公布日：2022.11.01
申請日：2022.07.14
分類(lèi)號：C02F9/04(2006.01)I;C02F9/14(2006.01)I;C02F1/56(2006.01)N;C02F1/66(2006.01)N;C02F1/467(2006.01)N
摘要
本申請公開(kāi)了一種自調酸度的多相催化氧化深度處理廢水的工藝，包括：生化出水經(jīng)過(guò)濾處理后送入陽(yáng)離子交換反應器中；監測陽(yáng)離子交換反應器內廢水的pH：當pH>5時(shí)，繼續進(jìn)行離子交換反應；當pH自調節至3～5范圍內時(shí)，將陽(yáng)離子交換反應器出水送入填充有鐵碳填料的多相催化氧化反應器中，同時(shí)向多相催化氧化反應器中投入氧化劑并進(jìn)行曝氣，進(jìn)行多相催化氧化反應；多相催化氧化反應器出水依次經(jīng)中和、混凝、沉淀后達標排放。本申請將陽(yáng)離子交換與多相催化氧化相結合，有機糅合了誘發(fā)、催化和協(xié)同效應，通過(guò)陽(yáng)離子交換、電子轉移、加成反應，破鏈斷鍵，在無(wú)需外加酸調酸度的情況下，能夠實(shí)現對廢水中污染物COD的快速高效去除。
權利要求書(shū)
1.一種自調酸度的多相催化氧化深度處理廢水的工藝，其特征在于，包括：生化出水經(jīng)過(guò)濾處理后送入填充有陽(yáng)離子交換劑的陽(yáng)離子交換反應器中，在陽(yáng)離子交換反應器內，廢水中的陽(yáng)離子與陽(yáng)離子交換劑的H+進(jìn)行交換，酸化廢水，自動(dòng)調節陽(yáng)離子交換反應器內廢水的pH值；監測陽(yáng)離子交換反應器內廢水的pH：當pH>5時(shí)，繼續留在陽(yáng)離子交換反應器內進(jìn)行離子交換反應；當pH自調節至3-5范圍內時(shí)，將陽(yáng)離子交換反應器出水送入填充有鐵碳填料的多相催化氧化反應器中，同時(shí)向多相催化氧化反應器中投入氧化劑并進(jìn)行曝氣，進(jìn)行多相催化氧化反應；多相催化氧化反應器出水送入后反應池，向后反應池內投加堿液和混凝劑；后反應池出水送入沉淀池進(jìn)行沉淀處理后達標排放。
2.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述陽(yáng)離子交換劑為氫型強酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。
3.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述陽(yáng)離子交換劑的填充高度為陽(yáng)離子交換反應器高度的75-85％。
4.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述陽(yáng)離子交換反應器具有反應器出水總管；所述陽(yáng)離子交換反應器內由豎向設置的隔板分隔為若干個(gè)反應單元；每個(gè)反應單元內均填充有陽(yáng)離子交換劑；每個(gè)反應單元均各自獨立地設置出水支管并通過(guò)該出水支管連接所述反應器出水總管，每個(gè)出水支管上各自獨立地設置出水電動(dòng)閥，所述反應器出水總管的出口接入所述多相催化氧化反應器；每個(gè)隔板上均開(kāi)設隔板出水孔，每個(gè)隔板出水孔均各自獨立地配置過(guò)水閘門(mén)，每個(gè)反應單元內均各自獨立地設置pH在線(xiàn)監測計，除最有一個(gè)反應單元外，每個(gè)反應單元的出水電動(dòng)閥和過(guò)水閘門(mén)均與該反應單元內的pH在線(xiàn)監測計相關(guān)聯(lián)；最后一個(gè)反應單元內設置浮球液位控制器，最后一個(gè)反應單元的出水電動(dòng)閥與該反應單元內的pH在線(xiàn)監測計相關(guān)聯(lián)。
5.根據權利要求4所述的工藝，其特征在于，每個(gè)反應單元獨立運行，對應反應單元內廢水pH>5時(shí)，廢水進(jìn)入下一反應單元或繼續留在該反應單元內進(jìn)行離子交換；當對應反應單元內廢水的pH自調節至3-5范圍內時(shí)，該反應單元出水直接送入填充有鐵碳填料的多相催化氧化反應器中。
6.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述多相催化氧化反應器鐵碳填料的填充體積為反應器體積的20-30％。
7.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述氧化劑為質(zhì)量分數25-30％的H2O2；所述多相催化氧化反應器內氧化劑的投加量為多相催化氧化反應器內廢水體積的0.3‰-0.5‰；所述多相催化氧化反應器內的反應時(shí)間為20-40min。
8.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述后反應池內投加堿液調節廢水的pH至7-8；所述混凝劑為聚丙烯酰胺；所述后反應池內混凝劑的投加量為0.1-1mg/L。
發(fā)明內容
本申請提供一種自調酸度的多相催化氧化深度處理廢水的工藝，將陽(yáng)離子交換與多相催化氧化相結合，有機糅合了誘發(fā)、催化和協(xié)同效應，通過(guò)陽(yáng)離子交換、電子轉移、加成反應，破鏈斷鍵，在無(wú)需外加酸調酸度的情況下，能夠實(shí)現對廢水中污染物COD的快速高效去除，同時(shí)廢水中的色度、氨氮、Ca2+、Mg2+有一定的去除效果，并殺死病原微生物，達到凈化水質(zhì)、降低出水指標的目的。且對于高鹽有機廢水具有顯著(zhù)改善其可生化性的功效。
一種自調酸度的多相催化氧化深度處理廢水的工藝，包括：
生化出水經(jīng)過(guò)濾處理后送入填充有陽(yáng)離子交換劑的陽(yáng)離子交換反應器中，在陽(yáng)離子交換反應器內，廢水中的陽(yáng)離子與陽(yáng)離子交換劑的H+進(jìn)行交換，酸化廢水，自動(dòng)調節陽(yáng)離子交換反應器內廢水的pH值；
監測陽(yáng)離子交換反應器內廢水的pH：當pH>5時(shí)，繼續留在陽(yáng)離子交換反應器內進(jìn)行離子交換反應；當pH自調節至3-5范圍內時(shí)，將陽(yáng)離子交換反應器出水送入填充有鐵碳填料的多相催化氧化反應器中，同時(shí)向多相催化氧化反應器中投入氧化劑并進(jìn)行曝氣，進(jìn)行多相催化氧化反應；
多相催化氧化反應器出水送入中和池，同時(shí)向中和池內投加堿液；
中和池出水送入后反應池，向后反應池內投加混凝劑；
后反應池出水送入沉淀池進(jìn)行沉淀處理后達標排放。
以下還提供了若干可選方式，但并不作為對上述總體方案的額外限定，僅僅是進(jìn)一步的增補或優(yōu)選，在沒(méi)有技術(shù)或邏輯矛盾的前提下，各可選方式可單獨針對上述總體方案進(jìn)行組合，還可以是多個(gè)可選方式之間進(jìn)行組合。
可選的，所述的過(guò)濾處理為砂濾。
可選的，所述陽(yáng)離子交換劑為氫型強酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。廢水中的NH4+、Ca2+、Mg2+等陽(yáng)離子與交換劑中的H+進(jìn)行交換，交換劑吸附NH4+、Ca2+、Mg2+等陽(yáng)離子的同時(shí)交換出的大量H+酸化廢水。
可選的，所述陽(yáng)離子交換劑的填充高度為陽(yáng)離子交換反應器高度的75-85％。
可選的，所述陽(yáng)離子交換反應器具有反應器出水總管；所述陽(yáng)離子交換反應器內由豎向設置的隔板分隔為若干個(gè)反應單元；
每個(gè)反應單元內均填充有陽(yáng)離子交換劑；每個(gè)反應單元均各自獨立地設置出水支管并通過(guò)該出水支管連接所述反應器出水總管，每個(gè)出水支管上各自獨立地設置出水電動(dòng)閥，所述反應器出水總管的出口接入所述多相催化氧化反應器；
每個(gè)隔板上均開(kāi)設隔板出水孔，每個(gè)隔板出水孔均各自獨立地配置過(guò)水閘門(mén)，每個(gè)反應單元內均各自獨立地設置pH在線(xiàn)監測計，除最有一個(gè)反應單元外，每個(gè)反應單元的出水電動(dòng)閥和過(guò)水閘門(mén)均與該反應單元內的pH在線(xiàn)監測計相關(guān)聯(lián)；
最后一個(gè)反應單元內設置浮球液位控制器，最后一個(gè)反應單元的出水電動(dòng)閥與該反應單元內的pH在線(xiàn)監測計相關(guān)聯(lián)。
可選的，每個(gè)反應單元獨立運行，對應反應單元內廢水pH>5時(shí)，廢水進(jìn)入下一反應單元或繼續留在該反應單元內進(jìn)行離子交換；當對應反應單元內廢水的pH自調節至3-5范圍內時(shí)，將該反應單元出水直接送入填充有鐵碳填料的多相催化氧化反應器中。
可選的，所述多相催化氧化反應器內底部設置第一曝氣盤(pán)，所述第一曝氣盤(pán)外接第一曝氣泵；所述第一曝氣盤(pán)上方設置所述鐵碳填料。
可選的，所述鐵碳填料的填充體積為反應器體積的20-30％。
進(jìn)一步地，所述鐵碳填料與反應器體積比為1：3。
可選的，所述氧化劑為質(zhì)量分數25-30％的H2O2；所述多相催化氧化反應器內氧化劑的投加量為多相催化氧化反應器內廢水體積的0.3‰-0.5‰；所述多相催化氧化反應器內的反應時(shí)間為20-40min。
進(jìn)一步地，所述氧化劑為質(zhì)量分數27.5％的H2O2。
多相催化氧化反應器中曝氣采用空氣曝氣，氣體產(chǎn)生攪拌作用的同時(shí)其中的O2參與調動(dòng)•OH的鏈式反應。產(chǎn)生的活性自由基為•OH、•O、•O2和•H2O。
可選的，所述后反應池內投加堿液調節廢水的pH至7-8。
可選的，所述混凝劑為聚丙烯酰胺；所述后反應池內混凝劑的投加量為0.1-1mg/L。進(jìn)一步地，所述后反應池內混凝劑的投加量為0.5mg/L。
可選的，所述后反應池內底部設置第二曝氣盤(pán)，所述第二曝氣盤(pán)外接第二曝氣泵；所述混凝劑為聚丙烯酰胺；所述后反應池內混凝劑的投加量為0.1-1mg/L。
進(jìn)一步地，監測陽(yáng)離子交換反應器內廢水的pH：當pH>4時(shí)，繼續留在陽(yáng)離子交換反應器內進(jìn)行離子交換反應；當pH自調節至3-4范圍內時(shí)，將陽(yáng)離子交換反應器出水送入填充有鐵碳填料的多相催化氧化反應器中；最優(yōu)選，當pH自調節至4時(shí)，將陽(yáng)離子交換反應器出水送入填充有鐵碳填料的多相催化氧化反應器中。
與現有技術(shù)相比，本申請至少具有如下有益效果之一：
(1)本申請提供的一種自調酸度的多相催化氧化深度處理廢水的工藝，將陽(yáng)離子交換與多相催化氧化相結合，利用廢水中Ca2+、Mg2+、NH4+等陽(yáng)離子與交換柱中H+交換使廢水呈酸性的特點(diǎn)，在不用外加酸性物質(zhì)調酸的情況下，就能夠為后續的多相催化氧化反應提供酸性環(huán)境，在酸性和曝氣條件下讓廢水通過(guò)專(zhuān)用微電解填料，并添加H2O2作為氧化劑，發(fā)生反應產(chǎn)生具有強氧化性的羥基自由基，從而促進(jìn)大分子有機物降解為小分子，達到去除有機物的目的。
(2)本申請提供的一種自調酸度的多相催化氧化深度處理廢水的工藝，由于大部分污染物質(zhì)被轉化成為二氧化碳和水，部分物質(zhì)直接礦化，產(chǎn)泥量大大減少；產(chǎn)生的污泥主要為無(wú)機物，極易脫水。
(3)本申請提供的一種自調酸度的多相催化氧化深度處理廢水的工藝，將陽(yáng)離子交換與多相催化氧化相結合，不僅能夠有效實(shí)現有機物和色度的去除，而且能夠同步實(shí)現對鹽分、氨氮和硬度的去除，為復雜難生物降解的廢水提供了處理工藝。
（發(fā)明人：王子洲;蔣炎紅;胡正峰;董敏峰;鄭柳青;梅榮武;周?chē)纾?/p>
