CN104355446A - 一种化工制药废水预处理强化装置及其强化处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种化工制药废水预处理强化装置，包括顺序连通的强化混凝反应池、第一竖流式沉淀池、多相芬顿氧化反应器、臭氧氧化处理系统和第二竖流式沉淀池。同时公开了其强化处理方法。本发明所述的多相芬顿氧化法相比传统的均相芬顿法适宜pH值更广，氧化反应速率更快，降解效果更好，同时可为臭氧提供催化剂铁离子；而臭氧对水中有机污染物有强烈的氧化降解作用，可将复杂的有机污染物转化为简单有机物，实现脱色、脱臭、降COD和提高可生物降解性等功能，且臭氧与有机污染物反应时具有速度快、效果好、无二次污染，可就地生产，原料易得的优势，且多相芬顿氧化法和臭氧氧化形成有机耦合，可有效强化化工制药废水的预处理效果。

Description

一种化工制药废水预处理强化装置及其强化处理方法
技术领域
本发明涉及一种化工制药废水预处理强化装置及强化方法，属于污水装置技术领域。
背景技术
化工制药行业的废水往往有机物浓度非常高，而且废水大多有毒有害，在工业水处理领域属于难处理的废水之一，给制药企业的环保及节能减排造成极大压力。目前，国内外还没有一些可以普遍推广的处理工艺，现在常见的组合工艺有：物理化学法预处理加生物处理、电化学预处理加生物处理、厌氧预处理加常规生物处理等。
近年来，国内研究人员对化工制药废水进行了不少研究，现有文献中专利ZL03256249.7公开了一种医药化工废水二级氧化处理装置，该装置利用不同氧化剂对有机废水的不同氧化机理和氧化效果，采用二级氧化技术设计而成，以提高处理后出水的BOD/COD之比和CODcr的去除率，有利于后续生化处理，使难生物降解的医药化工废水得到有效处理。CN 103342416 A公开了一种用于医药化工废水行业的无钢制罐底厌氧反应器，厌氧反应器无钢制罐底，直接利用钢砼混凝土基础作为罐底，更好的解决了二次密封，防渗漏，即简化了二次密封方法，又能保证100%不渗漏。CN 103011533 A公开了一种医药化工废水处理装置及其处理方法，该处理装置是由依次连接的竖流式混凝沉淀池、催化零价双金属填料塔、类芬顿反应器、厌氧MBBR池、好氧MBBR池、固液分离系统组成；该处理方法是催化零价双金属-类芬顿-MBBR法耦合处理的方法，医药化工废水经过本发明的废水处理方法处理，能稳定达到新的医药化工行业废水排放标准。CN 102399729 A公开了一种处理含丙酮医药化工废水的微生物菌剂及其应用，假单胞菌XHC（CGCC No.5106）能将医药化工行业废水中的丙酮降解70%以上，适合在产生含有丙酮的医药化工废水的工厂中使用。
从目前的研究现状和工程实践分析化工制药废水的处理工艺上还存在一些问题，过多的考虑整体工艺或方法对化工制药废水的处理，而没有从预处理的角度来考虑强化化工制药废水的处理。化工制药废水的预处理的效果往往会影响废水最终的处理结果，而以现有的传统技术和工艺方法尚不能达到理想的预处理效果，所以需要全新的技术工艺来提高废水的预处理效果，从而使后续的处理更顺利。同时随着《化学合成类制药工业水污染物排放标准》（GB 21904－2008）的执行，既有的化工制药废水处理技术已满足不了新的环境排放标准，各化工制药企业的废水处理站都存在旧废水处理技术升级及工艺提标的问题，这就使得我们不得不重视化工制药废水的预处理效果，以此来保证后续生化阶段的正常运行和效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种预处理效果好、反应速度快的化工制药废水预处理强化装置及其处理方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种化工制药废水预处理强化装置，其特征在于，包括顺序连通的强化混凝反应池、第一竖流式沉淀池、多相芬顿氧化反应器、臭氧氧化处理系统和第二竖流式沉淀池。
进一步，所述的强化混凝反应池内还设置有加药系统。
而所述的多相芬顿氧化反应器中填料床为载铁多相芬顿催化氧化剂。
且所述的臭氧氧化处理系统包括臭氧氧化反应池、臭氧发生器、微孔曝气盘，微孔曝气盘设置在臭氧氧化反应池的底部，而臭氧发生器则设置在臭氧氧化反应池的上部，并与臭氧氧化反应池连通。
此外，一种利用上述的化工制药废水预处理强化装置进行化工制药废水的强化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）首先将化工制药废水注入强化混凝反应池，在强化混凝反应池中通过加药系统投加混凝剂，强化混凝反应池中的水力停留时间为5-10min；
（2）强化混凝反应池中的出水进入第一竖流式沉淀池，第一竖流式沉淀池中的水力停留时间为2.5-3h；
（3）第一竖流式沉淀池的出水进入多相芬顿氧化反应器，多相芬顿氧化反应器采用载铁多相芬顿催化氧化剂组成填料床，且在多相芬顿氧化反应器内加入H2O2，反应pH值控制为3-6，水力停留时间为1-1.2h；
（4）多相芬顿氧化反应器的出水进入臭氧氧化处理系统，气源为空气，臭氧发生器产生臭氧（O3），并向臭氧氧化反应池的废水中充入臭氧，且所述的微孔曝气盘曝气，废水在臭氧氧化反应池的停留时间为20-40min；
（5）臭氧氧化处理系统的出水进入第二竖流式沉淀池，第二竖流式沉淀池的水力停留时间为1-2h，完成化工制药废水的强化预处理。
更进一步，所述的混凝剂包括混凝剂由聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）。且所述的聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的质量比为1:1。
此外，所述的混凝剂的加入量为150-200g/（m3废水）。
本发明的有益效果为：本发明所述的多相芬顿氧化法相比传统的均相芬顿法适宜pH值更广，氧化反应速率更快，降解效果更好，同时多相芬顿氧化法可为臭氧提供催化剂铁离子；而臭氧（O3）对水中有机污染物有强烈的氧化降解作用，可将复杂的有机污染物转化为简单有机物，实现脱色、脱臭、降COD和提高可生物降解性等功能，并且臭氧与有机污染物反应时具有速度快、效果好、无二次污染，可就地生产，原料易得等优点；此外，多相芬顿氧化法和臭氧（O3）氧化形成有机耦合，可有效强化化工制药废水的预处理效果。
附图说明
图1为本发明一实施例的工艺流程图；
图2为本发明一实施例的结构示意图。
图中主要附图标记含义为：
1、强化混凝反应池     2、第一竖流式沉淀池   3、多相芬顿氧化反应器  
4、臭氧氧化处理系统   5、第二竖流式沉淀池。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例详细说明本发明。
图1为本发明一实施例的工艺流程图；图2为本发明一实施例的结构示意图。
如图1和图2所示：化工制药废水预处理强化装置，包括顺序连通的强化混凝反应池1、第一竖流式沉淀池2、多相芬顿氧化反应器3、臭氧氧化处理系统4和第二竖流式沉淀池5。其中，强化混凝反应池1内还设置有加药系统，多相芬顿氧化反应器3中填料床为载铁多相芬顿催化氧化剂，且所述的臭氧氧化处理系统4包括臭氧氧化反应池、臭氧发生器、微孔曝气盘，微孔曝气盘设置在臭氧氧化反应池的底部，而臭氧发生器则设置在臭氧氧化反应池的上部，并与臭氧氧化反应池连通。
实施例1：
利用上述的化工制药废水预处理强化装置进行化工制药废水的强化处理方法，包括以下步骤：
（1）首先将化工制药废水注入强化混凝反应池1，在强化混凝反应池1中通过加药系统投加混凝剂，，所述的混凝剂包括混凝剂由聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM），且所述的聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的质量比为1:1，此外，所述的混凝剂的加入量为180g/（m3废水），强化混凝反应池中的水力停留时间为8min；
（2）强化混凝反应池1中的出水进入第一竖流式沉淀池2，第一竖流式沉淀池2中的水力停留时间为2.5h；
（3）第一竖流式沉淀池2的出水进入多相芬顿氧化反应器3，多相芬顿氧化反应器3采用载铁多相芬顿催化氧化剂组成填料床，且在多相芬顿氧化反应器3内加入H2O2，反应pH值控制为4，水力停留时间为1h，H2O2的投加量根据多相芬顿反应器进水浓度计算确定；
（4）多相芬顿氧化反应器3的出水进入臭氧氧化处理系统4，气源为空气，臭氧发生器产生臭氧（O3），并向臭氧氧化反应池的废水中充入臭氧，且所述的微孔曝气盘曝气，废水在臭氧氧化反应池的停留时间为30min；
（5）臭氧氧化处理系统4的出水进入第二竖流式沉淀池5，第二竖流式沉淀池5的水力停留时间为1.5h，完成化工制药废水的强化预处理。
 
实施例2：
与实施例1的步骤和反应条件基本相同，所不同的是，步骤（3）中多相芬顿氧化反应器3中的pH值控制为5。
 
实施例3：
与实施例1的步骤和反应条件基本相同，所不同的是，步骤（4）中臭氧氧化反应池的停留时间为40min。
 
实施例4：
利用上述的化工制药废水预处理强化装置和方法处理含硝基苯、二硝基甲苯的化工制药废水，具体的强化处理方法包括以下步骤：
（1）首先将化工制药废水注入强化混凝反应池1，在强化混凝反应池1中通过加药系统投加混凝剂，，所述的混凝剂包括混凝剂由聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM），且所述的聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的质量比为1:1，此外，所述的混凝剂的加入量为200g/（m3废水），强化混凝反应池中的水力停留时间为10min；
（2）强化混凝反应池1中的出水进入第一竖流式沉淀池2，第一竖流式沉淀池2中的水力停留时间为2h；
（3）第一竖流式沉淀池2的出水进入多相芬顿氧化反应器3，多相芬顿氧化反应器3采用载铁多相芬顿催化氧化剂组成填料床，且在多相芬顿氧化反应器3内加入H2O2，反应pH值控制为3，水力停留时间为1.5h；
（4）多相芬顿氧化反应器3的出水进入臭氧氧化处理系统4，气源为空气，臭氧发生器产生臭氧（O3），并向臭氧氧化反应池的废水中充入臭氧，且所述的微孔曝气盘曝气，废水在臭氧氧化反应池的停留时间为40min；
（5）臭氧氧化处理系统4的出水进入第二竖流式沉淀池5，第二竖流式沉淀池5的水力停留时间为2h，完成化工制药废水的强化预处理。
上述实施例4处理的化工废水的指标如表1所示：
表1：
由表1可知：利用本发明所述的预处理强化装置和方法进行处理的化工废水中COD、硝基苯和二硝基苯的去除率都非常高，且处理成本低，适用范围广。
本发明按照上述实施例进行了说明应当理解，上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采用等同替换或等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种化工制药废水预处理强化装置，其特征在于，包括顺序连通的强化混凝反应池、第一竖流式沉淀池、多相芬顿氧化反应器、臭氧氧化处理系统和第二竖流式沉淀池。
2.根据权利要求1所述的一种化工制药废水预处理强化装置，其特征在于，所述的强化混凝反应池内还设置有加药系统。
3.根据权利要求1所述的一种化工制药废水预处理强化装置，其特征在于，所述的多相芬顿氧化反应器中填料床为载铁多相芬顿催化氧化剂。
4.根据权利要求1所述的一种化工制药废水预处理强化装置，其特征在于，所述的臭氧氧化处理系统包括臭氧氧化反应池、臭氧发生器、微孔曝气盘，微孔曝气盘设置在臭氧氧化反应池的底部，而臭氧发生器则设置在臭氧氧化反应池的上部，并与臭氧氧化反应池连通。
5.一种利用权利要求1-4中任一项权利要求所述的化工制药废水预处理强化装置进行化工制药废水的强化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）首先将化工制药废水注入强化混凝反应池，在强化混凝反应池中通过加药系统投加混凝剂，强化混凝反应池中的水力停留时间为5-10min；
（2）强化混凝反应池中的出水进入第一竖流式沉淀池，第一竖流式沉淀池中的水力停留时间为2.5-3h；
（3）第一竖流式沉淀池的出水进入多相芬顿氧化反应器，多相芬顿氧化反应器采用载铁多相芬顿催化氧化剂组成填料床，且在多相芬顿氧化反应器内加入H2O2，反应pH值控制为3-6，水力停留时间为1-1.2h；
（4）多相芬顿氧化反应器的出水进入臭氧氧化处理系统，气源为空气，臭氧发生器产生臭氧，并向臭氧氧化反应池的废水中充入臭氧，且所述的微孔曝气盘曝气，废水在臭氧氧化反应池的停留时间为20-40min；
（5）臭氧氧化处理系统的出水进入第二竖流式沉淀池，第二竖流式沉淀池的水力停留时间为1-2h，完成化工制药废水的强化预处理。
6.根据权利要求5所述的一种化工制药废水的强化处理方法，其特征在于，所述的混凝剂包括混凝剂由聚合氯化铝和聚丙烯酰胺。
7.根据权利要求6所述的一种化工制药废水的强化处理方法，其特征在于，所述的聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的质量比为1:1。
8.根据权利要求5所述的一种化工制药废水的强化处理方法，其特征在于，所述的混凝剂的加入量为150-200g/（m3废水）。
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