申請日2015.06.18
公開(公告)日2016.12.28
IPC分類號C02F9/14
摘要
本發(fā)明為一種結(jié)合生化與催化臭氧氧化的污水處理工藝方法，其特征在于，該工藝可回收利用生化單元和催化臭氧氧化單元的活性炭，解決工業(yè)污水處理活性炭使用量大、運(yùn)行成本高和催化臭氧氧化催化劑效用降低的技術(shù)問題。本發(fā)明提供的技術(shù)方案為利用生化系統(tǒng)的活性炭回收WAR單元回收催化臭氧氧化單元的活性炭催化劑，可以在不增加處理單元的條件下回收催化活性降低的活性炭催化劑，再生的催化劑可再次作為催化劑使用，減少企業(yè)吸附活性炭和催化劑活性炭的用量。本發(fā)明可用于煉化企業(yè)污水處理領(lǐng)域，尤其適用于對污水處理系統(tǒng)進(jìn)行的提標(biāo)改造。
摘要附圖
權(quán)利要求書
1.一種煉化污水催化臭氧氧化處理方法，其特征在于，包括如下步驟：
�、贌捇鬯M(jìn)入A/O生化單元，向缺氧池A池投加粉末活性炭，經(jīng)過攪拌混合充分，并與菌膠團(tuán)結(jié)合，然后進(jìn)入好氧池O池;
②好氧池O池出水進(jìn)入二沉池，二沉池設(shè)置污泥回流至A池;
二沉池活性炭污泥定期送至WAR中進(jìn)行濕式再生，濕式再生后得到的活性炭用于補(bǔ)充A/O池?fù)p失的活性炭或用于補(bǔ)充至催化臭氧氧化塔，濕式再生后的剩余污泥輸送至污泥處置單元;
③二沉池出水經(jīng)過砂濾池去除懸浮物再進(jìn)入催化臭氧氧化塔，催化臭氧氧化塔內(nèi)裝填的活性炭催化劑定期輸送至WAR中進(jìn)行再生，再生后得到的活性炭用于補(bǔ)充A/O池?fù)p失的活性炭或用于補(bǔ)充至催化臭氧氧化塔;
④催化臭氧氧化塔出水進(jìn)入中間水池，中間水池設(shè)有活性炭分離裝置，活性炭分離裝置分離出水中的活性炭，并輸送回催化臭氧氧化塔繼續(xù)使用;
�、葜虚g水池出水進(jìn)入曝氣生物濾池，曝氣生物濾池出水外排。
2.如權(quán)利要求1所述的煉化污水催化臭氧氧化處理方法，其特征在于，步驟①中所述煉化污水為經(jīng)過預(yù)處理后的煉化污水，所述預(yù)處理為隔油和/或氣浮。
3.如權(quán)利要求1所述的煉化污水催化臭氧氧化處理方法，其特征在于，步驟①中，A池投加活性炭量為40～150mg/L;
所述A/O系統(tǒng)水力停留時間為6～20h/12～48h;COD的容積負(fù)荷比為0.3～1.5kg COD/m3·d;污泥內(nèi)回流比為200%～300%，污泥外回流比為80%～100%;污泥濃度為2～10g/L;好氧池曝氣強(qiáng)度為5～12m3/m2·h。
4.如權(quán)利要求1所述的煉化污水催化臭氧氧化處理方法，其特征在于，步驟②中，二沉池水力停留時間為0.5～2.0h。
5.如權(quán)利要求1所述的煉化污水催化臭氧氧化處理方法，其特征在于，步驟③中，所述砂濾池的濾料采用石英砂、無煙煤、錳砂、活性炭中的一種或多種，濾速為3～10m/h。
6.如權(quán)利要求5所述的煉化污水催化臭氧氧化處理方法，其特征在于，砂濾池的濾料為活性炭時，定期將活性炭輸送至所述WAR中進(jìn)行再生利用。
7.如權(quán)利要求1所述的煉化污水催化臭氧氧化處理方法，其特征在于，步驟③中，所述催化臭氧氧化塔水力停留時間為0.5～3.0h;臭氧投加量為20～80mg/L。
8.如權(quán)利要求1所述的煉化污水催化臭氧氧化處理方法，其特征在于，步驟③中，催化臭氧氧化塔內(nèi)裝填的活性炭催化劑，為煤、木材、椰殼或果殼制成的粉末活性炭或顆粒活性炭或負(fù)載有金屬化合物的粉末活性炭或負(fù)載有金屬化合物的顆�；钚蕴�。
9.如權(quán)利要求8所述的煉化污水催化臭氧氧化處理方法，其特征在于，所述金屬化合物為氧化銅、氧化鐵，氧化鈰、氧化錳、氧化鈷、氧化鎳、氧化鉻、氧化釕、氧化鉬、氧化銀、氧化鈦、氧化釩中的一種或多種。
10.如權(quán)利要求1所述的煉化污水催化臭氧氧化處理方法，其特征在于，步驟④中，中間水池水力停留時間為0.5～2.5h。
11.如權(quán)利要求1所述的煉化污水催化臭氧氧化處理方法，其特征在于，步驟⑤中，所述曝氣生物濾池為上流式，填料為陶粒、沸石、無煙煤、麥飯石、纖維球或氧化鋁的一種，濾速為2～8m/h;氣水比為3:1～5:1;反沖洗周期為36～120h。
12.如權(quán)利要求1所述的煉化污水催化臭氧氧化處理方法，其特征在于，所述WAR反應(yīng)溫度為180～300℃;壓力為4.0～8.0MPa。
說明書
一種煉化污水催化臭氧氧化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種煉化污水處理方法，更具體地涉及一種可回收催化劑的煉化污水催化臭氧氧化處理方法。
背景技術(shù)
隨著石油資源的劣質(zhì)化，煉化企業(yè)產(chǎn)生的污水水質(zhì)越來越差，同時環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)卻更加嚴(yán)格，導(dǎo)致煉化企業(yè)污水處理難度加大。多數(shù)煉化企業(yè)原有的污水處理系統(tǒng)已不能滿足環(huán)保要求，需要進(jìn)行提標(biāo)改造。
A/O系統(tǒng)是去除污染物的有效手段，為了提高A/O系統(tǒng)的處理效果，在缺氧池中投加一定量的粉末活性炭，利用活性炭對有機(jī)物的良好吸附性能去除污水中的有機(jī)物。通過濕式氧化法將二沉池排出的活性炭污泥進(jìn)行再生，去除活性炭中吸附的有機(jī)物，使活性炭恢復(fù)吸附能力，回收再次利用，既提高了A/O系統(tǒng)的處理效果，又減少了活性炭的用量，這就是PACT-WAR(粉末活性炭-濕式空氣再生)工藝。
經(jīng)過A/O系統(tǒng)處理的污水中還含有難生物降解的有機(jī)物，這些污染物可以通過催化臭氧氧化方式去除。催化臭氧氧化法利用催化臭氧產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性羥基自由基分解有機(jī)物，可有效地去除污水中的氨氮，降低污水COD和TOC。
活性炭能夠催化臭氧產(chǎn)生羥基自由基，可作為催化臭氧氧化的催化劑使用(尚會建等，化工環(huán)保，2012，32(5)：405-408)。中國發(fā)明專利CN201010273694.8公開了一種利用城市污水處理廠剩余污泥制備的活性炭催化劑，催化臭氧氧化水中的微量藥物，可達(dá)到99%以上的去除率。中國發(fā)明專利CN03123392.9公開了一種包括活性炭催化臭氧氧化和生物活性炭兩個單元的水處理技術(shù)。另一篇中國發(fā)明專利CN201310088861.5公開了利用活性炭催化臭氧氧化處理焦化廢水的方法，隨出水流出的活性炭經(jīng)過分離可重新投入反應(yīng)器中，焦化廢水COD去除率可達(dá)60%以上，揮發(fā)酚去除率可達(dá)90%以上。
活性炭還可以作為載體負(fù)載過渡金屬元素，作為催化臭氧氧化的催化劑使用。有的研究還表明，活性炭作為載體還優(yōu)于Al2O3和SiO2載體(周云瑞等，清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2007，47(9)：1481-1484)。中國專利CN200910032210.8公開了一種活性炭負(fù)載銅的催化劑催化臭氧氧化垃圾滲濾液，COD去除率達(dá)80%以上，氨氮去除率高達(dá)97.5%以上。中國發(fā)明專利201310085997.0公開了一種利用活性炭顆粒負(fù)載金屬化合物催化臭氧氧化深度處理煤化工廢水的制備方法。中國發(fā)明專利CN201210178342.3公開了一種負(fù)載有銅、鐵、錳、鉬鎳化合物的活性炭催化劑，懸浮在反應(yīng)器中構(gòu)成非均相催化氧化體系，可大幅度消減廢水的生物毒性、有機(jī)污染物和色度。
活性炭催化劑被長期使用后，其表面化學(xué)性質(zhì)會發(fā)生改變，吸附性能降低，導(dǎo)致催化活性降低，因此需要定期對其進(jìn)行再生處理(劉正乾等，中國給水排水，2010，26(4)：6-9,14)。但是目前還沒有活性炭催化劑再生的相關(guān)報道。
PACT-WAR工藝中具有活性炭WAR再生的裝置，在高溫高壓條件下，該裝置可將過剩的生物污泥摧毀并氧化活性炭中吸附的污染物質(zhì)，從而再生廢棄活性炭，并回收再使用。WAR再生可以恢復(fù)活性炭的吸附能力，重新投入A/O中再利用，活性炭催化劑經(jīng)過WAR再生也可恢復(fù)催化性能，因此利用PACT-WAR系統(tǒng)對催化臭氧氧化的活性炭催化劑進(jìn)行再生可以減少投資和運(yùn)行成本。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決活性炭催化劑被長期使用后催化活性降低的問題，本發(fā)明提供一種可回收催化劑的煉化污水催化臭氧氧化處理方法，利用PACT-WAR系統(tǒng)對活性炭催化劑進(jìn)行再生，活性炭再生率可達(dá)80%以上，可最大限度的利用活性炭，提高污水處理效果，同時降低投資和運(yùn)行成本，為煉化企業(yè)的提標(biāo)改造工程提供優(yōu)選技術(shù)方案。
如圖1所示，本發(fā)明提供的工藝方案如下：
①煉化污水經(jīng)過隔油、氣浮等預(yù)處理后進(jìn)入A/O生化單元，向缺氧池A池投加粉末活性炭，經(jīng)過攪拌混合充分，并與菌膠團(tuán)結(jié)合，粉末活性炭與菌膠團(tuán)結(jié)合后不易漂浮在水面，然后進(jìn)入好氧池O池
A/O生化單元中，利用粉末活性炭的吸附作用吸附污水中的有機(jī)物，活性炭還可與微生物產(chǎn)生協(xié)同作用，促進(jìn)微生物的生化降解作用。
�、诤醚醭豋池出水進(jìn)入二沉池，二沉池設(shè)置污泥回流至A池，定期將二沉池活性炭污泥全部送至WAR中進(jìn)行濕式再生，再生的活性炭輸送至活性炭儲罐中，濕式再生后的剩余污泥輸送至污泥處置單元。A/O池?fù)p失的活性炭由活性炭儲罐進(jìn)行補(bǔ)充。
③二沉池出水經(jīng)過砂濾池去除懸浮物再進(jìn)入催化臭氧氧化塔，污水在此發(fā)生催化臭氧氧化反應(yīng)，去除難以被A/O系統(tǒng)降解的有機(jī)物，經(jīng)過催化臭氧氧化的污水中的難降解大分子經(jīng)過開環(huán)斷鏈，可提高其可生化性;
催化臭氧氧化塔內(nèi)裝填的活性炭催化劑定期輸送至WAR中進(jìn)行再生，再生的活性炭輸送至活性炭儲罐中，可由活性炭儲罐補(bǔ)充催化臭氧氧化塔內(nèi)裝填的活性炭催化劑;
所述催化臭氧氧化塔內(nèi)裝填的活性炭催化劑可為：粉末活性炭，或裝填顆�；钚蕴�，或裝填負(fù)載有金屬化合物的粉末活性炭，或裝填負(fù)載有金屬化合物的顆�；钚蕴�;
臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧進(jìn)入催化臭氧氧化塔內(nèi)，通過布?xì)獍宀細(xì)狻?/P>
�、艽呋粞跹趸鏊M(jìn)入中間水池停留一定時間，中間水池設(shè)有活性炭分離裝置，一方面分離水中的活性炭，一方面保證水中無殘余臭氧再進(jìn)入曝氣生物濾池。中間水池分離出來的活性炭輸送回至催化臭氧氧化塔繼續(xù)使用。
⑤中間水池出水進(jìn)入曝氣生物濾池，一方面過濾水中的懸浮物，一方面對經(jīng)過催化臭氧氧化的污水再次生化，去除水中殘余的污染物，出水進(jìn)入出水池排放。
A/O系統(tǒng)、砂濾池和催化臭氧氧化塔中的活性炭可分別進(jìn)行再生利用，也可合并一起再生利用，活性炭再生率可達(dá)80%以上。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)輸入水質(zhì)條件確定A池投加活性炭量為40～150mg/L，優(yōu)選為60～120mg/L。
所述A/O系統(tǒng)水力停留時間為6～20h/12～48h，優(yōu)選為8～16h/16～30h;COD的容積負(fù)荷比為0.3～1.5kg COD/m3·d，優(yōu)選為0.5～1.2kg COD/m3·d;污泥內(nèi)回流比為200%～300%，污泥外回流比為80%～100%;污泥濃度為2～10g/L，優(yōu)選為4～8g/L;好氧池曝氣強(qiáng)度為5～12m3/m2·h，優(yōu)選為7～10m3/m2·h;二沉池水力停留時間為0.5～2.0h。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述砂濾池的濾料采用石英砂、無煙煤、錳砂、活性炭中的一種或多種，所述濾料為活性炭時可定期將活性炭輸送至所述WAR中進(jìn)行再生利用。濾速為3～10m/h，優(yōu)選為4～8m/h。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述催化臭氧氧化塔水力停留時間為0.5～3.0h，優(yōu)選為0.5～1.5h;臭氧投加量為20～80mg/L，優(yōu)選為30～60mg/L;臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧濃度為20～100mg/L，優(yōu)選為40～80mg/L。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，催化臭氧氧化塔內(nèi)填裝活性炭催化劑，所述催化劑為煤、木材、椰殼或果殼制成的粉末活性炭或顆粒活性炭或負(fù)載有金屬化合物的粉末活性炭或負(fù)載有金屬化合物的顆�；钚蕴�。
所述金屬化合物為氧化銅、氧化鐵，氧化鈰、氧化錳、氧化鈷、氧化鎳、氧化鉻、氧化釕、氧化鉬、氧化銀、氧化鈦、氧化釩中的一種或多種。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述中間水池設(shè)置有活性炭分離裝置，將分離得到的活性炭輸送至催化臭氧氧化塔中，所述水力停留時間為0.5～2.5h，優(yōu)選為0.5～1.5h。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述曝氣生物濾池為上流式，填料為陶粒、沸石、無煙煤、麥飯石、纖維球或氧化鋁的一種，濾速為2～8m/h，優(yōu)選為3～5m/h;氣水比為3:1～5:1;反沖洗周期為36～120h，優(yōu)選為48～96h。
曝氣生物濾池作用是進(jìn)一步生化降解臭氧催化氧化后可生化性的污水中的BOD，并通過濾料去除污水的懸浮物，最終處理的污水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行排放。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述WAR反應(yīng)溫度為180～300℃，優(yōu)選為200～260℃;壓力為4.0～8.0MPa，優(yōu)選為5.0～7.0MPa。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)質(zhì)性區(qū)別在于，本發(fā)明提供了一種將PACT-WAR工藝和催化臭氧氧化有機(jī)結(jié)合的污水處理方法，催化臭氧氧化使用的活性炭催化劑可通過WAR進(jìn)行再生重復(fù)利用，重復(fù)再生率達(dá)80%以上，特別適用于煉化污水的深度處理。
本發(fā)明的有益效果是：本工藝技術(shù)路線可實(shí)現(xiàn)污水的深度處理，通過利用PACT-WAR工藝中的WAR再生回收活性炭催化劑，減少企業(yè)建設(shè)投資，減少活性炭催化劑用量，因此可降低污水處理廠運(yùn)營成本。本發(fā)明提供的工藝易于對污水廠原有生化系統(tǒng)進(jìn)行升級改造，可實(shí)現(xiàn)煉化污水的深度處理，使排放污水滿足新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
