CN104692569A - 一种臭氧-光波催化氧化降解废碱渣的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种炼厂废碱渣处理的方法，其工艺为：将炼厂废碱水输送入稀释罐，用水按7~15:1稀释，稀释后的废碱水送入中和罐，用中和剂调节pH值至7-9，然后送入臭氧-光波催化氧化反应器中，该反应器中装有固体催化剂和紫外线发生器，通入臭氧，废碱水与臭氧、催化剂、紫外光均匀且充分的接触并发生催化氧化反应，反应过程中产生的泡沫引至臭氧-光波催化氧化反应器顶部的破沫网内，通过破沫网进行破沫处理，反应产生的废气经破沫网顶部的排气管引至焚烧炉。经臭氧-光波催化氧化后的废碱水再送至污水处理厂进一步处理。经本发明的方法处理废碱渣，废碱渣各种成分的去除率高，大大减轻污水后续处理的难度。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种臭氧-光波催化氧化降解废碱渣的方法。
背景技术
炼油业产生的废水量大、成分复杂，是属较难治理的有机废水，特别是精制系统产生的含碱废水。其中碱的质量分数一般为5%-10%，pH在11以上，含高浓度的酚、硫化物、硫醇、环烷酸等物质，恶臭，污染及其严重，其COD也常高达5000mg/L以上，造成对后续生化系统的冲击，从而影响污水处理系统的正常运行，影响最后出水水质。
炼厂废碱渣中主要有反应残余的游离氢氧化钠、酚类、石油类、硫化物、少量环烷酸盐类，根据炼厂不同工段来源的碱渣主要包括：常一、二、三线碱渣，占总量60%左右；催化裂化汽油碱渣，占总量的10%左右，液态烃混合碱渣（初、常顶碱渣和催化柴油碱渣等），占总量的30%左右。其中游离NaOH为6%-10%，石油类为0.5%-4.0%，硫化物为1500 mg/L -7000mg/L，挥发酚为1000 mg/L -10000mg/L，COD为25000 mg/L -300000mg/L。
炼油废碱渣不仅污染物含量高，而且其可生化性也很差，目前炼油废碱渣的处理有直接处理法，物理化学方法和生物法等。但目前尚未有一个较好的处理工艺，是一种典型的难降解工业废水。
发明内容
本发明的目的在于提供一种臭氧-光波催化氧化降解废碱渣的工艺方法。
为达到以上目的，本发明的技术方案如下。
将炼厂废碱水输送入稀释罐，加水，按7~15:1稀释，稀释后的废碱水送入中和罐，用中和剂调节pH值至7-9，然后送入臭氧-光波催化氧化反应器中催化氧化，该反应器中装有固体催化剂和紫外线发生器，并且连接臭氧发生器，通入臭氧，废碱水与臭氧、催化剂、紫外光均匀且充分的接触并发生催化氧化反应，在反应过程中伴随有大量泡沫产生，将泡沫引至臭氧-光波催化氧化反应器顶部的破沫网内，通过破沫网进行破沫处理，反应产生的废气经破沫网顶部的排气管引至焚烧炉。经臭氧光波催化氧化反应后的污水再送入污水处理厂继续进行后续处理。
所述稀释后的废碱水其石油类为184-256mg/L，硫化物为100-324mg/L，挥发酚为96-560mg/L，COD为18281-30000mg/L。
所述中和剂为浓硫酸或浓盐酸。
所述臭氧-光波催化氧化反应器内包括催化氧化反应罐、紫外线发生器、固体催化剂填料、球形膜片式微孔曝气器、挡板、破沫网、臭氧发生器；其中催化氧化反应罐上方左右两边装有进水口、出水口，催化氧化反应罐上方中间位置装有破沫网，破沫网顶部装有排气管用于排出气体，紫外线发生器包括石英管和紫外灯，紫外灯设置于石英管内，紫外线发生器插设于催化氧化反应罐上方中央位置，紫外线发生器两端下方和催化氧化反应罐底部中间都装有挡板，球形膜片式微孔曝气器安装于催化氧化反应罐的底部，球形膜片式微孔曝气器上方和紫外线发生器下方铺设固体催化剂填料，微孔曝气器与催化氧化反应罐外部的臭氧发生器相连，臭氧发生器将空气转化为臭氧，通过催化氧化反应罐中的球形膜片式微孔曝气器为催化氧化反应罐提供臭氧。
所述固体催化剂为多种过度金属复合催化剂，如Mn/γ-Al2O3、Cu-Mn-Co、Mn-Ce、Cu-Zn等复合催化剂。
所述固体催化剂装填量为接触池高度的1/3。
所述臭氧浓度17.4-40.6mg/L，紫外光波长为250-260nm。
所述催化氧化反应接触时间为40~60min。
本发明采用臭氧-光波催化氧化反应器对废碱渣进行处理，臭氧在水中的分解过程是一个自由基连锁反应，在这个连锁反应产生氢氧自由基（·OH），其氧化还原电位为2.8v，它对有机物的反应几乎没有选择性，可以对大分子有机物开环、断链，使之成为较小的分子有机物，使难以降解的有机物变得易于降解，能将其完全矿化降解为CO2和H2O。
臭氧与紫外光（UV）间存在协同作用，紫外光的照射会加速臭氧的分解，不仅可诱发·OH的产生还能从反应物和一系列中间产物中产生活化态物质和自由基，加速链反应，而这些激态物质和自由基在单一的臭氧氧化过程是不会产生的，从而大大地提高臭氧的氧化能力。
固相催化剂具有高效催化活性，能够有效催化活化臭氧分子，臭氧分子在该催化剂的作用下易于分解产生如羟基自由基之类有高氧化性的自由基，从而提高臭氧的氧化效率，臭氧催化氧化过程的效率取决于催化剂及其表面性质、溶液的pH值，这些因素能影响催化剂表面活性位的性质和容易中臭氧分解反应。
采用本发明的工艺处理炼厂废碱液，石油类可去除80%以上，硫化物可去除93%以上，挥发酚可去除85%以上，COD去除率可达90%。经本发明的方法处理后的废碱液，大大承担的减轻了对后续生化处理的冲击，保证污水处理场的正常运行。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为本发明中的臭氧-光波催化氧化反应器结构图。
图中各编号所代表的意义如下：①-进水口；②-催化氧化反应槽；③-破沫网；④-紫外线发生器；⑤-固体催化剂填料；⑥-球形膜片式微孔曝气器；⑦-出水口；⑧-臭氧发生器；⑨-挡板；⑩排气管。
具体实施方式
将炼厂废碱水（游离NaOH7%、石油类3%、硫化物为3450mg/L、挥发酚为3000mg/L、COD为136000mg/L）打入稀释罐用水按10:1稀释，然后将稀释后的废碱水打入中和罐，用浓H2SO4调节pH值至8左右，然后送入臭氧-光波催化氧化反应器。
中和后的污水由进水口①进入臭氧-光催化氧化反应器，臭氧发生器⑧将空气转化为臭氧，并通过球形膜片式微孔曝气器⑥进入臭氧-光波催化氧化反应器内，臭氧-光波催化氧化反应器内装填有固体催化剂⑤（Cu-Mn-Co复合多相催化剂），废碱水与臭氧、催化剂、紫外光充分均匀接触，并发生催化氧化反应，反应过程中伴随有大量泡沫产生，将泡沫引至破沫网③内，通过破沫网③进行破沫处理。反应产生的少量废气通过③上的排气管⑩引至焚烧炉。经臭氧-光波催化氧化处理后的废碱水石油类去除82%，硫化物去除95%以上，挥发酚去除85%，COD去除93%，经臭氧-光波催化氧化后的废碱水，可生化性大大提高，再送至污水处理厂，继续进行下一步处理。
Claims (8)
1.一种臭氧-光波催化氧化降解废碱渣的方法，其特征在于步骤如下：将炼厂废碱水输送入稀释罐，加水，按7~15:1稀释，稀释后的废碱水送入中和罐，用中和剂调节pH值至7-9，然后送入臭氧-光波催化氧化反应器中催化氧化，该反应器中装有固体催化剂和紫外线发生器，并且连接臭氧发生器，向臭氧-光波催化氧化反应器内通入臭氧，废碱水与臭氧、催化剂、紫外光均匀且充分的接触并发生催化氧化反应，在反应过程中伴随有大量泡沫产生，将泡沫引至臭氧-光波催化氧化反应器顶部的破沫网内，通过破沫网进行破沫处理，反应产生的废气经破沫网顶部的排气管引至焚烧炉；经臭氧光波催化氧化反应后的污水再送入污水处理厂继续进行后续处理。
2.如权利要求1所述的一种臭氧-光波催化氧化降解废碱渣的方法，其特征在于所述稀释后的废碱水其石油类为184-256mg/L，硫化物为100-324mg/L，挥发酚为96-560mg/L，COD为18281-30000mg/L。
3.如权利要求1所述的一种臭氧-光波催化氧化降解废碱渣的方法，其特征在于所述中和剂为浓硫酸或浓盐酸。
4.如权利要求1所述的一种臭氧-光波催化氧化降解废碱渣的方法，其特征在于所述臭氧-光波催化氧化反应器内包括催化氧化反应罐、紫外线发生器、固体催化剂填料、球形膜片式微孔曝气器、挡板、破沫网、臭氧发生器；其中催化氧化反应罐上方左右两边装有进水口、出水口，催化氧化反应罐上方中间位置装有破沫网，破沫网顶部装有排气管用于排出气体，紫外线发生器包括石英管和紫外灯，紫外灯设置于石英管内，紫外线发生器插设于催化氧化反应罐上方中央位置，紫外线发生器两端下方和催化氧化反应罐底部中间都装有挡板，球形膜片式微孔曝气器安装于催化氧化反应罐的底部，球形膜片式微孔曝气器上方和紫外线发生器下方铺设固体催化剂填料，微孔曝气器与催化氧化反应罐外部的臭氧发生器相连，臭氧发生器将空气转化为臭氧，通过催化氧化反应罐中的球形膜片式微孔曝气器为催化氧化反应罐提供臭氧。
5.如权利要求1所述的一种臭氧-光波催化氧化降解废碱渣的方法，其特征在于所述固体催化剂为多种过度金属复合催化剂，Mn/γ-Al2O3、Cu-Mn-Co、Mn-Ce、Cu-Zn等复合型多相催化剂。
6.如权利要求1所述的一种臭氧-光波催化氧化降解废碱渣的方法，其特征在于所述固体催化剂装填量为接触池高度的1/3。
7.如权利要求1所述的一种臭氧-光波催化氧化降解废碱渣的方法，其特征在于所述臭氧浓度17.4-40.6mg/L，紫外光波长为250-260nm。
8.如权利要求1所述的一种臭氧-光波催化氧化降解废碱渣的方法，其特征在于所述催化氧化反应接触时间为40~60min。
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