CN109467180A - 一种低浓度化工废水有机物捕集催化氧化降解方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低浓度化工废水有机物捕集催化氧化降解方法。按照以下步骤进行：1）在一定容积的搅拌反应器中，加入多孔载氮碳材料，水力搅拌使多孔载氮碳材料处于悬浮、流化状态；2）向反应器中通入臭氧化空气，进行催化氧化反应，按照催化氧化反应时间均匀投加。本发明提供一种适应更加严格的化工废水排放标准，低浓度有机化工废水（COD=80~100mg/L）经处理后出水水质可达到COD≤50mg/L的水平。

Description

一种低浓度化工废水有机物捕集催化氧化降解方法
技术领域
本发明涉及一种低浓度化工废水有机物捕集催化氧化降解方法，属于化工废水处理技术领域。
背景技术
化工废水在经过常规污水处理技术（生化、物化、氧化等）后，污水中剩余有机物因低浓度的原因，常规污水处理技术已不能将其进一步降解。
在已有的专利技术中：
①一种深度处理煤化工废水难降解有机污染物的系统及组合工艺，以煤化工废水生化处理出水为处理对象，经过高效快速澄清器、一级臭氧氧化塔、二级强化臭氧催化氧化塔、缓冲池、曝气生物滤池、生物炭滤池及活性炭吸附过滤器处理，能有效保障后续回用水站的平稳运行，解决了煤化工碎煤加压气化酚氨废水的深度处理难题。其存在的问题和不足之处是，该技术由6个处理单元组成，是一种组合工艺，其催化氧化在较高的污水有机物浓度下发生作用，不适用于低浓度化工废水有机物去除。
②一种农药化工废水处理工艺，农药化工废水处理工艺包括以下过程：pH调节、微电解、催化氧化、LBQ-一级好氧、LBQ-ABR厌氧、LBQ-二级好氧、AOP、曝气生物滤池、深度氧化。其存在的问题和不足之处是，技术中的深度氧化是一种普通氧化技术，不适用于低浓度化工废水有机物去除。
③本发明提供了一种精细化工废水处理系统及其处理方法，该处理系统包括依次连通的混凝槽、絮凝槽、沉淀池、中间水池、多元催化氧化装置和膜生物反应装置。该处理方法包括依次进行的混凝-絮凝-沉淀、多元催化氧化处理和膜生物处理。其存在的问题和不足之处是，技术中的深度氧化是一种普通氧化技术，不适用于低浓度化工废水有机物去除。
④一种难降解有机化工废水深度氧化处理装置，包括酸化除菌池、一级强化电化学反应器、二级强化电化学反应器、一级多相催化氧化反应器、二级多相催化氧化反应器。技术特点是一种电化学氧化、多相催化氧化，是已经公开的技术方法。其存在的问题和不足之处是，技术中的深度氧化是一种普通氧化技术，不适用于低浓度化工废水有机物去除。
基于上述，本发明提出的一种低浓度化工废水有机物捕集-催化氧化降解方法，在已有的专利技术中没有涉及。
在公开发表的文献中：
关于化工废水处理技术的公开发表文献众多，其中对于化工废水催化氧化降解的报道也较多，但针对低浓度化工废水的研究报道文献仅有一篇“水解/MBR工艺处理低浓度煤化工废水的研究”，应用水解/MBR工艺对低浓度煤化工废水的处理进行了研究，其核心技术是水解/MBR工艺，与本发明提出的有机物捕集-催化氧化降解方法无相同或相似之处。
从上述分析可知，现有的化工废水技术方法一般是针对高浓度有机物去除的，原因是化工废水处理程度是与国家及地方排放标准相关的，一般来说，废水经一个工艺流程将废水处理到排放标准以下即可，针对低浓度化工废水有机物去除问题尚未引起足够的重视。随着我国进一步重视生态环境保护，原有的工艺技术已与更加严格的排放标准不相适应。
发明内容
本发明针对上述缺陷，目的在于提供一种适应更加严格的化工废水排放标准，低浓度有机化工废水（COD=80~100mg/L）经处理后出水水质可达到COD≤50mg/L的水平。
为此本发明采用的技术方案是：一种低浓度化工废水有机物捕集催化氧化降解方法，按照以下步骤进行：
1）在一定容积的搅拌反应器中，加入多孔载氮碳材料，水力搅拌使多孔载氮碳材料处于悬浮、流化状态；
2）向反应器中通入臭氧化空气，进行催化氧化反应，按照催化氧化反应时间均匀投加。
所述1）步骤中，按照有效水处理容积的30%加入多孔载氮碳材料，多孔载氮碳材料捕集低浓度化工废水中的有机物的捕集时间30~60min。
所述2）步骤中，催化氧化反应时间为60~90min.，臭氧的投加量为50~80mg/L。
本发明具体的按照以下步骤进行：
1）低浓度化工废水由原水水箱（1）经进水泵（2）、进水口（3）进入SBR反应器（4），进水结束后，通过搅拌装置（5）进行充分混合；
2）SBR反应器（4）内设多孔载氮碳材料（8），水力搅拌使多孔载氮碳材料处于悬浮、流化状态，该过程多孔载氮碳材料捕集低浓度化工废水中的有机物，捕集时间30~60min；
3）通过臭氧发生器（11）通入臭氧化空气，进行催化氧化反应，反应过程监测pH变化，催化氧化反应时间为60~90min，臭氧的投加量为50~80mg/L；
4）反应结束后，上清液从出水口（9）进入出水水箱（10），填料上脱落的污泥及生物膜定期从排泥口（15）排出。
所述多孔载氮碳材料（8）采用一步法直接煅烧得到的高含氮量的多孔含氮碳材料。
所述臭氧发生器（11）上设置在线浓度仪（12）、流量计（13）、曝气头（14），并在所述臭氧发生器（11）上设置有pH计（6）和pH探头（7）。
本发明的优点是：1）根据本发明的工艺技术条件，对低浓度化工废水有机物（COD=80~100mg/L），多孔载氮碳材料在水力搅拌作用下的捕集效率在50%以上。
2）根据本发明的工艺技术条件，捕集在多孔载氮碳材料上的有机物被催化氧化降解。
3）经捕集-催化氧化降解方法处理低浓度化工废水（COD=80~100mg/L），出水水质COD≤50mg/L，实现化工废水COD的超低浓度排放。
附图说明
图1为本发明降解方法的工作流程图。
图2为本发明降解装置的结构示意图。
图中1-原水水箱；2-进水泵；3-进水口；4-SBR反应器；5-搅拌装置；6- pH计；7- pH探头；8-多孔载氮碳材料；9-出水口；10-出水水箱；11-臭氧发生器；12-在线浓度仪；13-流量计；14-曝气头；15-排泥口。
具体实施方式
如图1所示，一种低浓度化工废水有机物捕集-催化氧化降解方法主要包括以下几个步骤：
1）制备多孔载氮碳材料；
2）按一定的投配比将多孔载氮碳材料投加到反应器，通过水力搅拌作用进行有机物的捕集；
3）通入臭氧化空气，进行催化氧化反应，通过羟基自由基氧化有机物，完成反应器的启动和调试运行。
本发明在低浓度有机化工废水（COD=80~100mg/L）中加入一种催化功能的多孔载氮碳材料，同时水力搅拌，水中的多孔载氮碳材料捕集废水中的溶解性有机物，然后在水中充入臭氧化空气，被捕集的有机物在多空碳材料的催化下，发生催化氧化作用，通过羟基自由基氧化有机物，实现低浓度化工废水有机物的去除。在这个过程中，由于多孔载氮碳材料捕集的有机物被氧化降解，多孔载氮碳材料继续发挥捕集有机物的功能，处于捕集-催化氧化降解的循环过程中。
具体工艺过程是：
第一步，在一定容积的搅拌反应器中，按照有效水处理容积的30%加入多孔载氮碳材料，水力搅拌使多孔载氮碳材料处于悬浮、流化状态，该过程多孔载氮碳材料捕集低浓度化工废水中的有机物，捕集时间30~60min；第二步，向反应器中通入臭氧化空气，该过程进行催化氧化反应，催化氧化反应时间为60~90min.，臭氧的投加量为50~80mg/L，按照催化氧化反应时间均匀投加。
采用本发明方法处理低浓度化工废水（COD=80~100mg/L），出水水质COD≤50mg/L，可实现化工废水COD的超低浓度排放。
具体实施方式如下：
一种低浓度化工废水有机物捕集-催化氧化降解方法，主要包括以下步骤：
1）低浓度化工废水由原水水箱（1）经进水泵（2）、进水口（3）进入SBR反应器（4），进水结束后，通过搅拌装置（5）进行充分混合。
2）SBR反应器（4）内设多孔载氮碳材料（8），即采用一步法直接煅烧得到的高含氮量的多孔含氮碳材料，具有良好的表面化学惰性、机械稳定性、导电性以及较大的比表面积、孔体积等特点；填充比30%，水力搅拌使多孔载氮碳材料处于悬浮、流化状态，该过程多孔载氮碳材料捕集低浓度化工废水中的有机物，捕集时间30~60min。
3）臭氧发生器（11）连接在线浓度仪（12）、流量计（13）、曝气头（14）向反应器中通入臭氧化空气，进行催化氧化反应，反应过程通过pH计（6）和pH探头（7）在线监测pH变化，催化氧化反应时间为60~90min，臭氧的投加量为50~80mg/L。
4）反应结束后，上清液从出水口（9）进入出水水箱（10），填料上脱落的污泥及生物膜定期从排泥口（15）排出。

Claims (6)

1.一种低浓度化工废水有机物捕集催化氧化降解方法，其特征在于，按照以下步骤进行：
1）在一定容积的搅拌反应器中，加入多孔载氮碳材料，水力搅拌使多孔载氮碳材料处于悬浮、流化状态；
2）向反应器中通入臭氧化空气，进行催化氧化反应，按照催化氧化反应时间均匀投加。
2.根据权利要求1所述的一种低浓度化工废水有机物捕集催化氧化降解方法，其特征在于，所述1）步骤中，按照有效水处理容积的30%加入多孔载氮碳材料，多孔载氮碳材料捕集低浓度化工废水中的有机物的捕集时间30~60min。
3.根据权利要求1所述的一种低浓度化工废水有机物捕集催化氧化降解方法，其特征在于，所述2）步骤中，催化氧化反应时间为60~90min.，臭氧的投加量为50~80mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种低浓度化工废水有机物捕集催化氧化降解方法，其特征在于，具体的按照以下步骤进行：
1）低浓度化工废水由原水水箱（1）经进水泵（2）、进水口（3）进入SBR反应器（4），进水结束后，通过搅拌装置（5）进行充分混合；
2）SBR反应器（4）内设多孔载氮碳材料（8），水力搅拌使多孔载氮碳材料处于悬浮、流化状态，该过程多孔载氮碳材料捕集低浓度化工废水中的有机物，捕集时间30~60min；
3）通过臭氧发生器（11）通入臭氧化空气，进行催化氧化反应，反应过程监测pH变化，催化氧化反应时间为60~90min，臭氧的投加量为50~80mg/L；
4）反应结束后，上清液从出水口（9）进入出水水箱（10），填料上脱落的污泥及生物膜定期从排泥口（15）排出。
5.根据权利要求4所述的一种低浓度化工废水有机物捕集催化氧化降解方法，其特征在于，所述多孔载氮碳材料（8）采用一步法直接煅烧得到的高含氮量的多孔含氮碳材料。
6.根据权利要求4所述的一种低浓度化工废水有机物捕集催化氧化降解方法，其特征在于，所述臭氧发生器（11）上设置在线浓度仪（12）、流量计（13）、曝气头（14），并在所述臭氧发生器（11）上设置有pH计（6）和pH探头（7）。
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