一种深度处理煤化工废水中氯苯酚类和氨氮的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种深度处理煤化工废水中氯苯酚类和氨氮的装置及方法，该装置包括：壳体内被隔板分隔出的臭氧催化氧化区、过滤区和电催化氧化区，废水和臭氧自臭氧催化氧化区的底部进入，净水自过滤区的上部流出，水流自臭氧催化氧化区的上部单向地通入电催化氧化区的上部，再经由过滤区底部进入过滤区，过滤区内设置滤膜组件，过滤浓水单向地通向臭氧催化氧化区，臭氧催化氧化区和电催化氧化区的顶部设有出气口。该反应器具有反应时间短、占地面积小、处理效果高效稳定等优点。

A device and method for advanced treatment of chlorophenols and ammonia nitrogen in coal chemical wastewater

【技术实现步骤摘要】
一种深度处理煤化工废水中氯苯酚类和氨氮的装置及方法
本专利技术属于废水处理
，具体涉及一种深度处理煤化工废水中氯苯酚类和氨氮的装置及方法。
技术介绍
煤化工产业的蓬勃发展、经济快速增长的同时，煤化工行业产生的污染也愈演愈烈。据统计，煤化工行业每年COD排放量12万吨以上，占总量的2.5％以上。而煤化工废水COD一般为3000～5000mg/L，氨氮处于200～500mg/L，废水中含有高浓度的COD、BOD5、总氨、总酚、挥发酚、氰化物、硫化物、SS等，是一种典型的含难降解有机污染物的工业废水。煤化工企业生产过程中会产生大量的氯酚类污染物，氯苯类有机物毒性很大，其中很多是已知的致癌物质。废水中氯酚类污染物典型代表为氯苯酚类，美国环境保护署(EPA)已将对氯苯酚纳入优先控制范围内，并严格规定其在环境中的浓度不能超过1mg/L。然而，在煤化工企业排水中，对氯苯酚的排放量远远超过此限值。氯苯酚的生物降解效率差，使用常规的生物法很难降解水中的氯苯酚；另外，为实现生物法对煤化工废水中氯苯酚的降解，在进行生化处理前需要大量的前处理和添加碳源，且生物法停留时间长。煤化工业废水中氨氮含量同样高，出水氨氮也很难达标。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有煤化工废水排放中氯苯酚和氨氮高、色度难去除、生化处理停留时间长的问题，提供一种深度处理煤化工废水中氯苯酚类和氨氮的装置及方法。该装置及方法具有反应时间短、占地面积小、处理效果高效稳定，出水达标等优点，适用于工业连续性运行。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种深度处理煤化工废水中氯苯酚类和氨氮的装置，包括：壳体及所述壳体内纵向设置的第一隔板和第二隔板，所述第二隔板的底部向所述第一隔板的方向弯折形成折叠部，所述折叠部与所述第一隔板固定连接，所述折叠部与所述壳体的底部之间留有空间，所述第一隔板和所述第二隔板将所述壳体内的空间分隔为三个空间，其中，所述第一隔板与所述壳体之间形成臭氧催化氧化区，所述第一隔板和所述第二隔板之间形成过滤区，所述第二隔板和所述壳体之间形成电催化氧化区，所述臭氧催化氧化区的底部设置有废水进口和臭氧进气口，所述过滤区的上部设置净水出口；所述臭氧催化氧化区的上部设有第一出水口，所述电催化氧化区的上部设有第二进水口，所述第一出水口和所述第二进水口通过管道相连，所述第一出水口和所述第二进水口之间设置有自所述臭氧催化氧化区至所述电催化氧化区的单向阀；所述折叠部上设置有过滤区进水口，所述臭氧催化氧化区内设置有催化剂，所述电催化氧化区内设置有电极板，所述过滤区内设置滤膜组件，所述过滤区的底部设置有连通所述臭氧催化氧化区的浓水出口，所述浓水出口处设置有单向阀，所述臭氧催化氧化区的顶部设有第一出气口，所述电催化氧化区的顶部设有第二出气口。进一步的，所述臭氧催化氧化区内设置有催化流化床，所述催化剂设置于所述催化流化床上，所述催化流化床的层数满足R1＝0.3h1，其中R1为所述催化流化床的层数，h1为所述臭氧催化氧化区的高度。进一步的，每个所述催化流化床的上下各固定1-3层所述催化剂。进一步的，所述臭氧进气口处设置有曝气盘，所述曝气盘上设置有大孔径气孔和小孔径气孔，所述大孔径气孔和所述小孔径气孔交替排列。通过曝气盘的臭氧进入水体时，通过小孔径气孔的高速气流会击碎经过大孔径气孔形成的气泡，从而形成较大的微小细泡，增加废水与臭氧的接触面积，进一步提高气液混合。进一步的，所述电极板包括至少一块固定电极板，所述固定电极板与所述壳体固定连接。进一步的，所述固定电极板竖直设置于所述电催化氧化区的中下部，所述电极板还包括至少一块浮动电极板，所述浮动电极板竖直设置，所述浮动电极板的顶端连接于浮子下方，所述固定电极板和所述浮动电极板的长度为所述电催化氧化区高度的1/3～2/3。在水位较低时，固定电极板和浮动电极板形成密度较大的电极板组，当水位上升时，浮动电极板受浮子浮力随水位上升，确保无部分电极板裸露在水外，节能和保护电极板，且效果不变。进一步的，所述电极板的数量为其中Q为所述电催化氧化区的进水流量，h2为所述电催化氧化区的高度，d为所述电催化氧化区的宽度。进一步的，当采用多个电极板时，电极板的间距为3～10cm。进一步的，所述过滤区内设置有4个串联的预留槽，所述预留槽依照水流方向依次为第一预留槽、第二预留槽、第三预留槽和第四预留槽，所述第一预留槽的入口为所述过滤区进水口，所述第四预留槽的出口为所述净水出口，每个所述预留槽内均设置有滤膜组件，每个所述预留槽均设置有浓水出口。每个滤膜组件的渗余液出口连接其对应的预留槽的浓水出口，滤膜组件的渗透液出口连通其下一级预留槽内的滤膜组件的入口，从而实现对废水的多级过滤。进一步的，所述滤膜组件的膜孔尺寸为0.5nm-10μm，可选组合为同种孔径或不同孔径的一组或几组。进一步的，所述滤膜组件的膜材质为：聚偏氟乙烯(PVDF)、聚砜(PSF)、聚丙烯腈(PAN)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚醚砜(PES)其中的一种。进一步的，所述第一出气口和所述第二出气口通过支管连接至尾气反应室。进一步的，所述第一出气口和所述第二出气口处设置有压力调节阀。设置的压力调节阀，可控制电催化氧化区的压力，实现给过滤区的膜组件提供驱动力。过滤区的膜组件亦可不通过压力调节阀，而是通过外接泵提供动力。进一步的，所述第一出水口位于所述臭氧催化氧化区的高度的4/5-6/7处。进一步的，所述第二进水口位于所述电催化氧化区的高度的4/5-6/7处。进一步的，所述折叠部位于所述臭氧催化氧化区的1/7-1/5高度处。进一步的，所述折叠部的倾角为60°-120°。进一步的，所述臭氧催化氧化区设置有pH计和加药口。进一步的，所述电催化氧化区设置有pH计和加药口。优选的，所述的单向阀为止回阀。本专利技术还提供一种采用上述深度处理煤化工废水中氯苯酚类和氨氮的装置进行废水深度处理的方法，包括：废水由所述废水进口进入所述臭氧催化氧化区的底部，向上流动的过程中，在所述催化剂的作用下被所述臭氧进气口进入的臭氧氧化，之后经由所述第一出水口和所述进水口进入所述电催化氧化区，在所述电催化氧化区内水流自上而下，经所述电极板电催化氧化，之后从所述过滤区进水口进入所述过滤区，经所述滤膜组件过滤后，渗余侧浓水经过所述浓水出口流至臭氧催化氧化区，渗透侧出水通过所述净水出口流出，臭氧催化氧化区的尾气和电催化氧化区的尾气经由所述第一出气口和所述第二出气口排出。优选的，所述臭氧催化氧化区或所述电催化氧化区内的pH控制在8～14。本专利技术的装置和方法，使得氯苯酚在臭氧催化氧化的作用下，被降解成小分子有机物及释放出Cl-，大部分小分子有机物最终被降解成CO2和H2O，其反应原理如下：水中的Cl-在电催化的作用下被氧化成Cl2，Cl2和水反应生成HClO，水中的氨根离子和次氯酸根发生折点加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深度处理煤化工废水中氯苯酚类和氨氮的装置，其特征在于，包括：/n壳体及所述壳体内纵向设置的第一隔板和第二隔板，/n所述第二隔板的底部向所述第一隔板的方向弯折形成折叠部，所述折叠部与所述第一隔板固定连接，所述折叠部与所述壳体的底部之间留有空间，/n所述第一隔板和所述第二隔板将所述壳体内的空间分隔为三个空间，其中，所述第一隔板与所述壳体之间形成臭氧催化氧化区，所述第一隔板和所述第二隔板之间形成过滤区，所述第二隔板和所述壳体之间形成电催化氧化区，/n所述臭氧催化氧化区的底部设置有废水进口和臭氧进气口，所述过滤区的上部设置净水出口；所述臭氧催化氧化区的上部设有第一出水口，所述电催化氧化区的上部设有第二进水口，所述第一出水口和所述第二进水口通过管道相连，所述第一出水口和所述第二进水口之间设置有自所述臭氧催化氧化区至所述电催化氧化区的单向阀；所述折叠部上设置有过滤区进水口，/n所述臭氧催化氧化区内设置有催化剂，/n所述电催化氧化区内设置有电极板，/n所述过滤区内设置滤膜组件，所述过滤区的底部设置有连通所述臭氧催化氧化区的浓水出口，所述浓水出口处设置有单向阀，/n所述臭氧催化氧化区的顶部设有第一出气口，所述电催化氧化区的顶部设有第二出气口。/n...

【技术特征摘要】
1.一种深度处理煤化工废水中氯苯酚类和氨氮的装置，其特征在于，包括：
壳体及所述壳体内纵向设置的第一隔板和第二隔板，
所述第二隔板的底部向所述第一隔板的方向弯折形成折叠部，所述折叠部与所述第一隔板固定连接，所述折叠部与所述壳体的底部之间留有空间，
所述第一隔板和所述第二隔板将所述壳体内的空间分隔为三个空间，其中，所述第一隔板与所述壳体之间形成臭氧催化氧化区，所述第一隔板和所述第二隔板之间形成过滤区，所述第二隔板和所述壳体之间形成电催化氧化区，
所述臭氧催化氧化区的底部设置有废水进口和臭氧进气口，所述过滤区的上部设置净水出口；所述臭氧催化氧化区的上部设有第一出水口，所述电催化氧化区的上部设有第二进水口，所述第一出水口和所述第二进水口通过管道相连，所述第一出水口和所述第二进水口之间设置有自所述臭氧催化氧化区至所述电催化氧化区的单向阀；所述折叠部上设置有过滤区进水口，
所述臭氧催化氧化区内设置有催化剂，
所述电催化氧化区内设置有电极板，
所述过滤区内设置滤膜组件，所述过滤区的底部设置有连通所述臭氧催化氧化区的浓水出口，所述浓水出口处设置有单向阀，
所述臭氧催化氧化区的顶部设有第一出气口，所述电催化氧化区的顶部设有第二出气口。


2.根据权利要求1所述的深度处理煤化工废水中氯苯酚类和氨氮的装置，其特征在于，所述臭氧催化氧化区内设置有催化流化床，所述催化剂设置于所述催化流化床上，所述催化流化床的层数满足R1＝0.3h1，其中R1为所述催化流化床的层数，h1为所述臭氧催化氧化区的高度。


3.根据权利要求2所述的深度处理煤化工废水中氯苯酚类和氨氮的装置，其特征在于，每个所述催化流化床的上下各固定1-3层所述催化剂。


4.根据权利要求1所述的深度处理煤化工废水中氯苯酚类和氨氮的装置，其特征在于，所述臭氧进气口处设置有曝气盘，所述曝气盘上设置有大孔径气孔和小孔径气孔，所述大孔径气孔和所述小孔径气孔交替排列。


5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫先坤，陈洋，李爱民，
申请(专利权)人：南京大学盐城环保技术与工程研究院，盐城师范学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32