CN110204134A - 一种印染废水的高效臭氧催化氧化深度处理工艺及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种印染废水的高效臭氧催化氧化深度处理工艺及装置，其中处理装置包括：包括气浮处理系统及连接所述气浮处理系统出水端的反应池，所述反应池设有若干首尾相连的流道，所述流道内依次设有均相催化反应器、若干级臭氧催化反应系统及活性炭滤池，所述臭氧催化反应系统包括管路依次连接的离心泵、臭氧溶气装置及汽水混合器，所述离心泵的进水端与汽水混合器分别伸入流道内，通过上述设置，可有效的去除经二级生化处理后印染废水中所含难降解胶体有机物及溶解性有机物等污染物，达到废水深度处理及提标排放的目标，且具有占地面积小，出水稳定、工艺灵活及成本经济等优势。
Description
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，特别涉及一种印染废水的高效臭氧催化氧化深度处理工艺及装置。
背景技术
印染企业是工业废水排放大户，其具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水。目前国内常用的印染废水处理工艺，主要分为两大类：一是物化法，二是生化法。由于近年来，大量难生化降解有机物如PVA浆料、人造丝碱解物(主要是邻苯二甲酸类物质)、新型助剂等进入印染废水，传统的生物处理工艺已受到严重挑战。加之国家不断提高排放水质的要求，即不仅要求出水COD能达到80mg/L以下，且总氮能控制在15mg/L以下，同时由于国家对环保要求越来越严格，近年来出水指标不断提升，因此一种高效且经济印染废水深度处理工艺及设备技术越来越具有广阔的应用前景。
目前较流行的各种深度处理法有：曝气生物滤池、高级氧化法(芬顿、臭氧)、物理吸附法以及膜分离技术等。曝气生物滤池运行成本较低，但是其受水质变化影响比较大；芬顿法需要调节pH并投加大量铁盐，造成出水中盐分含量较高，不利于回用，还会形成大量污泥，增加处理难度；吸附法主要利用活性炭、大孔吸附树脂的多孔结构，进行难降解物质的去除，投资高，运行成本高。在运行前期出水效果非常好，但随着活性炭的吸附饱和，出水效果逐渐变差，直至系统完全丧失去除能力，需要对活性炭进行再生。且再生方法复杂，再生次数有限，产生大量的废炭为二次污染物。
臭氧以其氧化能力强、反应速度快、且不产生污泥及二次污染，在废水处理特别是后期的深度处理上被广泛应用。但单独使用臭氧，存在水中溶解度低，对有机物氧化选择范围狭窄等问题，导致臭氧利用率低。合理使用催化剂，能促进臭氧在水中分解出氧化能力更强的羟基自由基，加快对有机物的氧化速率，极大的提高臭氧利用率。但现有的臭氧催化氧化工艺及装置在实际生产应用中，存在以下问题：臭氧与废水的传质效果差，臭氧利用率低。现有的臭氧氧化塔中受制于臭氧产生的气泡大小，气水接触不够充分，缺乏高效的汽水混合方式，导致臭氧利用率偏低。同时臭氧一次投加，直接和有机污染物发生反应，其氧化分解有选择性，反应速率慢，处理效果一般，臭氧利用率低；采用金属催化剂及其他催化剂激发羟基自由基(·OH)效率低，导致臭氧催化氧化效率低下。
因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种印染废水的高效臭氧催化氧化工艺及设备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种印染废水的高效臭氧催化氧化深度处理工艺及装置，可有效的去除经二级生化处理后印染废水中所含难降解胶体有机物及溶解性有机物等污染物，达到废水深度处理及提标排放的目标，且具有占地面积小，出水稳定、工艺灵活及成本经济等优势。
本发明的印染废水的高效臭氧催化氧化深度处理装置：包括气浮处理系统及连接所述气浮处理系统出水端的反应池，所述反应池设有若干首尾相连的流道，所述流道内依次设有均相催化反应器、若干级臭氧催化反应系统及活性炭滤池，所述臭氧催化反应系统包括管路依次连接的离心泵、臭氧溶气装置及汽水混合器，所述离心泵的进水端与汽水混合器分别伸入流道内。
进一步地，所述臭氧溶气装置上连接有臭氧进气管道。
进一步地，所述臭氧催化反应系统为三级且每级臭氧催化反应系统依次排列。
进一步地，三级臭氧催化反应系统的臭氧投加量比为3:2:1；每一级臭氧催化反应系统停留时间为15分钟。
进一步地，所述均相催化反应器包括起催化作用的金属极板及用于对金属极板供电的原电池发生器。
进一步地，所述臭氧溶气装置内设有电磁发生系统。
进一步地，所述离心泵的进水端与汽水混合器分别伸入不同的流道内。
进一步地，所述活性炭滤池采用饱和活性炭填料。
本发明的印染废水的高效臭氧催化氧化深度处理工艺：包括以下步骤：
1)经过二级生化处理后的印染废水，进入气浮处理系统，通过投加混凝药剂，并采用溶汽气浮方式去除进水中的悬浮有机物及胶体污染物，降低进水SS值；
2)经过气浮处理系统处理后的废水进入均相催化反应器，通过控制电流大小来激发金属极板产生具有催化作用的金属离子，金属离子和溶解性有机物络合；
3)经过均相催化反应器处理后的废水经离心泵作用进入臭氧溶气装置与臭氧进气混合，通过电磁发生系统产生电磁切变场，改变废水中水分子、溶解性有机物分子及水中其他物质的团簇结构；同时与所述金属离子共同作用，激发更多的羟基自由基(·OH)，金属离子和溶解性有机物络合后最终被臭氧氧化分解；
4)经过臭氧溶气装置处理后的废水进入汽水混合器，通过射流方式将臭氧溶气装置中溶解大量臭氧的汽水混合物与废水充分混合，所述羟基自由基(·OH)氧化分解废水中的溶解性有机物；
5)经过汽水混合器处理后的废水进入活性炭滤池，所述活性炭滤池采用饱和活性炭填料，对经臭氧开环形成的小分子有机物进一步截留；
6)出水。
进一步地，三级臭氧催化反应系统的臭氧投加量比为3:2:1；每一级臭氧催化反应系统停留时间为15分钟。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明的一种印染废水的高效臭氧催化氧化深度处理工艺及装置，采用臭氧催化氧化方式产生的羟基自由基(·OH)可以没有选择性地对有机污染物进行降解，反应速率快，有效地提高了臭氧的利用率，降解彻底，处理效果出色且该催化氧化处理过程不产生二次污染也不产生污泥，清洁有效；同时该工艺成熟，应用广泛，运行稳定可靠。
2、本发明的一种印染废水的高效臭氧催化氧化深度处理工艺及装置，运行方便灵活，针对不同的废水水质，改变预处理气浮处理系统的加药量、均相催化反应器的金属极板及三级臭氧投加量使得出水稳定达标；在此基础上又可通过调节均相催化反应系统的原电池激发电流、控制催化金属投加量和臭氧溶气装置中的切变电磁场强度，对该处理系统进行微调，在出水达标的技术上方便灵活的进行成本控制。
3、本发明的一种印染废水的高效臭氧催化氧化深度处理工艺及装置，具有自动化、操作简单、运行稳定、占地面积小，对比传统工艺运行成本低，同时最终出水主要指标COD值能稳定达到《城镇污水处理厂污染排放标准》GB18918-2012一级A排放标准。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图中：1、气浮处理系统；2、反应池；3、均相催化反应器；4、离心泵；5、臭氧溶气装置；6、汽水混合器；7、活性炭滤池。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，一种印染废水的高效臭氧催化氧化深度处理装置，包括气浮处理系统1及连接所述气浮处理系统1出水端的反应池2，所述反应池2设有若干首尾相连的流道，所述流道内依次设有均相催化反应器3、若干级臭氧催化反应系统及活性炭滤池7，所述臭氧催化反应系统包括管路依次连接的离心泵4、臭氧溶气装置5及汽水混合器6，所述离心泵4的进水端与汽水混合器6分别伸入流道内，最佳效果为离心泵4的进水端与汽水混合器6分别伸入相邻的流道内。
所述气浮处理系统1为现有技术，气浮处理系统1包含空气压缩机、溶气装置、气浮混凝反应装置、撇泥机及相关管路等。
所述臭氧溶气装置5上连接有臭氧进气管道。
所述臭氧催化反应系统为三级且每级臭氧催化反应系统依次排列，三级臭氧催化反应系统的臭氧投加量比为3:2:1；每一级臭氧催化反应系统停留时间为15分钟。
所述均相催化反应器3包括起催化作用的金属极板及用于对金属极板供电的原电池发生器，所述臭氧溶气装置5内设有电磁发生系统。
所述活性炭滤池7采用饱和活性炭填料。
本发明的印染废水的高效臭氧催化氧化深度处理工艺：包括以下步骤：
1)经过二级生化处理后的印染废水，进入气浮处理系统1，通过投加硫酸铁(PSF)及阳离子聚丙烯酰胺(PAM)混凝剂，黏合废水中有机悬浮物及胶体形成絮体，上浮至水面，经撇泥机除去，降低进水SS值，去除进水中部分COD值，提高后续臭氧高级氧化效率；
2)经过气浮处理系统1处理后的废水进入均相催化反应器3，通过控制电流大小来激发金属极板产生具有催化作用的金属离子，金属离子和溶解性有机物络合；
3)经过均相催化反应器3处理后的废水经离心泵4作用进入臭氧溶气装置5与臭氧进气混合，通过电磁发生系统产生电磁切变场，改变废水中水分子、溶解性有机物分子及水中其他物质的团簇结构；同时与所述金属离子共同作用，激发更多的羟基自由基(·OH)，第一级臭氧催化氧化反应器中与进水充分混合，金属离子和溶解性有机物络合后最终被臭氧氧化分解，从而有效分解废水中溶解性有机物分子，有效去除COD；三级臭氧催化反应系统的臭氧投加量比为3:2:1；每一级臭氧催化反应系统停留时间为15分钟；
4)经过臭氧溶气装置5处理后的废水进入汽水混合器6，通过射流方式将臭氧溶气装置5中溶解大量臭氧的汽水混合物与废水充分混合，所述羟基自由基(·OH)氧化分解废水中的溶解性有机物；
5)经过汽水混合器6处理后的废水进入活性炭滤池7，进一步去除少量大分子链状有机物及少量经臭氧开环断裂后小分子有机污染物，提高出水水质，达到稳定达标目的，最后经底部折流后排放；
6)一段时间后(具体因处理水质而定)通过出水反洗除去截留物，实现循环使用。
原水进水水质指标如下：CODCr为180-200mg/L，SS为30-40mg/L,色度为30-40。
经过预处理气浮装置后，水质指标如下：CODCr 90-100mg/L，SS 20mg/L，色度5-10。
第三级臭氧催化氧化反应器出水水质指标如下：CODCr小于50mg/L，SS5mg/L以内，色度无法检出。
最终出水出水水质质变如下：CODCr小于40mg/L，SS无法检出，色度无法检出。
通过上述实验，可以得出以下结论：通过该装置，可以保证出水主要指标CODCr及SS和色度指标能完全达到《城镇污水处理厂污染排放标准》GB18918-2012一级A排放标准。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (10)
1.一种印染废水的高效臭氧催化氧化深度处理装置，其特征在于：包括气浮处理系统(1)及连接所述气浮处理系统(1)出水端的反应池(2)，所述反应池(2)设有若干首尾相连的流道，所述流道内依次设有均相催化反应器(3)、若干级臭氧催化反应系统及活性炭滤池(7)，所述臭氧催化反应系统包括管路依次连接的离心泵(4)、臭氧溶气装置(5)及汽水混合器(6)，所述离心泵(4)的进水端与汽水混合器(6)分别伸入流道内。
2.根据权利要求1所述的一种印染废水的高效臭氧催化氧化深度处理装置，其特征在于：所述臭氧溶气装置(5)上连接有臭氧进气管道。
3.根据权利要求2所述的一种印染废水的高效臭氧催化氧化深度处理装置，其特征在于：所述臭氧催化反应系统为三级且每级臭氧催化反应系统依次排列。
4.根据权利要求3所述的一种印染废水的高效臭氧催化氧化深度处理装置，其特征在于：三级臭氧催化反应系统的臭氧投加量比为3:2:1；每一级臭氧催化反应系统停留时间为15分钟。
5.根据权利要求1所述的一种印染废水的高效臭氧催化氧化深度处理装置，其特征在于：所述均相催化反应器(3)包括起催化作用的金属极板及用于对金属极板供电的原电池发生器。
6.根据权利要求1所述的一种印染废水的高效臭氧催化氧化深度处理装置，其特征在于：所述臭氧溶气装置(5)内设有电磁发生系统。
7.根据权利要求1所述的一种印染废水的高效臭氧催化氧化深度处理装置，其特征在于：所述离心泵(4)的进水端与汽水混合器(6)分别伸入不同的流道内。
8.根据权利要求1所述的一种印染废水的高效臭氧催化氧化深度处理装置，其特征在于：所述活性炭滤池(7)采用饱和活性炭填料。
9.一种印染废水的高效臭氧催化氧化深度处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：
1)经过二级生化处理后的印染废水，进入气浮处理系统(1)，通过投加混凝药剂，并采用溶汽气浮方式去除进水中的悬浮有机物及胶体污染物，降低进水SS值；
2)经过气浮处理系统(1)处理后的废水进入均相催化反应器(3)，通过控制电流大小来激发金属极板产生具有催化作用的金属离子，金属离子和溶解性有机物络合；
3)经过均相催化反应器(3)处理后的废水经离心泵(4)作用进入臭氧溶气装置(5)与臭氧进气混合，通过电磁发生系统产生电磁切变场，改变废水中水分子、溶解性有机物分子及水中其他物质的团簇结构；同时与所述金属离子共同作用，激发更多的羟基自由基(·OH)，金属离子和溶解性有机物络合后最终被臭氧氧化分解；
4)经过臭氧溶气装置(5)处理后的废水进入汽水混合器(6)，通过射流方式将臭氧溶气装置(5)中溶解大量臭氧的汽水混合物与废水充分混合，所述羟基自由基(·OH)氧化分解废水中的溶解性有机物；
5)经过汽水混合器(6)处理后的废水进入活性炭滤池(7)，所述活性炭滤池(7)采用饱和活性炭填料，对经臭氧开环形成的小分子有机物进一步截留；
6)出水。
10.根据权利要求9所述的一种印染废水的高效臭氧催化氧化深度处理工艺，其特征在于：三级臭氧催化反应系统的臭氧投加量比为3:2:1；每一级臭氧催化反应系统停留时间为15分钟。
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