CN114524500A - 一种去除钢铁反渗透浓水中邻甲苯酚和2-氯苯酚的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水处理技术领域，且公开了一种去除钢铁反渗透浓水中邻甲苯酚和2‑氯苯酚的工艺，包括进水泵、臭氧催化反应塔、臭氧发生器和排水泵，所述进水泵和臭氧发生器的输出端均与臭氧催化反应塔的输入端相连接，所述排水泵的输入端与臭氧催化反应塔的输出端相连接，所述臭氧催化反应塔的内部填充有多孔膨润土负载氧化锌催化剂；本发明工艺一次性投资低；废液处理效果稳定；生产运行成本低；自动化程度高，操作简单。本发明充分体现了节能减排的效果，是环境友好型的绿色钢铁生产工艺。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体为一种去除钢铁反渗透浓水中邻甲苯酚和2-氯苯酚的工艺。
背景技术
废水回用是废水处理的最终目标，是企业节能减排的实施手段。目前简单的钢铁废水回用技术已经无法满足企业要求，将生化处理后的钢铁废水进行深度处理后回用是必然的趋势。国内的钢铁废水深度处理技术是采用反渗透和反渗透技术将钢铁废水深度处理后回用作为钢铁企业循环冷却用水，但存在的主要问题是反渗透产生的浓水的处理。反渗透浓水中的邻甲苯酚和2-氯苯酚为致癌物，具有刺激性和腐蚀性，如果未经处理而直接排放，势必会对水体环境产生极大的危害，针对这一情况，本发明根据了钢铁反渗透浓水的水质水量情况，开发出经济、高效的处理工艺。开发钢铁反渗透浓水的工艺和装置，以绿色工艺和节能减排为主要任务，减少环境污染，积极应对日益严格的环境保护法规。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种去除钢铁反渗透浓水中邻甲苯酚和2-氯苯酚的工艺，解决了上述背景技术中所存在的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种去除钢铁反渗透浓水中邻甲苯酚和2-氯苯酚的工艺，包括进水泵、臭氧催化反应塔、臭氧发生器和排水泵，所述进水泵和臭氧发生器的输出端均与臭氧催化反应塔的输入端相连接，所述排水泵的输入端与臭氧催化反应塔的输出端相连接，所述臭氧催化反应塔的内部填充有多孔膨润土负载氧化锌催化剂；
所述进水泵将邻甲苯酚为25.1-52.3mg/L、2-氯苯酚为43.1-75.3mg/L、电导率为31260-42780μs/cm的钢铁反渗透浓水泵入到臭氧催化反应塔中，同时臭氧发生器产生的臭氧也进入到臭氧催化反应塔中，钢铁反渗透浓水在臭氧催化反应塔中停留的时间为25-43min；
然后通过排水泵将经过臭氧催化反应塔处理后的邻甲苯酚为3.4-6.7mg/L、2-氯苯酚为5.1-9.2mg/L、电导率为33120-43110μs/cm的钢铁反渗透浓水排放。
优选的，所述多孔膨润土负载氧化锌催化剂占整个臭氧催化反应塔的85-95％。
优选的，所述多孔膨润土负载氧化锌催化剂的制备方法如下：
S1、将膨润土和硅藻土按照质量比12-17∶1混合，机械搅拌11-17min，搅拌速度为56-75r/min，形成固体混合物；
S2、配制质量比为3-7％的硫酸溶液，配制质量比为2-5％的盐酸溶液，将两个酸溶液按照体积比1∶1混合，形成混酸溶液，将固体混合物和混酸溶液按照体积比1∶3-5混合，在40-45℃恒温震荡70-95min；
S3、将固体混合物过滤，蒸馏水反复洗涤至中性，在105℃干燥2-5h，机械细磨，过150-200目筛，即得到酸改性膨润土；
S4、将酸改性膨润土、碳粉和淀粉按照质量比20-35∶2∶1机械混合，形成酸改性膨润土混合物，配制质量比为5-11％的氧化锌溶液，将固体混合物和混酸溶液按照体积比5-8∶1混合，使之呈泥状可塑形态，挤压成条，陈化3-5h，105℃烘干4-5h，将固体样品放入马弗炉焙烧，以2-4℃/min的升温速率从室温升至345-445℃，恒温1.5-2.5h，冷却后得到多孔膨润土负载氧化锌催化剂。
优选的，所述步骤S4中，淀粉的作用为粘结剂。
(三)有益效果
本发明提供了一种去除钢铁反渗透浓水中邻甲苯酚和2-氯苯酚的工艺，具备以下有益效果：
本发明工艺一次性投资低；废液处理效果稳定；生产运行成本低；自动化程度高，操作简单。本发明充分体现了节能减排的效果，是环境友好型的绿色钢铁生产工艺。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
图中：1、进水泵；2、臭氧催化反应塔；3、臭氧发生器；4、多孔膨润土负载氧化锌催化剂；5、排水泵。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，一种去除钢铁反渗透浓水中邻甲苯酚和2-氯苯酚的工艺，包括进水泵1、臭氧催化反应塔2、臭氧发生器3和排水泵5，进水泵1和臭氧发生器3的输出端均与臭氧催化反应塔2的输入端相连接，排水泵5的输入端与臭氧催化反应塔2的输出端相连接，臭氧催化反应塔2的内部填充有多孔膨润土负载氧化锌催化剂4，多孔膨润土负载氧化锌催化剂4占整个臭氧催化反应塔2的95％；
进水泵1将邻甲苯酚为45.7mg/L、2-氯苯酚为67.1mg/L、电导率为35460μs/cm的钢铁反渗透浓水泵入到臭氧催化反应塔2中，同时臭氧发生器3产生的臭氧也进入到臭氧催化反应塔2中，钢铁反渗透浓水在臭氧催化反应塔2中停留的时间为35min；
然后通过排水泵5将经过臭氧催化反应塔2处理后的邻甲苯酚为5.1mg/L、2-氯苯酚为7.3mg/L、电导率为34700μs/cm的钢铁反渗透浓水排放。
多孔膨润土负载氧化锌催化剂4的制备方法如下：
S1、将膨润土和硅藻土按照质量比15∶1混合，机械搅拌13min，搅拌速度为65r/min，形成固体混合物；
S2、配制质量比为5％的硫酸溶液，配制质量比为4％的盐酸溶液，将两个酸溶液按照体积比1∶1混合，形成混酸溶液，将固体混合物和混酸溶液按照体积比1∶4混合，在45℃恒温震荡85min；
S3、将固体混合物过滤，蒸馏水反复洗涤至中性，在105℃干燥3h，机械细磨，过200目筛，即得到酸改性膨润土。混酸改性剂可去除分布于膨润土孔道中的可溶解物质和混杂的有机物等杂质，使孔道得到疏通，增加孔容，从而增大后续氧化锌的有效负载量；
S4、将酸改性膨润土、碳粉和淀粉按照质量比35∶2∶1机械混合，形成酸改性膨润土混合物，淀粉的作用为粘结剂，配制质量比为7％的氧化锌溶液，将固体混合物和混酸溶液按照体积比6∶1混合，使之呈泥状可塑形态，挤压成条，陈化5h，105℃烘干5h，将固体样品放入马弗炉焙烧，以4℃/min的升温速率从室温升至389℃，恒温2.5h，冷却后得到多孔膨润土负载氧化锌催化剂4。适量的炭粉和燃烧生成的CO2气体在逸出时能够在酸改性膨润土颗粒的内部和表面产生大量的微孔，增大了膨润土颗粒的比表面积，提高了催化剂与臭氧的有效接触面积。
实施例2
如图1所示，一种去除钢铁反渗透浓水中邻甲苯酚和2-氯苯酚的工艺，包括进水泵1、臭氧催化反应塔2、臭氧发生器3和排水泵5，进水泵1和臭氧发生器3的输出端均与臭氧催化反应塔2的输入端相连接，排水泵5的输入端与臭氧催化反应塔2的输出端相连接，臭氧催化反应塔2的内部填充有多孔膨润土负载氧化锌催化剂4，多孔膨润土负载氧化锌催化剂4占整个臭氧催化反应塔2的85％；
进水泵1将邻甲苯酚为29.2mg/L、2-氯苯酚为46.9mg/L、电导率为38790μs/cm的钢铁反渗透浓水泵入到臭氧催化反应塔2中，同时臭氧发生器3产生的臭氧也进入到臭氧催化反应塔2中，钢铁反渗透浓水在臭氧催化反应塔2中停留的时间为25min；
然后通过排水泵5将经过臭氧催化反应塔2处理后的邻甲苯酚为3.9mg/L、2-氯苯酚为6.5mg/L、电导率为39020μs/cm的钢铁反渗透浓水排放。
多孔膨润土负载氧化锌催化剂4的制备方法如下：
S1、将膨润土和硅藻土按照质量比12∶1混合，机械搅拌11min，搅拌速度为75r/min，形成固体混合物；
S2、配制质量比为7％的硫酸溶液，配制质量比为5％的盐酸溶液，将两个酸溶液按照体积比1∶1混合，形成混酸溶液，将固体混合物和混酸溶液按照体积比1∶3-5混合，在40℃恒温震荡70min；
S3、将固体混合物过滤，蒸馏水反复洗涤至中性，在105℃干燥2h，机械细磨，过150目筛，即得到酸改性膨润土。混酸改性剂可去除分布于膨润土孔道中的可溶解物质和混杂的有机物等杂质，使孔道得到疏通，增加孔容，从而增大后续氧化锌的有效负载量；
S4、将酸改性膨润土、碳粉和淀粉按照质量比20∶2∶1机械混合，形成酸改性膨润土混合物，淀粉的作用为粘结剂，配制质量比为11％的氧化锌溶液，将固体混合物和混酸溶液按照体积比8∶1混合，使之呈泥状可塑形态，挤压成条，陈化5h，105℃烘干5h，将固体样品放入马弗炉焙烧，以4℃/min的升温速率从室温升至445℃，恒温2.5h，冷却后得到多孔膨润土负载氧化锌催化剂4。适量的炭粉和燃烧生成的CO2气体在逸出时能够在酸改性膨润土颗粒的内部和表面产生大量的微孔，增大了膨润土颗粒的比表面积，提高了催化剂与臭氧的有效接触面积。
对比例1
按照实施例1中的水质，邻甲苯酚为45.7mg/L，2-氯苯酚67.1mg/L。
臭氧条件和实施例1一致，除本项目催化剂外，比较了普通膨润土催化剂，市售活性炭催化剂和钌铱催化剂。
对比例2
按照实施例2中的水质，邻甲苯酚为29.2mg/L，2-氯苯酚46.9mg/L。
臭氧条件和实施例2一致，除本项目催化剂外，比较了普通膨润土催化剂，市售活性炭催化剂和钌铱催化剂。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种去除钢铁反渗透浓水中邻甲苯酚和2-氯苯酚的工艺，包括进水泵（1）、臭氧催化反应塔（2）、臭氧发生器（3）和排水泵（5），其特征在于：所述进水泵（1）和臭氧发生器（3）的输出端均与臭氧催化反应塔（2）的输入端相连接，所述排水泵（5）的输入端与臭氧催化反应塔（2）的输出端相连接，所述臭氧催化反应塔（2）的内部填充有多孔膨润土负载氧化锌催化剂（4）；
所述进水泵（1）将邻甲苯酚为25.1-52.3mg/L、2-氯苯酚为43.1-75.3mg/L、电导率为31260-42780μs/cm的钢铁反渗透浓水泵入到臭氧催化反应塔（2）中，同时臭氧发生器（3）产生的臭氧也进入到臭氧催化反应塔（2）中，钢铁反渗透浓水在臭氧催化反应塔（2）中停留的时间为25-43min；
然后通过排水泵（5）将经过臭氧催化反应塔（2）处理后的邻甲苯酚为3.4-6.7mg/L、2-氯苯酚为5.1-9.2mg/L、电导率为33120-43110μs/cm的钢铁反渗透浓水排放。
2.根据权利要求1所述的一种去除钢铁反渗透浓水中邻甲苯酚和2-氯苯酚的工艺，其特征在于：所述多孔膨润土负载氧化锌催化剂（4）占整个臭氧催化反应塔（2）的85-95%。
3.根据权利要求1所述的一种去除钢铁反渗透浓水中邻甲苯酚和2-氯苯酚的工艺，其特征在于：所述多孔膨润土负载氧化锌催化剂（4）的制备方法如下：
S1、将膨润土和硅藻土按照质量比12-17∶1混合，机械搅拌11-17min，搅拌速度为56-75r/min，形成固体混合物；
S2、配制质量比为3-7%的硫酸溶液，配制质量比为2-5%的盐酸溶液，将两个酸溶液按照体积比1∶1混合，形成混酸溶液，将固体混合物和混酸溶液按照体积比1∶3-5混合，在40-45℃恒温震荡70-95min；
S3、将固体混合物过滤，蒸馏水反复洗涤至中性，在105℃干燥2-5h，机械细磨，过150-200目筛，即得到酸改性膨润土；
S4、将酸改性膨润土、碳粉和淀粉按照质量比20-35∶2∶1机械混合，形成酸改性膨润土混合物，配制质量比为5-11%的氧化锌溶液，将固体混合物和混酸溶液按照体积比5-8∶1混合，使之呈泥状可塑形态，挤压成条，陈化3-5h，105℃烘干4-5h，将固体样品放入马弗炉焙烧，以2-4℃/min的升温速率从室温升至345-445℃，恒温1.5-2.5h，冷却后得到多孔膨润土负载氧化锌催化剂（4）。
4.根据权利要求3所述的一种去除钢铁反渗透浓水中邻甲苯酚和2-氯苯酚的工艺，其特征在于：所述步骤S4中，淀粉的作用为粘结剂。
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