CN104609613A - 一种催化剂废水处理装置及方法 - Google Patents

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肖东
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陈宝生
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Abstract

本发明涉及一种高悬浮物催化剂废水处理装置，所述处理装置依次连接电化学反应池、斜管沉淀池、多介质过滤池和滤后水池；还公开了使用催化剂废水装置处理高悬浮物催化剂废水的方法：(1)在电化学反应池中，对高悬浮物催化剂废水进行电絮凝处理，处理完毕调节pH值，得到出水I；(2)出水I进入斜管沉淀池沉降，得到出水II；(3)出水II进入多介质过滤池进行过滤，得到出水III；(4)出水III进入滤后水池储存、排除或回用。本发明采用电化学絮凝反应处理高悬浮物催化剂废水，无需投加絮凝剂，可以有效降低催化剂废水中的悬浮物、浊度、硬度，保证后续工艺出水的稳定性，满足达标排放的要求。

Description

一种催化剂废水处理装置及方法
技术领域
本发明属于水处理领域，具体涉及一种催化剂废水处理装置及方法。
背景技术
随着我国石油化工技术的发展与进步，催化剂的品种日渐增多，生产规模相应扩大，而且我国的市场经济日渐完善，环保要求日益严格，要求我们提高催化剂的生产效率，减少废水的排放。催化剂污水属高悬浮物、高氨氮废水、且含硅铝凝胶，不易沉淀，由于技术和经济等原因，中石油化工行业催化剂厂工艺废水一直未得到有效的处理，如不加处理，直接影响到中石油化工行业的排污水合格率。
催化剂废水是具有高浓度有机物、含硫物、含酚的废水，属于高悬浮物、高氨氮废水，且其含有硅铝凝胶，不易沉淀，造成现有工艺二沉池出水悬浮物偏高，生化系统填料极易堵塞，影响系统处理效果，出水水质易出现波动。
传统处理催化剂废水的方法主要为加药絮凝，通过在一沉池投加聚合铝或聚丙烯酰胺絮凝剂而絮凝沉淀，此法投加药剂量大，会产生大量污泥，运行成本更高。电化学一体化装置占地面积小、操作简单、自动化程度高，比传统加药絮凝优势大。
因此，本领域需要开发一种电化学处理催化剂废水的装置及方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电化学处理催化剂废水的装置及方法。
本发明具体通过如下方案实现：
一种催化剂废水处理装置，所述处理装置依次连接电化学反应池、斜管沉淀池、多介质过滤池和滤后水池；
其中，电化学反应池的出口连接斜管沉淀池入口，斜管沉淀池出口连接多介质过滤池入口，多介质过滤池的出口与滤后水池入口连接；
其中，电化学反应池、斜管沉淀池、多介质过滤池底部均设有排泥斗；
其中，电化学反应池中通过脉冲电源连接有能够析出三价铝离子和三价铁离子的电化学反应器。
本发明电化学反应池、斜管沉淀池、多介质过滤池三个单元为一体化结构。
优选地，所述电源可倒极。
优选地，所述电化学反应器为铁、铝的改性基材或铁铝合金基材。
所述电化学反应器形状为板式电化学反应器、棒状电化学反应器或网格状电化学反应器。
本发明提供的催化剂废水的处理方法通过如下方案实现：
所述催化剂废水的处理方法使用前述催化剂废水处理装置进行，具体步骤为：
(1)在电化学反应池中，对催化剂废水进行电絮凝处理，处理完毕调节pH值，得到出水I；
(2)出水I进入斜管沉淀池沉降，得到出水II；
(3)出水II进入多介质过滤池进行过滤，得到出水III；
(4)出水III进入滤后水池储存、排除或回用；
可选地，(5)滤后水池的水进入电化学反应池、斜管沉淀池、多介质过滤池，对其进行反洗。
本发明采用催化剂废水处理装置对催化剂废水进行处理，催化剂废水进入电化学反应池，通过脉冲电源连接电化学反应器使阳极析出三价铝离子或三价铁离子，与电解水产生的OH-生成高效絮凝剂Fe(OH)3或Al(OH)3，电絮凝后的出水加入碱液进行pH调节，絮凝剂吸附的基团继续黏贴吸附、碰撞形成更大的吸附基团，经过静置沉降进入到斜管沉淀池进一步沉降，沉降后的出水进入多介质过滤池过滤，过滤池的清水进入滤后水池用于过滤池的反洗，各个单元底部都会设置排泥斗，积攒的泥定期通过阀门开关控制排出，定期进行反洗。
本发明所述催化剂废水的处理方法的工作原理为：
催化剂废水进水由增压泵进入电化学反应池；电化学反应池中的铁或铝电化学反应器在脉冲电源作用下，Fe3+或Al3+析出，与电解过程中生成的OH-结合形成絮凝剂Fe(OH)3或Al(OH)3，通过投加碱液调节水质pH值使水中钙镁离子沉淀析出。其电化学反应式为：
H2O→H++OH-
Ca2++OH-+HCO3 -→CaCO3+H2O
Mg2++2OH-→Mg(OH)2
阳极：Fe-3e→Fe3+；Al-3e→Al3+
Fe3++3OH-→Fe(OH)3↓；Al3++3OH-→Al(OH)3↓
阴极：2H++2e→H2。
本发明步骤(1)所述pH值≥9，例如10、11、12等。
优选地，步骤(1)所述调节pH值通过氢氧化钠溶液进行。
优选地，催化剂废水在电化学反应池停留时间t≥3min。
优选地，所述电絮凝处理的电源电流I≥10A，电源电压U≥5V。
优选地，所述催化剂废水的通入量为2m3/h～350m3/h。
所述催化剂废水悬浮物浓度SS≥8000mg/L。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明采用电化学絮凝反应处理催化剂废水，无需投加絮凝剂，可以有效降低催化剂废水中的悬浮物、浊度、硬度，保证后续工艺出水的稳定性，满足达标排放的要求；
(2)降低了二沉池出水及最终产水的悬浮物、浊度含量，降低进生化系统进水的悬浮物含量；
(3)废水处理能力高达350m3/h。
附图说明
图1是本发明所述催化剂废水处理方法的工艺过程示意图。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
一种催化剂废水处理装置，所述处理装置依次连接电化学反应池、斜管沉淀池、多介质过滤池和滤后水池；
其中，电化学反应池的出口连接斜管沉淀池入口，斜管沉淀池出口连接多介质过滤池入口，多介质过滤池的出口与滤后水池入口连接；
其中，电化学反应池、斜管沉淀池、多介质过滤池底部均设有排泥斗；
其中，电化学反应池中通过脉冲电源连接有能够析出三价铝离子和三价铁离子的电化学反应器；
所述电化学反应器为铁、铝的改性基材或铁铝合金基材；
所述电化学反应器形状为板式电化学反应器、棒状电化学反应器或网格状电化学反应器。
实施例1
一种催化剂废水的处理方法，使用前述催化剂废水处理装置进行，所述催化剂废水来自中国石油某石化公司污水处理厂的生产废水和炼油系统排出的高浓度有机、含硫、含酚废水，所述催化剂废水属高悬浮物、高氨氮废水、且含硅铝凝胶，不易沉淀，造成现有工艺二沉池出水悬浮物偏高，生化系统填料极易堵塞，影响系统处理效果，出水水质易出现波动；
使用本发明提供的催化剂废水处理装置进行所述催化剂废水处理，包括如下步骤：
(1)催化剂废水通入到化学反应池中，对催化剂废水进行电化学处理，得到出水I；
(2)出水I进入斜管沉淀池沉降，得到出水II；
(3)出水II进入多介质过滤池进行过滤，得到出水III；
(4)出水III进入滤后水池储存、排除或回用；
可选地，(5)滤后水池的水进入多介质过滤池，对其进行反洗；
可选地，(6)通过排泥斗将电化学反应池、斜管沉淀池、多介质过滤池积攒的污泥排除。
图1是本发明所述催化剂废水处理方法的工艺过程示意图。
取未处理的催化剂废水和产水池中的储存水进行检测，检测指标如表1所示：
表1进水/出水水质指标平均值
项目 进水水质 出水水质 去除率％
pH 6～11 10～11 ——
悬浮物SS(mg/L) 2880 20 99.3
浊度(NTU) 1453 4 99.7
硬度(mg/L) 278 50 82
电导率(ms/cm) 26.92 28.58 ——
氨氮(mg/L) 101 67 33.7
从表1可以看出，使用本发明提供的催化剂废水处理装置处理催化剂废水出水悬浮物和浊度可去除达到99％，硬度去除率在82％，出水水质好。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (9)

1.一种催化剂废水处理装置，其特征在于，所述处理装置依次连接电化学反应池、斜管沉淀池、多介质过滤池和滤后水池；
其中，电化学反应池的出口连接斜管沉淀池入口，斜管沉淀池出口连接多介质过滤池入口，多介质过滤池的出口与滤后水池入口连接；
其中，电化学反应池、斜管沉淀池、多介质过滤池底部均设有排泥斗；
其中，电化学反应池中通过脉冲电源连接有能够析出三价铝离子和三价铁离子的电化学反应器。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电源可倒极。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述电化学反应器为铁、铝的改性基材或铁铝合金基材；
所述电化学反应器形状为板式电化学反应器、棒状电化学反应器或网格状电化学反应器。
4.一种催化剂废水的处理方法，其特征在于，所述方法使用权利要求1～3之一所述的催化剂废水处理装置进行，具体步骤为：
(1)在电化学反应池中，对催化剂废水进行电絮凝处理，处理完毕调节pH值，得到出水I；
(2)出水I进入斜管沉淀池沉降，得到出水II；
(3)出水II进入多介质过滤池进行过滤，得到出水III；
(4)出水III进入滤后水池储存、排除或回用；
可选地，(5)滤后水池的水进入多介质过滤池，对其进行反洗。
5.如权利要求4所述的处理方法，其特征在于，步骤(1)所述pH值≥9；
优选地，步骤(1)所述调节pH值通过氢氧化钠溶液进行。
6.如权利要求4或5所述的处理方法，其特征在于，催化剂废水在电化学反应池停留时间t≥3min。
7.如权利要求4～6之一所述的处理方法，其特征在于，所述电絮凝处理的电源电流I≥10A，电源电压U≥5V。
8.如权利要求4～7之一所述的处理方法，其特征在于，所述催化剂废水的通入量为2m3/h～350m3/h。
9.如权利要求4～8之一所述的处理方法，其特征在于，所述催化剂废水悬浮物浓度SS≥8000mg/L。
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