CN110723802A - 基于预氧化剂的改进型HiPOx深度氧化处理方法 - Google Patents

Abstract

基于预氧化剂的改进型HiPOx深度氧化处理方法，所述方法包括以下步骤：步骤一：调节污水pH＝6～7；步骤二：在所述污水中加入预氧化剂和过氧化氢对污水进行预氧化处理；步骤三：对预氧化处理后的所述污水中进行Hipox处理。本发明所带来的有益效果是：本发明在原有的Hipox氧化的基础上，以添加预氧化剂的方式增设预氧化的过程，不需要对原有工艺、设备做改造，大幅度降低了后续臭氧的添加量，大大的降低了运行成本，同时有效的提高了污水处理的效果，操作简单，适合大规模的推广应用。

Description

基于预氧化剂的改进型HiPOx深度氧化处理方法

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，特别涉及基于预氧化剂的改进型 HiPOx深度氧化处理方法。

背景技术

HiPOx是一种主要添加臭氧和过氧化氢、利用特殊反应装置、提高反应效率的高级氧化工艺；臭氧在过氧化氢催化作用下产生强氧化性羟基自由基(·OH)，为高级氧化一种，利用羟基自由基与废水中的有机物反应，达到处理目的。HiPOx处理的装置主要由臭氧发生器、反应器、其他辅助装置如氧气源、泵、投加系统等配套组成。HiPOx处理与芬顿法相比，工艺简单、无需调节pH值，没有污泥产生，TDS不会增加，与其他臭氧高级氧化相比，过氧化氢加臭氧的形式产生的羟基自由基更可靠稳定，因而应用范围较广。

但是现有的HiPOx氧化处理方式也存在一定的弊端，在污水处理的过程需要添加的臭氧的量较大，运行成本高；另外HiPOx氧化的处理效率较低。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了基于预氧化剂的改进型 HiPOx深度氧化处理方法，具体技术方案如下：

基于预氧化剂的改进型HiPOx深度氧化处理方法，所述方法包括：

调节污水pH＝6～7；

在所述污水中加入预氧化剂和过氧化氢对污水进行预氧化处理；

对预氧化处理后的所述污水中进行Hipox处理。

进一步地，所述预氧化剂包括漆酶、辣根过氧化物酶、化学模拟酶，且所述漆酶、辣根过氧化物酶、化学模拟酶的添加比例为(3～5.6):(3.2～4.8): (1～3)。

进一步地，所述过氧化氢的加量为0.01％，所述预氧化剂的投加量为10mg/L。

进一步地，所述加入预氧化剂和过氧化氢对污水进行预氧化处理是在曝气的状况下分多个投药口边搅拌边加入所述预氧化剂和过氧化氢。

进一步地，所述对预氧化处理后的所述污水中进行Hipox处理包括：将pH调回碱性或者保持pH不变，投入臭氧和过氧化氢。

进一步地，所述臭氧的投加量为450mg/L，过氧化氢的投加量为 150mg/L。

进一步地，所述投入臭氧和过氧化氢包括：

在室温状况下，以流速为12～15m/s添加臭氧和过氧化氢到HiPOx反应器的氧化区进行氧化；

在40～45℃的温度下，以流速5～7m/s添加臭氧和过氧化氢到HiPOx反应器停留槽进行氧化。

本发明的有益效果是：在原有的Hipox氧化的基础上，以添加预氧化剂的方式增设预氧化的过程，不需要对原有工艺、设备做改造，大幅度降低了后续臭氧的添加量，大大的降低了运行成本，同时有效的提高了污水处理的效果，操作简单，适合大规模的推广应用。

附图说明

图1示出了本发明实施例的基于预氧化剂的改进型HiPOx深度氧化处理方法流程示意图。

图2示出了本发明实施例的检测结果折线示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种基于预氧化剂的改进型HiPOx深度氧化处理方法，示例性的，如图1所示，所述方法包括以下步骤：

步骤一：调节污水pH＝6～7；

步骤二：在所述污水中加入预氧化剂和过氧化氢对污水进行预氧化处理；

具体的，所述预氧化剂包括漆酶、辣根过氧化物酶、化学模拟酶，且所述漆酶、辣根过氧化物酶、化学模拟酶的添加比例为(3～5.6):(3.2～4.8): (1～3)，优选的，所述漆酶、辣根过氧化物酶、化学模拟酶的添加比例为 4.4:3.6:2。所述过氧化氢的加量为0.01％，所述预氧化剂的投加量为10mg/L。

具体的，所述加入预氧化剂和过氧化氢对污水进行预氧化处理是在曝气的状况下分多个投药口边搅拌边加入所述预氧化剂和过氧化氢，通过曝气的方式向污水中补充氧气，参与氧化反应，同时实现搅拌的作用，提高反应效率。

另外本发明中所采用的漆酶活力大于等于2000u/ml，所采用的辣根过氧化物酶活力大于等于3000u/ml，所采用的化学模拟酶包括配体与金属离子构成的模拟氧化还原酶。

本发明通过曝气的方式向废水中充入预氧化剂和过氧化氢，利用曝气的方式补充废水中的氧气，使补充的氧气与添加的过氧化氢、有机物反应，对有机物进行催化氧化处理，其氧化产物分散在水中；本发明预氧化剂的催化原理为该预氧化剂激发过氧化氢释放羟基自由基，提高羟基自由基浓度，加强氧化反应，有机物氧化产物分散在水中。本发明的预氧化剂尤其对含苯环、酯类、酚类化合物及稠环芳烃等存在共轭效应的分子作用显著。式1示出了预氧化剂与苯环、酚类化合物的反应机理，示例性的，如下式1 所示。

式1预氧化剂对苯/酚类化合物氧化分解机理

式2示出了预氧化剂与多环芳烃的反应机理。示例性的，如下式2所示

式2预氧化剂对多环芳烃氧化分解机理

一般含苯环、酯类、酚类化合物及稠环芳烃等这类物质一般难降解，是COD、色度的主要贡献者。由上式可以看出本发明的预氧化剂可以通过提高稳态羟基自由基的浓度，催化酚类、稠环芳烃等难降解化合物聚合或裂解，加速此类COD贡献物沉淀、消除，提高污水处理的效率。

步骤三：对预氧化处理后的所述污水中进行Hipox处理。

具体的，所述对预氧化处理后的所述污水中进行Hipox处理包括：将 pH调回碱性或者保持pH不变，投入臭氧和过氧化氢。其中所述臭氧的投加量为450mg/L，过氧化氢与臭氧的投加比例为1：3。另外，所述投入臭氧和过氧化氢包括：

在室温(15～25℃)状况下，以流速为12～15m/s添加臭氧和过氧化氢到HiPOx反应器的氧化区进行氧化；

在40～45℃的温度下，以流速为5～7m/s添加臭氧和过氧化氢到HiPOx 反应器的停留槽使之氧化。

在进行臭氧和过氧化氢的投加时，可采用多个投药口，利用鼓风的方式将臭氧及过氧化氢鼓入到HiPOx反应器的氧化区内，使之进行氧化，在污水进入到停留槽内时，减小臭氧和过氧化氢投加的流速、提高温度，在停留槽内对氧化后的污水继续添加臭氧和过氧化氢，以此方式来提高氧化的效率。由于在进入到氧化区之前，污水内含有大量的需要被氧化的有机物，所以在氧化区内，大流速的臭氧和过氧化氢投加可加快氧化速度；在进入到停留槽内，由于大部分的污水有机物已经被氧化，此时提高温度，降低臭氧和过氧化氢投加的流速，在升温的状况下，通过小流量的臭氧和过氧化氢的补充，可使小部分未被氧化的有机物继续氧化，达到提高氧化的效果，减小流量的方式有效的降低能耗。反应器内通过两次添加臭氧和过氧化氢的方式使污水得到净化，并实现良好的消毒效果。

本发明通过以下实施例对发明的效果进行验证。

实施案例一：

取某化工厂产生的含己内酰胺废水为样品进行实验。操作步骤如下：

(1)调节污水的pH＝7。

(2)对调节pH后的污水进行预氧化处理，在污水中通过曝气并搅拌的方式投加预氧化剂和过氧化氢，预氧化剂的投加量为10mg/L，30％过氧化氢的投加量0.01％。

(3)对预氧化处理后的污水进行Hipox处理；具体为：投加臭氧和过氧化氢。臭氧与过氧化氢的投加量之比为3:1；投加方式为：

在室温状况下，以流速为12～15m/s添加臭氧和过氧化氢到HiPOx反应器的氧化区进行氧化；

在40～45℃的温度下，以流速为5～7m/s添加臭氧和过氧化氢到HiPOx 反应器的停留槽使之氧化。

(4)对Hipox处理后的污水进行COD的检测。

按照上述实施案例一的操作方法共进行11组实验，每组实验中各种添加剂的添加量与检测的结果如下表1所示：

表1预氧化剂辅助HiPOx工艺COD去除小试

由上表1可以看出，预氧化剂结合HiPOx氧化处理方法具有一定的优势：在不添加预氧化剂的状况下，随着HiPOx氧化剂的添加，去除的COD 的量也在增加；添加预氧化剂的状况下，随着HiPOx氧化剂的添加，去除的COD的量也在增加；但是相同的Hipox氧化剂的状况下，添加预氧化剂的效果明显高于不添加预氧化剂的效果；示例性的，如上表1所示，在不添加预氧化剂时，添加450mg/L的臭氧，COD去除率为51％，添加预氧化剂后，再添加450mg/L的臭氧，COD的去除率为71％，由此组实验可以看出添加预氧化剂较不添加预氧化剂的Hipox氧化处理的COD去除率可以提高20％。

由此实验可以看出，添加预氧化剂可以明显的提高COD的去除率，因而可以提高污水的处理效果。

实施案例二：取某化工厂产生的含己内酰胺废水为样品进行实验；实验分为两组：第一组为现有的Hipox组实验，其操作步骤如下：

1、调节污水的pH＝7。

2、对调节pH的污水里添加臭氧和双氧水进行氧化处理，其中臭氧与过氧化氢的投加量之比为3:1。投加方式为：

在室温状况下，以流速为12～15m/s添加臭氧和过氧化氢到HiPOx反应器的氧化区进行氧化；

在40～45℃的温度下，以流速为5～7m/s添加臭氧和过氧化氢到HiPOx 反应器的停留槽使之氧化。

3、检测处理后的污水的COD。

图2示出了本实施例的检测结果的折线示意图；示例性的，如图2所示：图中的横轴为臭氧投加量(mg/L)，纵轴为废水COD(mg/L)，由图可以看出随着臭氧投加量的增加，COD、的去除量也越来越大，但是从变化趋势可以看出，臭氧投加量超过337.5mg/L后，处理效率大幅下降；臭氧投加量为900mg/L时COD可以降到99mg/L。

第二组实验为改进工艺组，实验步骤为：

1、废调节污水的pH＝7。

2、对调节pH后的污水进行预氧化处理，在污水中通过曝气并搅拌的方式投加预氧化剂和过氧化氢，预氧化剂的投加量为10mg/L，30％过氧化氢的投加量0.01％。

3、对预氧化处理后的污水进行Hipox处理；具体为：投加臭氧和过氧化氢。臭氧与过氧化氢的投加量之比为3:1；即投加450mg/L的臭氧和 150mg/L的过氧化氢；投加方式为：

在室温状况下，以流速为12～15m/s添加臭氧和过氧化氢到HiPOx反应器的氧化区进行氧化；

在40～45℃的温度下，以流速为5～7m/s添加臭氧和过氧化氢到HiPOx 反应器的停留槽使之氧化。

4、对Hipox处理后的污水进行COD的检测。

通过检测可以得到污水中的COD的含量为87mg/L，相比较实验一，可以看出不添加预氧化剂的状况下，再添加900mg/L的臭氧的状况下，COD 的含量为99mg/L，而添加预氧化剂的状况下添加450mg/L的臭氧，即可达到与之相当的效果；因此可以得出，采用添加预氧化剂的方式，在达到相同的效果下可节约约50％的臭氧。

本发明在原有的Hipox氧化的基础上，以添加预氧化剂的方式增设预氧化的过程，不需要对原有工艺、设备做改造，大幅度降低了后续臭氧的添加量，大大的降低了运行成本，同时有效的提高了污水处理的效果，操作简单，适合大规模的推广应用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于预氧化剂的改进型HiPOx深度氧化处理方法，其特征在于：所述方法包括：

调节污水pH＝6～7；

在所述污水中加入预氧化剂和过氧化氢对污水进行预氧化处理；

对预氧化处理后的所述污水中进行Hipox处理。

2.根据权利要求1所述的基于预氧化剂的改进型HiPOx深度氧化处理方法，其特征在于：所述预氧化剂包括漆酶、辣根过氧化物酶、化学模拟酶，且所述漆酶、辣根过氧化物酶、化学模拟酶的添加比例为(3～5.6):(3.2～4.8):(1～3)。

3.根据权利要求1或2所述的基于预氧化剂的改进型HiPOx深度氧化处理方法，其特征在于：所述过氧化氢的加量为0.01％，所述预氧化剂的投加量为10mg/L。

4.根据权利要求1或2所述的基于预氧化剂的改进型HiPOx深度氧化处理方法，其特征在于：所述加入预氧化剂和过氧化氢对污水进行预氧化处理是在曝气的状况下分多个投药口边搅拌边加入所述预氧化剂和过氧化氢。

5.根据权利要求1或2所述的基于预氧化剂的改进型HiPOx深度氧化处理方法，其特征在于：所述对预氧化处理后的所述污水中进行Hipox处理包括：将pH调回碱性或者保持pH不变，投入臭氧和过氧化氢。

6.根据权利要求5所述的基于预氧化剂的改进型HiPOx深度氧化处理方法，其特征在于：所述臭氧的投加量为450mg/L，过氧化氢的投加量为150mg/L。

7.根据权利要求5所述的基于预氧化剂的改进型HiPOx深度氧化处理方法，其特征在于：所述投入臭氧和过氧化氢包括：

在室温状况下，以流速为12～15m/s添加臭氧和过氧化氢到HiPOx反应器的氧化区进行氧化；

在40～45℃的温度下，以流速5～7m/s添加臭氧和过氧化氢到HiPOx反应器停留槽进行氧化。

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