公布日：2022.11.01
申請日：2022.07.14
分類號：C02F9/04(2006.01)I;C02F9/14(2006.01)I;C02F1/56(2006.01)N;C02F1/66(2006.01)N;C02F1/467(2006.01)N
摘要
本申請公開了一種自調(diào)酸度的多相催化氧化深度處理廢水的工藝，包括：生化出水經(jīng)過濾處理后送入陽離子交換反應器中；監(jiān)測陽離子交換反應器內(nèi)廢水的pH：當pH>5時，繼續(xù)進行離子交換反應；當pH自調(diào)節(jié)至3～5范圍內(nèi)時，將陽離子交換反應器出水送入填充有鐵碳填料的多相催化氧化反應器中，同時向多相催化氧化反應器中投入氧化劑并進行曝氣，進行多相催化氧化反應；多相催化氧化反應器出水依次經(jīng)中和、混凝、沉淀后達標排放。本申請將陽離子交換與多相催化氧化相結(jié)合，有機糅合了誘發(fā)、催化和協(xié)同效應，通過陽離子交換、電子轉(zhuǎn)移、加成反應，破鏈斷鍵，在無需外加酸調(diào)酸度的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)對廢水中污染物COD的快速高效去除。
權利要求書
1.一種自調(diào)酸度的多相催化氧化深度處理廢水的工藝，其特征在于，包括：生化出水經(jīng)過濾處理后送入填充有陽離子交換劑的陽離子交換反應器中，在陽離子交換反應器內(nèi)，廢水中的陽離子與陽離子交換劑的H+進行交換，酸化廢水，自動調(diào)節(jié)陽離子交換反應器內(nèi)廢水的pH值；監(jiān)測陽離子交換反應器內(nèi)廢水的pH：當pH>5時，繼續(xù)留在陽離子交換反應器內(nèi)進行離子交換反應；當pH自調(diào)節(jié)至3-5范圍內(nèi)時，將陽離子交換反應器出水送入填充有鐵碳填料的多相催化氧化反應器中，同時向多相催化氧化反應器中投入氧化劑并進行曝氣，進行多相催化氧化反應；多相催化氧化反應器出水送入后反應池，向后反應池內(nèi)投加堿液和混凝劑；后反應池出水送入沉淀池進行沉淀處理后達標排放。
2.根據(jù)權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述陽離子交換劑為氫型強酸性陽離子交換樹脂。
3.根據(jù)權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述陽離子交換劑的填充高度為陽離子交換反應器高度的75-85％。
4.根據(jù)權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述陽離子交換反應器具有反應器出水總管；所述陽離子交換反應器內(nèi)由豎向設置的隔板分隔為若干個反應單元；每個反應單元內(nèi)均填充有陽離子交換劑；每個反應單元均各自獨立地設置出水支管并通過該出水支管連接所述反應器出水總管，每個出水支管上各自獨立地設置出水電動閥，所述反應器出水總管的出口接入所述多相催化氧化反應器；每個隔板上均開設隔板出水孔，每個隔板出水孔均各自獨立地配置過水閘門，每個反應單元內(nèi)均各自獨立地設置pH在線監(jiān)測計，除最有一個反應單元外，每個反應單元的出水電動閥和過水閘門均與該反應單元內(nèi)的pH在線監(jiān)測計相關聯(lián)；最后一個反應單元內(nèi)設置浮球液位控制器，最后一個反應單元的出水電動閥與該反應單元內(nèi)的pH在線監(jiān)測計相關聯(lián)。
5.根據(jù)權利要求4所述的工藝，其特征在于，每個反應單元獨立運行，對應反應單元內(nèi)廢水pH>5時，廢水進入下一反應單元或繼續(xù)留在該反應單元內(nèi)進行離子交換；當對應反應單元內(nèi)廢水的pH自調(diào)節(jié)至3-5范圍內(nèi)時，該反應單元出水直接送入填充有鐵碳填料的多相催化氧化反應器中。
6.根據(jù)權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述多相催化氧化反應器鐵碳填料的填充體積為反應器體積的20-30％。
7.根據(jù)權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述氧化劑為質(zhì)量分數(shù)25-30％的H2O2；所述多相催化氧化反應器內(nèi)氧化劑的投加量為多相催化氧化反應器內(nèi)廢水體積的0.3‰-0.5‰；所述多相催化氧化反應器內(nèi)的反應時間為20-40min。
8.根據(jù)權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述后反應池內(nèi)投加堿液調(diào)節(jié)廢水的pH至7-8；所述混凝劑為聚丙烯酰胺；所述后反應池內(nèi)混凝劑的投加量為0.1-1mg/L。
發(fā)明內(nèi)容
本申請?zhí)峁┮环N自調(diào)酸度的多相催化氧化深度處理廢水的工藝，將陽離子交換與多相催化氧化相結(jié)合，有機糅合了誘發(fā)、催化和協(xié)同效應，通過陽離子交換、電子轉(zhuǎn)移、加成反應，破鏈斷鍵，在無需外加酸調(diào)酸度的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)對廢水中污染物COD的快速高效去除，同時廢水中的色度、氨氮、Ca2+、Mg2+有一定的去除效果，并殺死病原微生物，達到凈化水質(zhì)、降低出水指標的目的。且對于高鹽有機廢水具有顯著改善其可生化性的功效。
一種自調(diào)酸度的多相催化氧化深度處理廢水的工藝，包括：
生化出水經(jīng)過濾處理后送入填充有陽離子交換劑的陽離子交換反應器中，在陽離子交換反應器內(nèi)，廢水中的陽離子與陽離子交換劑的H+進行交換，酸化廢水，自動調(diào)節(jié)陽離子交換反應器內(nèi)廢水的pH值；
監(jiān)測陽離子交換反應器內(nèi)廢水的pH：當pH>5時，繼續(xù)留在陽離子交換反應器內(nèi)進行離子交換反應；當pH自調(diào)節(jié)至3-5范圍內(nèi)時，將陽離子交換反應器出水送入填充有鐵碳填料的多相催化氧化反應器中，同時向多相催化氧化反應器中投入氧化劑并進行曝氣，進行多相催化氧化反應；
多相催化氧化反應器出水送入中和池，同時向中和池內(nèi)投加堿液；
中和池出水送入后反應池，向后反應池內(nèi)投加混凝劑；
后反應池出水送入沉淀池進行沉淀處理后達標排放。
以下還提供了若干可選方式，但并不作為對上述總體方案的額外限定，僅僅是進一步的增補或優(yōu)選，在沒有技術或邏輯矛盾的前提下，各可選方式可單獨針對上述總體方案進行組合，還可以是多個可選方式之間進行組合。
可選的，所述的過濾處理為砂濾。
可選的，所述陽離子交換劑為氫型強酸性陽離子交換樹脂。廢水中的NH4+、Ca2+、Mg2+等陽離子與交換劑中的H+進行交換，交換劑吸附NH4+、Ca2+、Mg2+等陽離子的同時交換出的大量H+酸化廢水。
可選的，所述陽離子交換劑的填充高度為陽離子交換反應器高度的75-85％。
可選的，所述陽離子交換反應器具有反應器出水總管；所述陽離子交換反應器內(nèi)由豎向設置的隔板分隔為若干個反應單元；
每個反應單元內(nèi)均填充有陽離子交換劑；每個反應單元均各自獨立地設置出水支管并通過該出水支管連接所述反應器出水總管，每個出水支管上各自獨立地設置出水電動閥，所述反應器出水總管的出口接入所述多相催化氧化反應器；
每個隔板上均開設隔板出水孔，每個隔板出水孔均各自獨立地配置過水閘門，每個反應單元內(nèi)均各自獨立地設置pH在線監(jiān)測計，除最有一個反應單元外，每個反應單元的出水電動閥和過水閘門均與該反應單元內(nèi)的pH在線監(jiān)測計相關聯(lián)；
最后一個反應單元內(nèi)設置浮球液位控制器，最后一個反應單元的出水電動閥與該反應單元內(nèi)的pH在線監(jiān)測計相關聯(lián)。
可選的，每個反應單元獨立運行，對應反應單元內(nèi)廢水pH>5時，廢水進入下一反應單元或繼續(xù)留在該反應單元內(nèi)進行離子交換；當對應反應單元內(nèi)廢水的pH自調(diào)節(jié)至3-5范圍內(nèi)時，將該反應單元出水直接送入填充有鐵碳填料的多相催化氧化反應器中。
可選的，所述多相催化氧化反應器內(nèi)底部設置第一曝氣盤，所述第一曝氣盤外接第一曝氣泵；所述第一曝氣盤上方設置所述鐵碳填料。
可選的，所述鐵碳填料的填充體積為反應器體積的20-30％。
進一步地，所述鐵碳填料與反應器體積比為1：3。
可選的，所述氧化劑為質(zhì)量分數(shù)25-30％的H2O2；所述多相催化氧化反應器內(nèi)氧化劑的投加量為多相催化氧化反應器內(nèi)廢水體積的0.3‰-0.5‰；所述多相催化氧化反應器內(nèi)的反應時間為20-40min。
進一步地，所述氧化劑為質(zhì)量分數(shù)27.5％的H2O2。
多相催化氧化反應器中曝氣采用空氣曝氣，氣體產(chǎn)生攪拌作用的同時其中的O2參與調(diào)動•OH的鏈式反應。產(chǎn)生的活性自由基為•OH、•O、•O2和•H2O。
可選的，所述后反應池內(nèi)投加堿液調(diào)節(jié)廢水的pH至7-8。
可選的，所述混凝劑為聚丙烯酰胺；所述后反應池內(nèi)混凝劑的投加量為0.1-1mg/L。進一步地，所述后反應池內(nèi)混凝劑的投加量為0.5mg/L。
可選的，所述后反應池內(nèi)底部設置第二曝氣盤，所述第二曝氣盤外接第二曝氣泵；所述混凝劑為聚丙烯酰胺；所述后反應池內(nèi)混凝劑的投加量為0.1-1mg/L。
進一步地，監(jiān)測陽離子交換反應器內(nèi)廢水的pH：當pH>4時，繼續(xù)留在陽離子交換反應器內(nèi)進行離子交換反應；當pH自調(diào)節(jié)至3-4范圍內(nèi)時，將陽離子交換反應器出水送入填充有鐵碳填料的多相催化氧化反應器中；最優(yōu)選，當pH自調(diào)節(jié)至4時，將陽離子交換反應器出水送入填充有鐵碳填料的多相催化氧化反應器中。
與現(xiàn)有技術相比，本申請至少具有如下有益效果之一：
(1)本申請?zhí)峁┑囊环N自調(diào)酸度的多相催化氧化深度處理廢水的工藝，將陽離子交換與多相催化氧化相結(jié)合，利用廢水中Ca2+、Mg2+、NH4+等陽離子與交換柱中H+交換使廢水呈酸性的特點，在不用外加酸性物質(zhì)調(diào)酸的情況下，就能夠為后續(xù)的多相催化氧化反應提供酸性環(huán)境，在酸性和曝氣條件下讓廢水通過專用微電解填料，并添加H2O2作為氧化劑，發(fā)生反應產(chǎn)生具有強氧化性的羥基自由基，從而促進大分子有機物降解為小分子，達到去除有機物的目的。
(2)本申請?zhí)峁┑囊环N自調(diào)酸度的多相催化氧化深度處理廢水的工藝，由于大部分污染物質(zhì)被轉(zhuǎn)化成為二氧化碳和水，部分物質(zhì)直接礦化，產(chǎn)泥量大大減少；產(chǎn)生的污泥主要為無機物，極易脫水。
(3)本申請?zhí)峁┑囊环N自調(diào)酸度的多相催化氧化深度處理廢水的工藝，將陽離子交換與多相催化氧化相結(jié)合，不僅能夠有效實現(xiàn)有機物和色度的去除，而且能夠同步實現(xiàn)對鹽分、氨氮和硬度的去除，為復雜難生物降解的廢水提供了處理工藝。
（發(fā)明人：王子洲;蔣炎紅;胡正峰;董敏峰;鄭柳青;梅榮武;周國苗）
