CN101386439A - 一种低温常压催化氧化处理有机废水的工艺方法 - Google Patents

Abstract

一种低温常压催化氧化处理有机废水的工艺方法，其特征在于：在整个工艺流程中，设置了调节池、加热系统、催化氧化反应器、气液分离系统、过滤系统和反冲洗系统；包括以下工艺过程；污水经格栅截留固态物质后进入调节池，调节污水的pH在6－8，进入加热系统加热到反应温度40～80℃，再与由曝气系统输送的空气，气水比范围为5∶1～20∶1；充分混合，经过加热混气处理的污水进入催化氧化反应器与裂化和开环功能催化剂充分混合；催化剂投加量范围为0.5～5％，控制反应时间为1～4h，经过吸附富集催化氧化作用；使CODcr和色度等污染物的去除率大于80％。

Description

一种低温常压催化氧化处理有机废水的工艺方法

技术领域 本发明涉及污水处理技术领域，具体地说是一种在低温常压条件下催化氧化法处理炼油、石化与纺织等行业难降解有机废水的工艺方法，可用于废水的二级处理和深度处理。

背景技术 目前，处理炼油、石化与纺织等行业难降解有机废水是废水治理的重点与难点。这些废水中主要有二甲苯、氨氮、环氧乙烷等污染物，传统生化等处理工艺很难使其达标排放，即便是能达标排放标准的外排水也很难满足回用的要求。

在众多处理方法中，湿式催化氧化处理是一种较为有效的方法。湿式催化氧化处理技术是在一定的温度(170～300℃)、高压(1.0～10MPa)下，在催化剂作用下，用空气或氧气将废水中的氨氮和有机污染物氧化，最终转化成无害物质N₂和CO₂排放。具有处理效率高，二次污染低，氧化速度快，装置体积小等优点。因此，湿式催化氧化工艺在处理高浓度难降解有机废水方面有其独特的优势。国际上，经过几十年的发展，湿式催化氧化技术已成功用于造纸废水、农药废水、香料废水、焦化废水、染料废水和含氰废水的处理。在中国国内，目前还很少有工业化的处理设施。据报道，只有上海宝钢焦炉气洗涤液废水是采用了湿式氧化技术，但还是日本进口的，而且处理成本较高。

发明内容 本发明由多种组分混合型过渡金属元素Cu、Co、Cr、Ni、Mn、Fe、Mo作为氧化活性主剂元素，由稀土Ce、Pa、La及Ti金属元素作为氧化活性助剂元素；来组成裂化和开环功能催化剂，获得了针对有机废水的较高的氧化催化活性和表面活性，使其具有较强的，可将炼油、焦化废水中难降解有机化合物的环链打开，并进一步得到氧化降解。利用不同规格的γ-Al₂O₃作为废水处理催化剂的载体，并有效的利用其孔结构可调的特性，将催化剂孔道制成多孔道型，增大了其与废水的接触面积，这样可利于大分子有机物在催化剂孔道内的富集，加快催化反应的速率。在此基础上，本发明开发了低温常压催化氧化处理有机废水工艺方法的系统工艺流程。

本发明为一种低温常压催化氧化处理有机废水的工艺方法，其特征在于：

1.在整个工艺流程中，设置了调节池、加热系统、催化氧化反应器、气液分离系统、过滤系统和反冲洗系统；

2.整个工艺流程中，包括以下工艺过程；

污水经格栅截留较大颗粒污染物和大部分纤维等固态物质后进入调节池，同时调节池设置了pH自动调节装置，根据所需优化调节污水的pH，视废水所含有机污染物种类而定，pH范围在6-8，加入的pH调节剂为常规酸碱，选自盐酸、硫酸、氢氧化钠等。

污水通过调节池调节pH后进入加热系统加热到反应温度40～80℃，再与由曝气系统输送的空气，气水比范围为5：1～20：1；充分混合，经过加热混气处理的污水进入催化氧化反应器与裂化和开环功能催化剂充分混合；催化剂投加量范围为0.5～5％，控制反应时间为1～4h，经过吸附富集催化氧化作用；使CODcr和色度等污染物的去除率均大于80％，从而达到去除污染物的目的。

经催化氧化反应器处理后的污水进入气液分离系统，分离后的污水再进入过滤系统，后出水可达标排放或回用；

当设备运行一段时间后，需对其进行反冲洗处理，反洗用水使用过滤系统的过滤出水，反洗同时可加入空气有助于提高反洗效率。

下面通过表1把传统湿式催化氧化处理工艺和本项发明工艺进行对比。

表1 催化氧化深度处理技术工艺对比

 

	传统湿式催化氧化处理工艺	发明的低温常压催化氧化处理工艺
			反应温度	高温(170～300℃)	低温(40℃～80℃)
反应压力	高压(1.0～10MPa)	常压(一个大气压)
			氧化剂种类	臭氧，过氧化氢等强氧化剂，成本较高	以空气为氧化剂，只需曝气，节省了药剂成本

该工艺根据所处理废水水质，选用针对性较强的新型裂化和开环功能催化剂，同时在较经济合理的试验条件下(催化剂最佳投加量、最佳停留时间、最优气水比、最佳反应pH和较合适的反应温度等)进行催化氧化处理，废水经该工艺处理后，CODcr和色度的去除率均可达80％以上，其它污染物也能得到很好的去除，从而达到去除污染物的目的。

本发明所使用的催化剂在低温(40～80℃)、常压下就可起到催化作用，而通常湿式催化氧化反应需要在高温(170～300℃)、高压(1.0～10MPa)的条件下才能进行。本发明在不添加其它任何氧化剂，就可对炼油、石化和纺织等行业难降解有机废水有较好的处理效果。同时，由于本工艺不产生污泥，与传统生化处理相比二次污染少，占地省。因此，不仅可以减少排污，还有效的解决了水资源的紧张状况，实现废水资源化再利用，对于促进我国经济的可持续发展及节水型城市建设具有十分重要的意义。

附图说明

附图1：为本发明一种低温常压催化氧化处理有机废水工艺方法的工艺流程示意图；

1为原水池，2为格栅，3为调节池，4为提升泵，5为空气储罐，6为风机，7为加热器，8为催化氧化反应器，9为反洗泵，10为气液分离器，11为过滤器，12为排气，13为净化水排放。

具体实施方式

实施例1、

主要废水水质如下：

 

项目	CODcr(mg/L)	BOD(mg/L)	色度(倍)
				含量	200	50	200

上述废水经格栅截留较大颗粒污染物和大部分纤维等固态物质后进入调节池，加入适量氢氧化钠溶液把pH调节到8，裂化和开环功能催化剂投加量为1％，同时在气水比为5：1和反应温度为80℃试验条件下，反应2h，最终主要出水水质如下表：

经过该发明所述工艺处理后出水水质如下表：

 

项目	CODcr(mg/L)	BOD(mg/L)	色度(倍)
				含量	40	20	30

实施例2、

主要废水水质如下：

 

项目	CODcr(mg/L)	BOD(mg/L)	色度(倍)
				含量	800	200	600

上述废水经格栅截留较大颗粒污染物和大部分纤维等固态物质后进入调节池，加入适量稀硫酸溶液把pH调节到5，裂化和开环功能催化剂投加量为3％，同时在气水比为15：1和反应温度为40℃试验条件下，反应4h，最终主要出水水质如下表：

经过该发明所述工艺处理后出水水质如下表：

 

项目	CODcr(mg/L)	BOD(mg/L)	色度(倍)
				含量	150	40	100

实施例3、

主要废水水质如下：

 

项目	CODcr(mg/L)	BOD(mg/L)	色度(倍)
				含量	180	60	100

上述废水经格栅截留较大颗粒污染物和大部分纤维等固态物质后进入调节池，加入适量稀硫酸溶液把pH调节到6，裂化和开环功能催化剂投加量为2％，同时在气水比为10：1和反应温度为60℃试验条件下，反应3h，最终主要出水水质如下表：

经过该发明所述工艺处理后出水水质如下表：

 

项目	CODcr(mg/L)	BOD(mg/L)	色度(倍)
				含量	35	20	20

Claims (1)

1、一种低温常压催化氧化处理有机废水的工艺方法，其特征在于：

1.在整个工艺流程中，设置了调节池、加热系统、催化氧化反应器、气液分离系统、过滤系统和反冲洗系统；

2.整个工艺流程中，包括以下工艺过程；

污水经格栅截留较大颗粒污染物和大部分纤维等固态物质后进入调节池，同时调节池设置了pH自动调节装置，根据所需优化调节污水的pH，视废水所含有机污染物种类而定，pH范围在6-8，加入的pH调节剂为常规酸碱，选自盐酸、硫酸、氢氧化钠；

污水通过调节池调节pH后进入加热系统加热到反应温度40～80℃，再与由曝气系统输送的空气充分混合，气水比范围为5：1～20：1；经过加热混气处理的污水进入催化氧化反应器与裂化和开环功能催化剂充分混合；催化剂投加量范围为0.5～5％，控制反应时间为1～4h，经过吸附富集催化氧化作用；使CODcr和色度等污染物的去除率大于80％；

经催化氧化反应器处理后的污水进入气液分离系统，分离后的污水再进入过滤系统，后出水可达标排放或回用；

当设备运行一段时间后，需对其进行反冲洗处理，反洗用水使用过滤系统的过滤出水，反洗同时加入空气以提高反洗效率。

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