专利名称：一种串联催化氧化处理工业有机废水工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种串联催化氧化处理工业有机废水工艺，属于环境保护技术领域。
背景技术：
工业园区的废水是较难处理的废水，其来源成分复杂，其中的有机污染物常为难生物降解有机物，处理难度大。这部分的COD常大于2000mg/L，带有苯环结构，性质稳定的有机污染物占有比例较大，因此增加了处理的难度。目前，工业园区废水采用单一氧化剂处理方法 的催化氧化法或者O3催化氧化法，将废水中的有机物氧化分解为小分子有机物或CO2和H2O,从而去除废水中的有机污染物。传统的化学氧化法仅靠氧化剂的氧化能力往往不能达到理想的氧化效果，所以使用一些辅助手段以提高氧化效率。出现了 UV/03、UV/ H2O2^Fenton等催化氧化法，改进了化学氧化法的处理效率。同时也出现了其它处理办法如湿式催化氧化等方法，如1958年F. J. Zimmermann提出的湿式氧化技术(WAO)是以空气或纯氧作氧化剂，在高温(150t 350°C )、高压(0. 5MPa ^MPa)条件下，将废水中的难降解有机物氧化分解为小分子有机物或(X)2和H20。由于在WAO技术中使用了较高的温度与压力，因此给设备的制造、运行操作都带来了相当大的困难。高温高压的运行条件一直是这种技术不能推广的主要原因。1894年!^enton发现二价铁和双氧水混合后会产生羟基自由基(-0H)，-OH因其具有极高的氧化电位(2. 8V)，其氧化能力极强，与大多数有机污染物都可以发生快速的链式反应，无选择性地把有害物质氧化成C02、H2O或矿物盐，无二次污染。 Fenton试剂解决了催化氧化技术在常温常压下使用的问题，显著提高处理效率。20世纪80 年代后，臭氧及双氧水的催化水处理技术在工业废水中的应用逐渐成为工业废水提高可生化性、有效降低污染浓度的主要方法。在使用的过程中，这种单纯应用单一催化剂催化氧化处理复杂的有机污染物的方法中也出现了氧化剂对不同有机污染物的处理活性不同的现象，处理种类受限等问题，工业有机废水，特别是工业园区的有机废水，其来源成分复杂，其中的有机污染物常为难生物降解有机物，处理难度大，是难降解有机废水。这部分的COD常大于2000mg/L，带有苯环结构，性质稳定的有机污染物占有比例较大，因此增加了处理的难度。所以将多种氧化方法联用进行处理的方法逐渐在工业实际应用中得到了应用，如在前期加入i^S04，降解沉淀，然后再进行氧化剂氧化的工艺，但是对于考虑不同氧化剂之间的协同作用，提高氧化剂利用率，提高处理效果的工艺，还没有见到报道。
发明内容
针对上述存在问题，本发明的目的在于提供一种串联催化氧化处理工业有机废水工艺为了实现上述目的，本发明的技术解决方案如下一种串联催化氧化处理工业有机废水工艺，对经预处理过程后的有机废水采用的催化氧化处理方式为一级催化氧化与二级协同催化氧化。所述一级催化氧化指工业有机废水进入第一级催化氧化池体，池体中按质量比水一级催化剂=1000 1放置催化剂，进水完成后加入臭氧，臭氧加入量为100 800g/T · h，反应时间为30分钟，池内废水进行第一级催化氧化内循环，循环过程持续40分钟，使废水与一级催化剂充分接触反应，第一级
催化氧化反应结束。所述二级协同催化氧化是指经一级催化反应后的工业有机废水从第一级反应池排至第二级反应池，池体中按质量比水二级催化剂=1100 1放置催化剂，并将一级催化氧化过程中未反应的臭氧收集至第二级反应池，曝气入第二级催化氧化池体，泵入浓度为20%双氧水100 700g/T · h，停留处理30分钟，期间进行内循环，循环过程持续30分
钟，第二级催化氧化反应结束。所述一级催化剂为以活性炭为载体，表面复合含锰金属离子，复合量为3g/kg。所述二级催化剂为以活性炭为载体，表面复合含铁金属离子，复合量为5g/kg。由于采用以上技术方案，本发明的的串联催化氧化处理工业有机废水工艺，采用催化臭氧化和催化双氧水化的串联与协同的方式，将多种氧化剂催化方法串联，实现了氧化剂间的协同和对复杂有机污染物的快速处理，所述串联催化氧化工艺是在常温、常压条件下，固定第一催化剂在第一个催化氧化过程中，为臭氧催化氧化过程使用固定化催化剂催化分解臭氧，生成大量羟基自由基(.0H)，利用.OH氧化还原电位和亲电性打断有机污染物分子结构中的生色基团，使水中的有机污染物快速降解，并且使废水中高分子氧化物的a 位C-H键、β-C键、Y-C键、C-C断裂成为低分子化合物，从而对废水中的有机物进行氧化分解，快速降解有机物COD ；余下的臭氧与剩余的有机污染物进入第二个催化分解过程，在此过程中，采用第二催化剂催化分解双氧水，产生OH自由基降解氧化剩余有机污物，并且， 进入该过程中的臭氧与双氧水发生链式反应，产生更多的自由基，活化了双氧水与臭氧的降解作用，协同反应，达到快速降解有机污染物的目的。本发明的串联催化氧化处理工业有机废水工艺，不仅提高了处理难降解有机污染物的处理效率能力，而且提高了氧化剂的利用效率；可以有效降低运行成本，扩展工艺的应用领域。它改变了现有工业有机废水单一采用双氧水或者臭氧的催化氧化处理法，其处理废水种类受限、运行成本高、操作运行复杂的问题。本发明应用在同等运行条件下，可以大幅度提高工业有机废水处理效率，可以降低设备投资成本与运行成本，使之适用于更广泛的工业有机废水，如造纸废水、纺织印染废水或农药废水等种类的处理。
附图是本发明的一种串联催化氧化处理工业有机废水工艺流程图。
具体实施例方式下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述，见附图。一种串联催化氧化处理工业有机废水工艺，其工艺流程为工业有机废水一均和曝气一中和混凝沉淀一中间水池一一级催化氧化一二级协同催化氧化一出水所述有机废水预处理包括对废水的均和曝气流程和中和混凝沉淀流程，均和曝气流程采用均和曝气池，均和曝气池控制空气曝气强度1 7m3/m2. h，以使各类工业有机废水充分均和；中和混凝沉淀流程采用中和混凝沉淀池，在中和区采用切断阀投加熟石灰或盐酸调节PH值，控制pH值6 9，后绪投加0. 5 %助凝剂PAC，控制投加量1 10mg/L ；通过预处理工艺去除废水中的大部分悬浮物和油分。
对经预处理过程后的有机废水采用的催化氧化处理方式为一级催化氧化与二级协同催化氧化，所述一级催化氧化指工业有机废水经中间水池进入第一级催化氧化池体， 池体中按质量比水一级催化剂=1000 1放置一级催化剂，所述一级催化剂为以活性炭为载体，表面复合含锰金属离子，复合量为3g/kg，进水完成后加入臭氧，臭氧加入量为 100 800g/T · h，反应时间为30分钟，池内废水在第一级催化氧化池进行内循环，循环过程持续40分钟，使废水与催化进充分接触反应，第一级催化氧化反应结束。所述二级协同催化氧化是指经一级催化反应后的工业有机废水从第一级反应池排至第二级催化氧化池，池体中按质量比水二级催化剂=1100 1放置二级催化剂，所述二级催化剂为以活性炭为载体，表面复合含铁金属离子，复合量为5g/kg，并将一级催化氧化过程中未反应的臭氧收集至第二级反应池，曝气入第二级催化氧化池体，泵入浓度为 20%双氧水100 700g/T · h，停留处理30分钟，期间进行内循环，循环过程持续30分钟， 第二级催化氧化反应结束。所述串联催化氧化工艺是在常温、常压条件下，固定催化剂在第一个催化氧化过程中，为臭氧催化氧化过程使用固定化催化剂催化分解臭氧，生成大量羟基自由基 (.0H)，利用.OH氧化还原电位和亲电性打断有机污染物分子结构中的生色基团，使水中的有机污染物快速降解，并且使废水中高分子氧化物的a位C-H键、β -C键、γ -C键、C-C断裂成为低分子化合物，从而对废水中的有机物进行氧化分解，快速降解有机物COD ；余下的臭氧与剩余的有机污染物进入第二个催化分解过程，在此过程中，采用别外一种催化剂催化分解双氧水，产生OH自由基降解氧化剩余有机污物，并且，进入该过程中的臭氧与双氧水发生链式反应，产生更多的自由基，活化了双氧水与臭氧的降解作用，协同反应，达到快速降解有机污染物的目的。所述串联催化氧化工艺采用两级处理工艺，由进水-反应、循环-排水流程组成， 连续运行；工业有机废水进入第一级催化氧化池体，进水完成后加入臭氧，加入量根据入水 COD的浓度，加入100 800g/T *h，进气30分钟，池内废水第一级催化氧化内循环，循环过程持续40分钟，使废水与填料充分接触反应，第一级催化氧化反应结束；废水从第一级反应池排至第二级循环池，并将未反应的臭氧收集，曝气入第二级催化氧化池体，泵入浓度为 20%双氧水100 700g/T · h，停留处理30分钟后，池内废水开始第二级催化氧化内循环， 循环过程持续20分钟，第二级催化氧化反应结束，切断电源；经过两级催化氧化反应，完成一个废根据权利要求1所述的串联催化氧化处理工业有机废水工艺，其特征在于，所述均和曝气池优选控制曝气强度1 7m3/m2. H。具体实施例实施例一按上述工艺流程所述有机废水为制药废水，指标为处理量1T，浓度为COD :2000mg/L ；其有机废水预处理包括对废水的均和曝气流程和中和混凝沉淀流程，均和曝气流程采用均和曝气池， 均和曝气池控制空气曝气强度7m3/m2. h，充分均和；中和混凝沉淀流程采用中和混凝沉淀池，在中和区采用切断阀投加熟石灰或盐酸或盐酸调节pH值，控制pH值6 9，后续投加 0. 5%助凝剂PAC，控制投加量8mg/L ；通过预处理工艺去除废水中的大部分悬浮物和油分。对经预处理过程后的有机废水经中间水池进入第一级催化氧化池体，池体中放置 IOOOg负载量为3g/kg复合含锰金属离子的活性炭催化剂。进水完成后加入臭氧，臭氧加入量为700g/T *h，反应时间为30分钟，池内废水第一级催化氧化内循环，循环过程持续40
分钟，使废水与催化进充分接触反应，第一级催化氧化反应结束。经一级催化反应后的工业有机废水从第一级反应池排至第二级反应池，池体中放置910g负载量为5g/kg复合含铁金属离子的活性炭催化剂。并将未反应的臭氧收集，曝气入第二级催化氧化池体，泵入浓度为20%的双氧水800g/T *h，停留处理30分钟，期间进行内循环，循环过程持续30分钟，第二级催化氧化反应结束。水处理流程结束；出水指标为 处理量1T，浓度为COD :800mg/L。实施例二 按上述工艺流程所述有机废水为制药废水，指标为处理量1T，浓度为COD :2000mg/L,其有机废水预处理包括对废水的均和曝气流程和中和混凝沉淀流程，均和曝气流程采用均和曝气池， 均和曝气池控制空气曝气强度6m3/m2. h，充分均和；中和混凝沉淀流程采用中和混凝沉淀池，在中和区采用切断阀投加熟石灰或盐酸调节PH值，控制pH值6 9，后续投加0.5%助凝剂PAC，控制投加量5mg/L ；通过预处理工艺去除废水中的大部分悬浮物和油分。对经预处理过程后的有机废水经中间水池进入第一级催化氧化池体，池体中放置 IOOOg负载量为3g/kg复合含锰金属离子的活性炭催化剂。进水完成后加入臭氧，臭氧加入量为400g/T *h，反应时间为30分钟，池内废水第一级催化氧化内循环，循环过程持续40 分钟，使废水与催化进充分接触反应，第一级催化氧化反应结束；经一级催化反应后的工业有机废水从第一级反应池排至第二级反应池，池体中放置910g负载量为5g/kg复合含铁金属离子的活性炭催化剂。并将未反应的臭氧收集，曝气入第二级催化氧化池体，泵入浓度为20%的双氧水500g/T *h，停留处理30分钟，期间进行内循环，循环过程持续30分钟，第二级催化氧化反应结束。水处理流程结束；出水指标为 处理量1T，浓度为COD :1000mg/L实施例三按上述工艺流程所述有机废水为制药废水，指标为处理量1T，浓度为COD :2000mg/L,其有机废水预处理包括对废水的均和曝气流程和中和混凝沉淀流程，均和曝气流程采用均和曝气池， 均和曝气池控制空气曝气强度lm3/m2. h，充分均和；中和混凝沉淀流程采用中和混凝沉淀池，在中和区采用切断阀投加熟石灰或盐酸调节PH值，控制pH值6 9，后续投加0.5%助凝剂PAC，控制投加量lmg/L ；通过预处理工艺去除废水中的大部分悬浮物和油分。对经预处理过程后的有机废水经中间水池进入第一级催化氧化池体，池体中放置 IOOOg负载量为3g/kg复合含锰金属离子的活性炭催化剂。进水完成后加入臭氧，臭氧加入量为100g/T*h，反应时间为30分钟，池内废水第一级催化氧化内循环，循环过程持续40 分钟，使废水与催化进充分接触反应，第一级催化氧化反应结束；经一级催化反应后的工业有机废水从第一级反应池排至第二级反应池，池体中放置910g负载量为5g/kg复合含铁金属离子的活性炭催化剂。并将未反应的臭氧收集，曝气入第二级催化氧化池体，泵入浓度为20%的双氧水100g/T *h，停留处理30分钟，期间进行内循环，循环过程持续30分钟，第二级催化氧化反应结束。水处理流程结束；出水指标为 处理量1T，浓度为COD :1800mg/L实施例四按上述工艺流程所述有机废水为印染废水，指标为处理量1T，浓度为COD :2000mg/L，其有机废水预处理包括对废水的均和曝气流程和中和混凝沉淀流程，均和曝气流程采用均和曝气池， 均和曝气池控制空气曝气强度4m3/m2. h，充分均和；中和混凝沉淀流程采用中和混凝沉淀池，在中和区采用切断阀投加熟石灰或盐酸调节PH值，控制pH值6 9，后续投加0.5%助凝剂PAC，控制投加量8mg/L ；通过预处理工艺去除废水中的大部分悬浮物和油分。对经预处理过程后的有机废水经中间水池进入第一级催化氧化池体，池体中放置 IOOOg负载量为3g/kg复合含锰金属离子的活性炭催化剂。进水完成后加入臭氧，臭氧加入量为800g/T *h，反应时间为30分钟，池内废水第一级催化氧化内循环，循环过程持续40 分钟，使废水与催化进充分接触反应，第一级催化氧化反应结束；经一级催化反应后的工业有机废水从第一级反应池排至第二级反应池，池体中放置910g负载量为5g/kg复合含铁金属离子的活性炭催化剂。并将未反应的臭氧收集，曝气入第二级催化氧化池体，泵入浓度为20%的双氧水800g/T *h，停留处理30分钟，期间进行内循环，循环过程持续30分钟，第二级催化氧化反应结束。水处理流程结束；出水指标为 处理量1T，浓度为COD :800mg/L实施例五按上述工艺流程所述有机废水为造纸废水，指标为处理量1T，浓度为COD :2000mg/L,其有机废水预处理包括对废水的均和曝气流程和中和混凝沉淀流程，均和曝气流程采用均和曝气池， 均和曝气池控制空气曝气强度7m3/m2. h，充分均和；中和混凝沉淀流程采用中和混凝沉淀池，在中和区采用切断阀投加熟石灰或盐酸调节PH值，控制pH值6 9，后续投加0.5%助凝剂PAC，控制投加量ang/L ；通过预处理工艺去除废水中的大部分悬浮物和油分。对经预处理过程后的有机废水经中间水池进入第一级催化氧化池体，池体中放置 IOOOg负载量为3g/kg复合含锰金属离子的活性炭催化剂。进水完成后加入臭氧，臭氧加入量为800g/T *h，反应时间为30分钟，池内废水第一级催化氧化内循环，循环过程持续40 分钟，使废水与催化进充分接触反应，第一级催化氧化反应结束；经一级催化反应后的工业有机废水从第一级反应池排至第二级反应池，池体中放置910g负载量为5g/kg复合含铁金属离子的活性炭催化剂。并将未反应的臭氧收集，曝气入第二级催化氧化池体，泵入浓度为20%的双氧水600g/T *h，停留处理30分钟，期间进行内循环，循环过程持续30分钟，第二级催化氧化反应结束。水处理流程结束；出水指标为 处理量1T，浓度为COD :800mg/L
权利要求
1.一种串联催化氧化处理工业有机废水工艺，它包括对工业有机废水进行预处理和催化氧化处理，其特征在于对经预处理过程后的有机废水采用的催化氧化处理的方式为一级催化氧化与二级协同催化氧化，所述一级催化氧化指工业有机废水进入第一级催化氧化池体，池体中按质量比水一级催化剂=1000 1放置催化剂，进水完成后加入臭氧，臭氧加入量为100 800g/T · h，反应时间为30分钟，池内废水进行第一级催化氧化内循环，循环过程持续40分钟，使废水与一级催化剂充分接触反应，第一级催化氧化反应结束，所述二级协同催化氧化是指经一级催化反应后的工业有机废水从第一级反应池排至第二级反应池，池体中按质量比水二级催化剂=1100 1放置二级催化剂，并将一级催化氧化过程中未反应的臭氧收集第二级反应池，曝气入第二级催化氧化池体，泵入浓度为20%双氧水100 700g/T · h，停留处理30分钟，期间进行内循环，循环过程持续30分钟，第二级催化氧化反应结束。
2.根据权利要求1所述的串联催化氧化处理工业有机废水工艺，其特征在于所述一级催化剂为以活性炭为载体，表面复合含锰金属离子，复合量为3g/kg。
3.根据权利要求1所述的串联催化氧化处理工业有机废水工艺，其特征在于所述二级催化剂为以活性炭为载体，表面复合含铁金属离子，复合量为5g/kg。
全文摘要
本发明涉及一种串联催化氧化处理工业有机废水工艺，属于环境保护技术领域。本发明的串联催化氧化处理工业有机废水工艺，是对预处理后的工业有机废水采用催化臭氧化和催化双氧水化的串联与协同的方式，实现了氧化剂间的协同和对复杂有机污染物的快速处理。第一个催化氧化过程中，臭氧催化氧化生成大量羟基自由基，对废水中的有机物进行氧化分解；余下的臭氧与剩余的有机污染物进入第二个双氧水催化分解过程，降解有机污染物，活化了双氧水与臭氧的降解作用，协同反应，达到快速降解有机污染物的目的。本发明的串联催化氧化处理工业有机废水工艺，不仅提高了处理难降解有机污染物的处理能力，而且提高了氧化剂的利用效率，可以有效降低运行成本。
文档编号C02F9/04GK102276081SQ201110138508
公开日2011年12月14日 申请日期2011年5月26日 优先权日2011年5月26日
发明者夏东升, 曾庆福, 杨俊 , 杨小俊, 阮新潮 申请人:武汉纺织大学