层时的流速 3~5m/h;
进一步的,臭氧投加量为废水中初始COD值的1.5~2倍;气水比(2~3): 1,回流泵扬程不低于50米;
进一步的,第(III)所述溶气***工作压力不低于0.7MPa,溶气效率28~35%;
进一步的,所述的溶气释放器释放后的微纳米级气体与废水、催化剂形成许许多多微界面进行氧化反应,降解废水中的有机物。
进一步的,所述溶气***为溶气罐。
由于采用了上述技术方案,本实用新型涉及的一种高盐废水的高效臭氧催化氧化处理装置具有高效的气液接触技术,借助于双级氧化罐,提供的臭氧源得到充分应用,是臭氧降解有机物效率的关键,本技术采用臭氧溶解、释放器和催化剂填料罐式组合,臭氧与废水的高效混合传质,整套装置比界面面积高达350平方米/克以上,将臭氧在水中的溶解度提高了5倍以上,传质系数高。提高了臭氧与水中有机物及固态催化剂的接触时间和接触面积,延长了气泡在水中的停留时间,使得臭氧有充分的时间和机会,在催化剂的表面与水中有机物发生氧化反应,形成许许多多的微界面进行氧化反应,氧化效率提高80%以上,借助适用于高盐废水新型催化剂,将臭氧最大程度地转化为氧化性更强的羟基自由基,可无选择性、快速地去除有机污染物,几乎可以氧化所有的有机物,和传统的单臭氧处理效果相比提高2~4倍,去除有机物更彻底,出水COD 最低达到50ppm以下,具有广阔的应用前景。
以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方法,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。