CN213506432U - 一种草甘膦生产废水的处理系统 - Google Patents

一种草甘膦生产废水的处理系统 Download PDF

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李磊
孟为民
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杨国强
田洪舟
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Abstract

本实用新型提供了一种草甘膦生产废水的处理系统,包括:草甘膦废水氧化器、微界面发生器、初滤沉降池等;通过微界面发生器破碎氧气使其形成微米尺度的微米级气泡,微米级气泡具备常规气泡所不具备的理化性质,由球体体积及表面积的计算公式可知,在总体积不变的情况下,气泡的总表面积与单个气泡直径成反比,由此可知微米级气泡的总表面积巨大,使微米级气泡与草甘膦废水混合形成气液混合物,以增大气液两相的接触面积,达到在较低的预设条件下,使草甘膦废水得到充分的氧化分解,有效降低草甘膦生产废水处理的产业化难度。

Description

一种草甘膦生产废水的处理系统
技术领域
本实用新型总地涉及农药废水处理领域,且更具体地涉及一种草甘膦生产废水的处理系统。
背景技术
草甘膦作为一种高效低毒的除草剂,在当前农业生产中得到了广泛的使用。它的化学名称为N-膦羧甲基甘氨酸,也称镇草宁,磷甘酸。目前,国内的草甘膦生产能力约为60万t/年,且仍以每年10%的增长速度高速增长,草甘膦的主要生产工艺有DIA法和二甲酯法,据统计每生产1t的草甘膦约产生4.5t的草甘膦母液及10至12t的含磷废水,而且该废水的有机物含量、盐含量、COD等较高,难以降解。
草甘膦废水因COD值高、浓度高、含盐量高、难降解,成为草甘膦生产企业所面对技术难题。针对草甘膦废水的处理方法包括氧化法、沉淀法、树脂吸附法、微电解法及生物法,其中加压空气或氧气氧化法是在200℃以上,强酸条件下通入空气或氧气进行的氧化分解反应,使草甘膦废水中大分子有机物分解,有机磷大都被氧化为磷酸及其盐,处理效果好,氧化剂成本较低,但该方法对设备的要求较高、压力高、温度高、酸性强、能耗较大,产业化难度较大。
实用新型内容
在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念,这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为至少部分地解决上述技术问题,本实用新型提供了一种草甘膦生产废水的处理系统,包括:
草甘膦废水氧化器,所述草甘膦废水氧化器用以为草甘膦废水提供氧化分解反应场所;
微界面发生器,所述微界面发生器将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给气体反应物,将气体反应物破碎形成直径≥1μm、且<1mm的微米级气泡以提高气体反应物与液体反应物之间的传质面积,减小液膜厚度,降低传质阻力,并在破碎后将液体反应物与气体反应物的微米级气泡混合形成气液混合物,以在预设操作条件范围内强化液体反应物与气体反应物之间的传质效率和反应效率;
初滤沉降池,所述初滤沉降池用以将草甘膦废水中大颗粒杂质进行沉降滤除;
调酸池,所述调酸池用以调节草甘膦废水酸度使其适合于后续氧化分解;
厌氧污泥床反应器,所述厌氧污泥床反应器用以对经氧化分解完毕的草甘膦废水进行生化处理;
活性炭过滤池,所述活性炭过滤池用于过滤由所述厌氧污泥床反应器流出的污水;
换热器,所述换热器用以对待氧化的草甘膦废水和氧化完毕的草甘膦废水进行热交换;
加热器,所述加热器用以对待氧化的草甘膦废水和氧气气源进行加热。
优选的,所述微界面发生器为气动式微界面发生器,所述微界面发生器位于所述草甘膦废水氧化器内,所述微界面发生器用以将氧气破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至所述草甘膦废水氧化器内与草甘膦废水混合形成气液混合物。
优选的,所述初滤沉降池内外部分别设置有不锈钢丝过滤网和第一泵体,所述第一泵体用以将草甘膦废水传输至所述初滤沉降池内,所述不锈钢丝过滤网用于滤除草甘膦废水中大颗粒杂质。
优选的,所述调酸池与所述初滤沉降池和所述换热器相连通,所述调酸池上连通设置有加酸管,所述加酸管用以向所述调酸池内加酸以减小草甘膦废水PH值。
优选的,所述草甘膦废水氧化池与所述调酸池相连通,所述草甘膦废水氧化器的侧部设置有压缩机和第二泵体,所述压缩机用以将氧气传输至所述微界面发生器,所述第二泵体用以将氧化分解完毕的草甘膦废水传递至所述换热器内。
优选的,所述厌氧污泥床反应器与所述换热器相连通,所述厌氧污泥床反应器的侧部设置有真空器、第三泵体和第四泵体,所述厌氧污泥床反应器的内部由上至下设置有沼气区、清水区、填料区和污泥区,所述真空器用以维持所述厌氧污泥床反应器内无氧环境,所述第三泵体和所述第四泵体分别用于排出所述厌氧污泥床反应器内的污水和污泥。
优选的,所述加热器包括:
第一加热器,所述第一加热器用以对待进入所述草甘膦废水氧化器内的氧气进行加热;
第二加热器,所述第二加热器用以对待进入所述草甘膦废水氧化器内的草甘膦废水进行加热。
优选的,所述活性炭过滤池与所述厌氧污泥床反应器相连通,所述活性炭过滤池内设置有多层活性炭颗粒板。
优选的,所述厌氧污泥床反应器上端连通设置有排气管。
优选的,所述调酸池内草甘膦废水的PH值为4-5.5。
在本实用新型的一些实施例中,本实用新型通过微界面发生器破碎氧气使其形成微米尺度的微米级气泡,微米级气泡具备常规气泡所不具备的理化性质,由球体体积及表面积的计算公式可知,在总体积不变的情况下,气泡的总表面积与单个气泡直径成反比,由此可知微米级气泡的总表面积巨大,使微米级气泡与草甘膦废水混合形成气液混合物,以增大气液两相的接触面积,达到在较低的预设条件下,使草甘膦废水得到充分的氧化分解,有效降低草甘膦生产废水处理的产业化难度。
附图说明
为了使本实用新型的优点更容易理解,将通过参考在附图中示出的具体实施方式更详细地描述上文简要描述的本实用新型。可以理解这些附图只描绘了本实用新型的典型实施方式,因此不应认为是对其保护范围的限制,通过附图以附加的特性和细节描述和解释本实用新型。
图1为本实用新型草甘膦生产废水的处理系统实施例示意图。
附图标记说明:
1:草甘膦废水氧化器
2:微界面发生器
3:初滤沉降池
4:调酸池
5:厌氧污泥床反应器
6:活性炭过滤池
7:换热器
81:第一加热器
82:第二加热器
9:第一泵体
10:加酸管
11:压缩机
12:第二泵体
13:真空器
14:第三泵体
15:第四泵体
16:沼气区
17:清水区
18:填料区
19:污泥区
20:活性炭颗粒板
具体实施方式
在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员来说显而易见的是,本实用新型实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本实用新型实施方式发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底了解本实用新型实施方式,将在下列的描述中提出详细的结构。显然,本实用新型实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施方式详细描述如下,然而除了这些详细描述外,本实用新型还可以具有其他实施方式。
如图1所示,本实用新型提供了一种草甘膦生产废水的处理系统,包括:
草甘膦废水氧化器1,所述草甘膦废水氧化器用以为草甘膦废水提供氧化分解反应场所;
微界面发生器2,所述微界面发生器将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给气体反应物,将气体反应物破碎形成直径≥1μm、且<1mm的微米级气泡以提高气体反应物与液体反应物之间的传质面积,减小液膜厚度,降低传质阻力,并在破碎后将液体反应物与气体反应物的微米级气泡混合形成气液混合物,以在预设操作条件范围内强化液体反应物与气体反应物之间的传质效率和反应效率;
初滤沉降池3,所述初滤沉降池用以将草甘膦废水中大颗粒杂质进行沉降滤除;
调酸池4,所述调酸池用以调节草甘膦废水酸度使其适合于后续氧化分解;
厌氧污泥床反应器5,所述厌氧污泥床反应器用以对经氧化分解完毕的草甘膦废水进行生化处理;
活性炭过滤池6,所述活性炭过滤池用于过滤由所述厌氧污泥床反应器流出的污水;
换热器7,所述换热器用以对待氧化的草甘膦废水和氧化完毕的草甘膦废水进行热交换;
加热器,所述加热器用以对待氧化的草甘膦废水和氧气气源进行加热。
具体而言,所述微界面发生器为气动式微界面发生器,所述微界面发生器位于所述草甘膦废水氧化器内,所述微界面发生器用以将氧气破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至所述草甘膦废水氧化器内与草甘膦废水混合形成气液混合物。
具体而言,所述初滤沉降池内外部分别设置有不锈钢丝过滤网和第一泵体9,所述第一泵体用以将草甘膦废水传输至所述初滤沉降池内,所述不锈钢丝过滤网用于滤除草甘膦废水中大颗粒杂质。
具体而言,所述调酸池与所述初滤沉降池和所述换热器相连通,所述调酸池上连通设置有加酸管10,所述加酸管用以向所述调酸池内加酸以减小草甘膦废水PH值。
具体而言,所述草甘膦废水氧化池与所述调酸池相连通,所述草甘膦废水氧化器的侧部设置有压缩机11和第二泵体12,所述压缩机用以将氧气传输至所述微界面发生器,所述第二泵体用以将氧化分解完毕的草甘膦废水传递至所述换热器内。
具体而言,所述厌氧污泥床反应器与所述换热器相连通,所述厌氧污泥床反应器的侧部设置有真空器13、第三泵体14和第四泵体15,所述厌氧污泥床反应器的内部由上至下设置有沼气区16、清水区17、填料区18和污泥区19,所述真空器用以维持所述厌氧污泥床反应器内无氧环境,所述第三泵体和所述第四泵体分别用于排出所述厌氧污泥床反应器内的污水和污泥。
具体而言,所述加热器包括:
第一加热器81,所述第一加热器用以对待进入所述草甘膦废水氧化器内的氧气进行加热;
第二加热器82,所述第二加热器用以对待进入所述草甘膦废水氧化器内的草甘膦废水进行加热。
具体而言,所述活性炭过滤池与所述厌氧污泥床反应器相连通,所述活性炭过滤池内设置有多层活性炭颗粒板20。
具体而言,所述厌氧污泥床反应器的上端连通设置有排气管。
本实用新型还提供了一种使用草甘膦生产废水的处理系统的草甘膦生产废水处理方法,其方法包括如下步骤:
步骤1:通过第一泵体工作,将外部草甘膦废水引入初滤沉降池内,草甘膦废水中大颗粒杂质被初滤沉降池中不锈钢丝滤网滤除;
步骤2:步骤1中经初滤后的草甘膦废水在重力作用下进入调酸池内,通过加酸管向调酸池内加酸以减小草甘膦废水PH值;
步骤3:第二泵体工作,将调酸池内草甘酸废水引流至草甘膦废水氧化器内,途径第二加热器被加热后进入草甘膦废水氧化器内,压缩机工作,将经过第一加热器加热的氧气传输至微界面发生器内,通过微界面发生器工作,将氧气破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至草甘膦废水氧化器内与草甘膦废水混合形成气液混合物,氧气与草甘膦废水进行氧化分解反应,将草甘膦废水中大分子有机物氧化分解成小分子物质;
步骤4:氧化分解完毕的草甘膦废水被传输至换热器内,换热器将草甘膦废水氧化器内经氧化分解后的高温废水与调酸池内待进入草甘膦废水氧化器内的草甘膦废水进行换热,换热后进入降温进入厌氧污泥床反应器内;
步骤5:厌氧污泥床反应器内填料区厌氧微生物将草甘膦废水继续进行生化分解,分解出的气体上升至沼气区,固体沉降至污泥区,其余废水留置清水区;
步骤6:通过第三泵体和第四泵体工作,排出厌氧污泥床反应器内的污水和污泥,污水经活性炭过滤池过滤排出。
运用本实用新型草甘膦废水处理系统及方法对草甘膦废水(CODcr=12500mg/L)进行处理,并以现有氧化法对相同兰炭进行处理作为对比例,处理条件及结果如下表:
反应温度℃ 反应压力Mpa 草甘膦废水PH CODcrmg/L
实施例 180 1 5 70.5
对比例 210 2 3 230.0
除非另有定义,本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的,不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“部件”等术语既可以表示单个的零件,也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件,也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式,除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明,但应当理解的是,上述实施方式只是用于举例和说明的目的,而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是,根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改,这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。

Claims (9)

1.一种草甘膦生产废水的处理系统,其特征在于,包括:
草甘膦废水氧化器,所述草甘膦废水氧化器用以为草甘膦废水提供氧化分解反应场所;
微界面发生器,所述微界面发生器将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给气体反应物,将气体反应物破碎形成直径≥1μm、且<1mm的微米级气泡以提高气体反应物与液体反应物之间的传质面积,减小液膜厚度,降低传质阻力,并在破碎后将液体反应物与气体反应物的微米级气泡混合形成气液混合物,以在预设操作条件范围内强化液体反应物与气体反应物之间的传质效率和反应效率;
初滤沉降池,所述初滤沉降池用以将草甘膦废水中大颗粒杂质进行沉降滤除;
调酸池,所述调酸池用以调节草甘膦废水酸度使其适合于后续氧化分解;
厌氧污泥床反应器,所述厌氧污泥床反应器用以对经氧化分解完毕的草甘膦废水进行生化处理;
活性炭过滤池,所述活性炭过滤池用于过滤由所述厌氧污泥床反应器流出的污水;
换热器,所述换热器用以对待氧化的草甘膦废水和氧化完毕的草甘膦废水进行热交换;
加热器,所述加热器用以对待氧化的草甘膦废水和氧气气源进行加热。
2.根据权利要求1所述的一种草甘膦生产废水的处理系统,其特征在于,所述微界面发生器为气动式微界面发生器,所述微界面发生器位于所述草甘膦废水氧化器内,所述微界面发生器用以将氧气破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至所述草甘膦废水氧化器内与草甘膦废水混合形成气液混合物。
3.根据权利要求2所述的一种草甘膦生产废水的处理系统,其特征在于,所述初滤沉降池内外部分别设置有不锈钢丝过滤网和第一泵体,所述第一泵体用以将草甘膦废水传输至所述初滤沉降池内,所述不锈钢丝过滤网用于滤除草甘膦废水中大颗粒杂质。
4.根据权利要求2所述的一种草甘膦生产废水的处理系统,其特征在于,所述调酸池与所述初滤沉降池和所述换热器相连通,所述调酸池上连通设置有加酸管,所述加酸管用以向所述调酸池内加酸以减小草甘膦废水PH值。
5.根据权利要求2所述的一种草甘膦生产废水的处理系统,其特征在于,所述草甘膦废水氧化池与所述调酸池相连通,所述草甘膦废水氧化器的侧部设置有压缩机和第二泵体,所述压缩机用以将氧气传输至所述微界面发生器,所述第二泵体用以将氧化分解完毕的草甘膦废水传递至所述换热器内。
6.根据权利要求2所述的一种草甘膦生产废水的处理系统,其特征在于,所述厌氧污泥床反应器与所述换热器相连通,所述厌氧污泥床反应器的侧部设置有真空器、第三泵体和第四泵体,所述厌氧污泥床反应器的内部由上至下设置有沼气区、清水区、填料区和污泥区,所述真空器用以维持所述厌氧污泥床反应器内无氧环境,所述第三泵体和所述第四泵体分别用于排出所述厌氧污泥床反应器内的污水和污泥。
7.根据权利要求2所述的一种草甘膦生产废水的处理系统,其特征在于,所述加热器包括:
第一加热器,所述第一加热器用以对待进入所述草甘膦废水氧化器内的氧气进行加热;
第二加热器,所述第二加热器用以对待进入所述草甘膦废水氧化器内的草甘膦废水进行加热。
8.根据权利要求2所述的一种草甘膦生产废水的处理系统,其特征在于,所述活性炭过滤池与所述厌氧污泥床反应器相连通,所述活性炭过滤池内设置有多层活性炭颗粒板。
9.根据权利要求6所述的一种草甘膦生产废水的处理系统,其特征在于,所述厌氧污泥床反应器上端连通设置有排气管。
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