臭氧催化氧化-水力空化协同降解焦化尾水污染物的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种臭氧催化氧化

【技术实现步骤摘要】
臭氧催化氧化
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水力空化协同降解焦化尾水污染物的装置和方法


[0001]本专利技术涉及一种臭氧催化氧化
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水力空化高效协同降解焦化尾水污染物的装置和方法，属于焦化废水处理


技术介绍

[0002]为节能降耗，减低碳排放，目前我国焦化行业生产普遍由湿熄焦工艺向干熄焦工艺转变，并且行业要求焦化废水要实现“零排放”，由此在废水产生量很大的情况下，对焦化废水尾水的污染物治理指标则要求更高。现有处理焦化废水普遍采用的方法为生化法加化学氧化法，终端混沉池出水的COD在150mg/L以下，而根据《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171
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2012）规定的水污染物特别排放，直接排放限值为40mg/L，间接排放限值为80mg/L，污染物排放指标要求有较大提高，故采用新方法或新工艺对焦化废水尾水进行有效处理显得尤为迫切。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在提供一种臭氧催化氧化
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水力空化高效协同降解焦化尾水污染物的装置和方法，对焦化废水生化处理后的混沉池出水，采用选定的催化剂进行两级臭氧催化氧化，再加水力空化协同降解工艺，可以高效地降解焦化尾水污染物，达到《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171
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2012）规定的水污染物排放限值，可以循环利用，达到“零排放”。
[0004]本专利技术臭氧催化氧化
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水力空化协同降解焦化尾水污染物，首先是通过选择不同类型催化剂进行组合，能有效降低焦化废水尾水中极难降解的含氮有机物及氧化中间产物，适用于同时去除多种不同类型有机污染物。臭氧催化氧化有机物比较复杂，依不同的催化剂氧化效果就不一样；其次是利用水力空化流化床反应器与臭氧催化氧化进行协同处理。其创新原理是：（1）利用水力空化的剩余能量，在空化螺旋桨带动的旋涡水流作用下，水流沿箭头方向螺旋上升，在最上部沿垂直通道下落至负压区；（2）将催化剂布置桶上同时设置若干臭氧通气孔，增加了臭氧与催化剂的接触面积，有效的利用了水力空化效应。实践表明，通过本专利技术的双效作用，所排放的终端焦化废水完全达到了GB16171
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2012规定的水污染物排放标准。
[0005]本专利技术提供了一种臭氧催化氧化
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水力空化高效协同降解焦化尾水污染物的装置，包括氧气源臭氧发生器、两个臭氧催化空化流化床反应器、反硝化厌氧滤池；氧气源臭氧发生器分别连接两个臭氧催化空化流化床反应器，为催化空化反应提供臭氧；臭氧催化空化流化床反应器内设有水力空化曝气机和催化剂布置桶，催化剂布置桶位于水力空化曝气机的上方。
[0006]臭氧催化空化流化床反应器通过第二进水泵连接第二臭氧催化空化流化床反应器，两个臭氧催化空化流化床反应器结构相同，内部放置了不同种类的催化剂；
第二臭氧催化空化流化床反应器通过第三进水泵、混合器与反硝化厌氧滤池连接；反硝化厌氧滤池内中部堆积氧化铝质陶粒填料，陶粒上附着生长有厌氧反硝化菌，反硝化厌氧滤池底部设有布水器，混合器与碳源储槽相通。
[0007]进一步地，臭氧催化空化流化床反应器中，催化剂布置桶为螺旋状；在螺旋叶片之间布有催化剂，催化剂附着在螺旋叶片外表面，螺旋叶片为中空结构，可看做是臭氧分布器；催化剂布置桶底部的螺旋叶片与臭氧通气管连接，臭氧进入螺旋叶片内部，在中空的螺旋叶片内部流动，螺旋叶片上设有若干臭氧通气孔，且底部的螺旋叶片上的臭氧通气孔比顶部的螺旋叶片上的多。在螺旋叶片上同时设置若干臭氧通气孔，增加了臭氧与催化剂的接触面积，有效的利用了水力空化效应。利用水力空化的剩余能量，在空化螺旋桨带动的漩涡水流作用下，水流沿箭头方向螺旋上升，在最上部沿垂直通道下落至负压区。
[0008]进一步地，所述氧气源臭氧发生器、臭氧催化空化流化床反应器的连接管道上设有流量调节阀。
[0009]进一步地，所述反硝化厌氧滤池与碳源储槽的连接管道上设有碳源计量泵。
[0010]进一步地，反硝化厌氧滤池内的陶粒填料，粒径为2
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3cm，供反硝化菌附着生长繁殖用。
[0011]本专利技术提供了一种臭氧催化氧化
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水力空化高效协同降解焦化尾水污染物的方法，包括以下内容：（1）在两个臭氧催化空化流化床反应器中，水力空化效应与高浓度臭氧微汽泡联用，常温常压下进行；（2）催化剂1
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和催化剂2
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不同配方阶梯递进作用与臭氧催化空化流化床反应器中气、液、固三相高效接触反应；催化剂的加入量为臭氧催化空化流化床反应器容积的2/3为宜；（3）反硝化厌氧滤池中，陶粒滤料富集生长的反硝化菌在缺氧条件下，以硝酸盐氮为电子受体，将硝酸盐氮转化为氮气的过程，能有效降低焦化废水中残留的总氮浓度。
[0012]进一步地，上述臭氧催化氧化
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水力空化高效协同降解焦化尾水污染物的方法，包括以下步骤：第1步，开启进水泵，将待处理废水抽入臭氧催化空化流化床反应器中，同时开启水力空化曝气机和氧气源臭氧发生器，处理20
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30min后停止。流化床反应器所用催化剂1
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为Co2O3/Al2O3。
[0013]第2步，开启第二进水泵，将臭氧催化空化流化床反应器处理后的水抽入第二臭氧催化空化流化床反应器中，同时开启第二水力空化曝气机和氧气源臭氧发生器，处理20
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30min后停止。流化床反应器所用催化剂2
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是PdO/Al2O3。
[0014]第3步：将第二臭氧催化空化流化床反应器处理后的水由净水泵经由混合器泵入反硝化厌氧滤池中，反硝化厌氧滤池处理量按照40
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50L/h设计，碳源储槽存放液体碳源甲醇，调节碳源计量泵投加量为0.3
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0.4mg/L，反硝化厌氧滤池陶粒滤料已提前加入，甲醇在混合器内与第二臭氧催化空化流化床反应器处理后岀水混合后通过布水器均匀分配，这些营养均衡的混合水通过陶粒填料上附着生长的厌氧反硝化菌生物降解作用，将处理水中以硝态氮存在的无机氮高效去除。
[0015]本专利技术创新之处体现在：（1）本专利技术通过选择不同类型催化剂进行组合，能有效降低难降解含氮有机物及氧化中间产物，适用于同时去除多种不同类型有机污染物的处理。臭氧催化氧化有机物比较复杂，依不同的催化剂氧化效果就不一样。本专利技术选用两种负载复合金属氧化物的铝基催化剂：催化剂1
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－Co2O3/Al2O3和催化剂2
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－PdO/Al2O3。铝基催化剂具有活性稳定、强度大耐磨损、比表面积大、孔结构丰富的优点，且原料来源广和制备成本可控。其负载的金属活性组份之间及其与载体表面活性位点能构成协同的催化活性中心，可实现对焦化废水中复杂有机物和含氮污染物的协同降解。其中催化剂1
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侧重于催化氧化难降解有机物，催化剂2
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偏重于催化氧化小分子有机物等中间产物降解和促进含氮化合物向高价状态的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种臭氧催化氧化
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水力空化高效协同降解焦化尾水污染物的装置，其特征在于：包括氧气源臭氧发生器、两个臭氧催化空化流化床反应器、反硝化厌氧滤池；氧气源臭氧发生器分别连接两个臭氧催化空化流化床反应器，为催化空化反应提供臭氧；臭氧催化空化流化床反应器内设有水力空化曝气机和催化剂布置桶，催化剂布置桶位于水力空化曝气机的上方；臭氧催化空化流化床反应器通过第二进水泵连接第二臭氧催化空化流化床反应器，两个臭氧催化空化流化床反应器结构相同，内部放置了不同种类的催化剂；第二臭氧催化空化流化床反应器通过第三进水泵、混合器与反硝化厌氧滤池连接；反硝化厌氧滤池内中部堆积氧化铝质陶粒填料，陶粒上附着生长有厌氧反硝化菌，反硝化厌氧滤池底部设有布水器，混合器与碳源储槽相通。2.根据权利要求1所述的臭氧催化氧化
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水力空化高效协同降解焦化尾水污染物的装置，其特征在于：臭氧催化空化流化床反应器中，催化剂布置桶为螺旋状；在螺旋叶片之间布有催化剂，催化剂附着在螺旋叶片外表面，螺旋叶片为中空结构，作为臭氧分布器；催化剂布置桶底部的螺旋叶片与臭氧通气管连接，臭氧进入螺旋叶片内部，在中空的螺旋叶片内部流动，螺旋叶片上设有若干臭氧通气孔，增加了臭氧与催化剂的接触面积，有效的利用了水力空化效应，在空化螺旋桨带动的漩涡水流作用下，水流沿箭头方向螺旋上升，在最上部沿垂直通道下落至负压区。3.根据权利要求2所述的臭氧催化氧化
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水力空化高效协同降解焦化尾水污染物的装置，其特征在于：催化剂布置桶的螺旋叶片上的臭氧通气孔设置为不均匀分布，底部的螺旋叶片上的臭氧通气孔比顶部的螺旋叶片上的多。4.根据权利要求1所述的臭氧催化氧化
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水力空化高效协同降解焦化尾水污染物的装置，其特征在于：所述氧气源臭氧发生器、臭氧催化空化流化床反应器的连接管道上设有流量调节阀。5.根据权利要求1所述的臭氧催化氧化
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水力空化高效协同降解焦化尾水污染物的装置，其特征在于：所述反硝化厌氧滤池与碳源储槽的连接管道上设有碳源计量泵。6.根据权利要求1所述的臭氧催化氧化
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水力空化高效协同降解焦化尾水污染物的装置，其特征在于：反硝化厌氧滤池...

【专利技术属性】
技术研发人员：王烽宇，朱开金，冯中营，李文波，宁健，贺佳，刘丽霞，王子荣，
申请(专利权)人：太原工业学院，
类型：发明
国别省市：