一种催化分离反应深度处理化工行业废水系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种催化分离反应深度处理化工行业废水系统及方法，包括曝气装置、调节池、抽吸泵、催化分离反应器、清水池、消毒装置。进水管末端安装在调节池内，曝气装置通过送风管分别与调节池和催化分离反应器相连，连接管Ⅰ中部安装有抽吸泵Ⅰ，连接管Ⅰ进口端安装在调节池内，出口端安装在催化分离反应器内，膜分离装置安装在催化分离反应器内部，膜分离装置上部与连接管Ⅱ相连，连接管Ⅱ中部还安装有抽吸泵Ⅱ，连接管Ⅱ的末端安装在清水池内，消毒装置的末端也安装在清水池内，出水管进口端位于清水池内，出水管中部安装有抽吸泵Ⅲ。本发明专利技术将催化剂分散在反应器的催化分离膜中进行反应，不用将纳米催化剂成型使用。

【技术实现步骤摘要】
一种催化分离反应深度处理化工行业废水系统及方法
本专利技术属于化工反应
，尤其涉及一种催化分离反应处理化工行业废水系统及方法。
技术介绍
随着社会发展科技的进步，工业水平日益提高，工业产生的废水处理难度增加，处理要求也日益严格。尤其以化工行业废水最为复杂，其特点是成分复杂、毒性大、有机物含量高，特别是生化性差。随着化工行业发展，化工废水已逐渐成为重要的污染源之一。以往的处理工艺经常忽略化工废水的特点，其处理方式是预处理加生化处理。如今全世界范围提倡废水处理回用，为此在传统处理方式后增加絮凝沉淀工艺、高级氧化工艺、活性炭吸附和膜分离。此类工艺处理流程复杂、占地面积大、耗能大，成本高。MBR(MembraneBio-Reactor膜生物反应器)技术是由膜分离单元与生物处理单元相结合的水处理技术。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度。MBR技术深度处理化工废水过程是二级处理水依次经过厌氧区、缺氧区、好氧区、缺氧区、膜分离区，再经过絮凝沉淀、活性炭吸附、双膜法处理，最后消毒，其中污泥从膜分离区回流至好氧区，好氧区的污泥回流到厌氧区，工艺流程复杂，耗能高。现有技术一的缺点前期需要驯化污泥，产生大量的剩余污泥，池体容积大建造成本高，水力停留时间长。对于化工废水处理需要增设相应处理单元，并且处理流程会增加，成本加大。由于反应器中的活性污泥会附着在膜分离单元上，会造成膜污染导致通量下降。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种催化分离反应深度处理化工行业废水系统及方法，将催化剂分散在反应器的催化分离膜中进行反应，不用将纳米催化剂成型使用，将冗杂的反应流程简化到只需要催化/分离反应单元即可实现。驯化，在工业废水处理系统的培养微生物后期，将生活污水跟外加的营养源逐步减少，同时将工业废水的比例增加，慢慢全变为工业废水，这个过程称为驯化。剩余污泥是指活性污泥系统中从二沉池排除系统外的活性污泥。剩余污泥的产生是在生化过程中，活性污泥中的微生物不断地消耗废水中的有机物质，维持微生物的生命活动以及进行微生物的增殖，微生物在新陈代谢的同时又有微生物的死亡，故产生了剩余污泥。剩余污泥的处理需要单独的工艺，对污泥进行浓缩、调质、脱水、稳定、干化或焚烧等减量化、稳定化、无害化的加工过程。污泥膨胀是由于某种因素的改变，活性污泥质量变轻、膨大、沉降性能恶化，不能在二沉池内进行正常的泥水分离。由于活性污泥是微生物，所以微生物需要碳氮磷作为营养源进行自身的生命活动，碳氮磷的比例合适才会促进微生物的正常生命活动，比例失衡会造成微生物出现问题。本专利技术采用如下技术方案：一种催化分离反应深度处理化工行业废水系统，包括曝气装置、调节池、抽吸泵、催化分离反应器、清水池、未成形的纳米催化剂，进水管末端安装在调节池内，曝气装置通过送风管分别与调节池和催化分离反应器相连，连接管Ⅰ中部安装有抽吸泵Ⅰ，连接管Ⅰ进口端安装在调节池内，出口端安装在催化分离反应器内，膜分离装置安装在催化分离反应器内部，催化分离反应器内悬浮有若干未成形的纳米催化剂，膜分离装置为膜形成的空心状结构，膜孔的大小＜未成形的纳米催化剂大小，膜分离装置上部与连接管Ⅱ相连，连接管Ⅱ中部还安装有抽吸泵Ⅱ，抽吸泵Ⅱ抽吸膜分离装置膜内的污水，保持膜分离装置的膜内压力大于催化分离反应器内的压力，连接管Ⅱ的末端安装在清水池内，出水管进口端位于清水池内，出水管中部安装有抽吸泵Ⅲ。进一步的，还包括消毒装置，消毒装置的末端安装在清水池内。进一步的，膜分离装置为膜形成的空心箱体状结构、空心球体状结构、空心圆柱状结构中任意一种。进一步的，催化分离反应器为U字形状结构。进一步的，催化分离反应器为圆锥状。进一步的，曝气装置为气泵。进一步的，催化分离反应器内装有液位传感器，催化分离反应器顶部安装有可移动式盖板。再有，一种催化分离反应深度处理化工行业废水方法，包括如下步骤：步骤1.将二级处理污水送入调节池内，经过曝气装置的第一次曝气；步骤2.通过抽吸泵Ⅰ的作用，将调节池内的污水送入入催化分离反应器，在曝气作用下使未成形的纳米催化剂处于悬浮状态，污水与催化反应器内的悬浮的未成形的纳米催化剂充分混合反应，反应后的污水通过抽吸泵Ⅱ的作用，吸入膜形成的空心状结构的膜分离装置，由于膜孔的大小＜未成形的纳米催化剂大小，部分未成形纳米催化剂被吸附在膜表面分解污染物，其他部分被阻挡；步骤3.膜分离装置内的污水送入清水池，经过消毒装置消毒处理；步骤4.在抽吸泵Ⅲ的作用下将清水池中的水送出。本专利技术的有益效果：相对于MBR技术(MembraneBio-Reactor膜生物反应器)来说，本专利技术不仅省去活性污泥的驯化挂膜，而且减去了剩余活性污泥的后续处理。不存在污泥膨胀，不需要维持反应器的碳氮磷比例，不受天气原因温度变化。相对于CMR技术(Catalyticmembranereactor催化膜反应器)，催化膜反应器只在过膜的瞬间进行催化降解，效果有限。本专利技术反应器中污染物进入其中就与催化剂充分混合，进行催化降解，污染物接触的催化剂时间更长，催化性能相对会更好，另外本专利技术组成简单，流程短。1.利用膜的截留性，使得颗粒较小的催化剂便于分离，不必通过催化剂的定型来实现其回收，这样不仅解决了催化剂回收难的问题，更解决了因其催化剂定型带来的活性位点减少，使得在催化剂同等质量下催化性能降低。2.借助催化剂的催化性能可以减轻膜污染问题，在常规状态下膜污染问题一直是膜分离应用的突破点，在催化剂的作用下可以大幅度减轻膜污染问题，并且一部分催化剂在附着膜表面(纳米催化剂是均匀分散在反应器中，可将反应器中的污染物浓度大幅降低，减少对膜的污染。然后由于膜分离的作用下(通过外界泵的抽吸，使得膜内外有压力差，促使水从一侧进入另一侧，这样会使得，靠近膜表面的催化剂吸附在上面，但吸附的量不是很多)，会有一部分催化剂附着在膜表面，这样膜表面附着的污染物会被这一部分催化剂降解，进一步减轻膜污染，通过催化剂降解能力减轻膜污染问题，通过常规冲洗将膜表面的催化剂冲洗到反应池，使得膜表面的污染问题也得到相应的解决。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的步骤流程图；图中，1-调节池、2-曝气装置、3-送风管、4-抽吸泵I、5-催化分离反应器、6-膜分离装置、7-抽吸泵Ⅱ、8-消毒装置、9-清水池、10-抽吸泵Ⅲ、11-连接管I、12-连接管Ⅱ、13-出水管。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。化工行业废水系统，包括曝气装置2、调节池1、抽吸泵、催化分离反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化分离反应深度处理化工行业废水系统，包括曝气装置、调节池、抽吸泵、催化分离反应器、清水池、未成形的纳米催化剂，其特征在于，进水管末端安装在调节池内，曝气装置通过送风管分别与调节池和催化分离反应器相连，连接管Ⅰ中部安装有抽吸泵Ⅰ，连接管Ⅰ进口端安装在调节池内，出口端安装在催化分离反应器内，膜分离装置安装在催化分离反应器内部，催化分离反应器内悬浮有若干未成形的纳米催化剂，膜分离装置为膜形成的空心状结构，膜孔的大小＜未成形的纳米催化剂大小，膜分离装置上部与连接管Ⅱ相连，连接管Ⅱ中部还安装有抽吸泵Ⅱ，抽吸泵Ⅱ抽吸膜分离装置膜内的污水，保持膜分离装置的膜内压力大于催化分离反应器内的压力，连接管Ⅱ的末端安装在清水池内，出水管进口端位于清水池内，出水管中部安装有抽吸泵Ⅲ。/n

【技术特征摘要】
1.一种催化分离反应深度处理化工行业废水系统，包括曝气装置、调节池、抽吸泵、催化分离反应器、清水池、未成形的纳米催化剂，其特征在于，进水管末端安装在调节池内，曝气装置通过送风管分别与调节池和催化分离反应器相连，连接管Ⅰ中部安装有抽吸泵Ⅰ，连接管Ⅰ进口端安装在调节池内，出口端安装在催化分离反应器内，膜分离装置安装在催化分离反应器内部，催化分离反应器内悬浮有若干未成形的纳米催化剂，膜分离装置为膜形成的空心状结构，膜孔的大小＜未成形的纳米催化剂大小，膜分离装置上部与连接管Ⅱ相连，连接管Ⅱ中部还安装有抽吸泵Ⅱ，抽吸泵Ⅱ抽吸膜分离装置膜内的污水，保持膜分离装置的膜内压力大于催化分离反应器内的压力，连接管Ⅱ的末端安装在清水池内，出水管进口端位于清水池内，出水管中部安装有抽吸泵Ⅲ。


2.根据权利要求1所述的催化分离反应深度处理化工行业废水系统，其特征在于，还包括消毒装置，消毒装置的末端安装在清水池内。


3.根据权利要求1所述的催化分离反应深度处理化工行业废水系统，其特征在于，膜分离装置为膜形成的空心箱体状结构、空心球体状结构、空心圆柱状结构中任意一种。


4.根据权利要求1所述的催化分离反应深度处理化工行业废水系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健生，秦国钊，齐俊文，王超海，孙秀云，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32