一种氯代吡啶类废水预处理装置及其处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种氯代吡啶类废水预处理装置及其处理方法，包括：依次连通的预沉淀区、主反应区、次反应区；所述主反应区包括流化态反应区、固定床反应区；所述流化态反应区分别与预沉淀区、固定床反应区连通。本发明专利技术整合流化床与固定床反应器部分优点，制备新型复合催化剂材料，流化床反应区内完成难降解氯代吡啶酸类有机物的“杂环结构”开环反应，然后利用固定床反应器返混小，通过废水同催化剂接触充分改善羟基(

【技术实现步骤摘要】
一种氯代吡啶类废水预处理装置及其处理方法


[0001]本专利技术涉及废水处理
，特别涉及一种氯代吡啶类废水预处理装置及其处理方法。

技术介绍

[0002]吡啶酸是一种重要的工业原料，被广泛应用于化工、医药、农药生产等产业，是一种致癌的环境污染物，废水水质复杂，含大量杂环类有机物，此类有机物常规生化水处理技术难以降解，成为了工业废水治理的难点。氯代吡啶酸类废水是其中较难处理地一种废水，多采用预处理+生化处理手段，通过前端预处理改善后端的生化效果，分解氯代吡啶酸类有机物，降低废水的生物抑制性。常用的预处理方法主要有光催化氧化、Fenton氧化法、吸附法、微电解法等。但是上述方法各有利弊，光催化氧化与微电解法，设备维护、运行等费用较高；吸附法应用简单，但是吸附饱和过快，吸附后的吸附材料作为危废，处理费用较高等等缺点。另外，传统Fenton氧化法即向调节废水至PH＝3
‑
4后中投加H2O2和催化剂Fe
2+
构成氧化体系，生成
·
OH，降解有机物。但是缺点是产生大量铁泥危废，处理成本较高；所需酸性反应环境，PH控制较低，运行成本较高；
·
OH作用域极小导致氯代吡啶酸类有机物降解效果不足，无法满足应用要求。
[0003]研发人员在Fenton氧化法基础上进行改进，得到铁基复合催化剂替代单纯的Fe
2+
，形成新型Fenton催化剂，解决了传统Fenton氧化法产生大量铁泥危废，及通过搅拌促进
·
OH作用于氯代吡啶酸类有机物提高其降解效率。然而铁基催化剂，往往由铁氧化物或铁硫化物等复合而成，密度较大，流化床内与废水混合的过程中易受重力影响而沉积，流化困难，易锈蚀的缺点，严重依赖外在搅拌及曝气等等手段改善，同时催化剂需要回流然后较难形成回流，填料沉积后很难清除，增加了运营操作困难，实际营运中废水预处理效果大打折扣，如何提高稳定运行成了当前一大急需解决的问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种氯代吡啶类废水预处理装置及其处理方法，本专利技术的目的是制备新型复合催化剂材料，流化床与固定床工艺联合，更加高效便捷的降解高浓度吡啶酸类废水；优化反应器结构，强化处理效果，更便于操作及运管；改善降解吡啶酸类物质效率，降低生物毒性，改善后端生化效果，保证出水稳定。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术技术方案如下：
[0006]本专利技术提供一种氯代吡啶类废水预处理装置，包括：依次连通的预沉淀区、主反应区、次反应区；
[0007]所述主反应区包括流化态反应区、固定床反应区；所述流化态反应区分别与预沉淀区、固定床反应区连通；
[0008]所述流化态反应区通过隔板依次分割为区间一、区间二、区间三、区间四，该区间一、区间二、区间三、区间四底部均布置有高压曝气器；所述区间一与预沉淀区连通，上部还
设有加料仓，用于补加纳米零价铁催化剂；所述区间四与固定床反应区连通，下部出水进入固定床反应区；
[0009]所述固定床反应区包括由下至上依次设置的反冲洗区、颗粒催化剂填料区、以及上部出水区；所述颗粒催化剂填料区从下至上依次分为承托层、反应填料层、覆盖层。
[0010]优选地，所述预沉淀池包括连通的加药搅拌区与沉淀区；所述加药搅拌区内置搅拌器一，下端部与一吡啶废水进水管连接；所述沉淀区上端设有一出水管一，所述沉淀区通过出水管一与流化态反应区的区间一连接；所述出水管一上依次设有投加硫酸口、在线PH计、H2O2投药口一、出水阀门一；所述区间四与反冲洗区连通。
[0011]优选地，所述反冲洗区设有反冲洗曝气头，该反冲洗曝气头通过反冲洗管分别与外部的反冲洗泵机、反冲洗风机连接，所述反冲洗管、反冲洗泵机、反冲洗风机上均设有反冲洗阀门；所述上部出水区设为出水堰，该出水堰上还设有一出水管二，该出水管二上还依次设有出水阀门二、H2O2投药口二。
[0012]优选地，所述次反应区设为芬顿反应区，所述芬顿反应区通过出水管二与出水堰连通；所述芬顿反应区还内置搅拌器二。
[0013]优选地，所述承托层由下至上依次铺设有鹅卵石、石英砂，该鹅卵石粒径为1
‑
5cm，石英砂粒径为16
‑
32mm；所述反应填料层用于堆积粒径在2
‑
10mm的新型复合催化剂，且堆积密度2.5
‑
3.5g/ml；所述覆盖层用于布置粒径在5
‑
10mm的颗粒活性碳，且布置厚度10
‑
20cm。
[0014]本专利技术还提供一种氯代吡啶类废水预处理装置的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0015]步骤一、首先高浓度废水进入预沉淀区进行沉淀；
[0016]步骤二、然后出水，调节其酸度并投加适量H2O2后，进入主反应区的流化态反应区，与通过气体搅拌的纳米零价铁(NZVI)反应：
[0017]Fe0‑
2e
‑
→
Fe
2+
ꢀꢀꢀ
(1)
[0018]Fe0‑
3e
‑
→
Fe
3+
ꢀꢀꢀ
(2)
[0019]RH+e
‑
→
RH
(reduced)
+H2O
ꢀꢀꢀ
(3)
[0020]步骤三：然后进入固定床反应区：首先进入承托层，然后经过颗粒催化剂填料区与新型复合催化剂进行充分接触反应后，在经覆盖层吸附后通过上部出水区出水；
[0021]其中，新型复合催化剂的制备方法为：首先将FeNi2O、Fe2O3/FeO和C分别制备成粉末，然后将FeNi2O、Fe2O3/FeO、NZVI和C按照(0.3
‑
0.35)：(0.25
‑
0.35)：(0.1
‑
0.15)：(0.05
‑
0.15)比例均匀混合，然后加入适量聚乙烯醇，混合搅拌，得到絮状物，再压制干燥，粉碎，得到颗粒催化剂；
[0022]将得到的颗粒催化剂投加到Al(OH)3胶体溶液，混合均匀后置于离心机内，进行离心分离多余胶体溶液，随后将离心完成的颗粒催化剂置于真空冷冻干燥箱内，在温度213
‑
223k下，干燥8
‑
12h，最后得到具有Al(OH)3保护层的新型复合催化剂；固定床内反应：
[0023]C+RH
→
C
‑
RH
ꢀꢀ
(4)
[0024]C
‑
RH
→
C+R/R
·
ꢀꢀ
(5)
[0025]H2O2+Fe
2+
→
Fe
3+
+HO
‑
+HO
··
ꢀꢀ
(6)
[0026]RH本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氯代吡啶类废水预处理装置，其特征在于，包括：依次连通的预沉淀区、主反应区、次反应区；所述主反应区包括流化态反应区、固定床反应区；所述流化态反应区分别与预沉淀区、固定床反应区连通；所述流化态反应区通过隔板依次分割为区间一、区间二、区间三、区间四，该区间一、区间二、区间三、区间四底部均布置有高压曝气器；所述区间一与预沉淀区连通，上部还设有加料仓，用于补加纳米零价铁催化剂；所述区间四与固定床反应区连通，下部出水进入固定床反应区；所述固定床反应区包括由下至上依次设置的反冲洗区、颗粒催化剂填料区、以及上部出水区；所述颗粒催化剂填料区从下至上依次分为承托层、反应填料层、覆盖层。2.根据权利要求1所述的氯代吡啶类废水预处理装置，其特征在于，所述预沉淀池包括连通的加药搅拌区与沉淀区；所述加药搅拌区内置搅拌器一，下端部与一吡啶废水进水管连接；所述沉淀区上端设有一出水管一，所述沉淀区通过出水管一与流化态反应区的区间一连接；所述出水管一上依次设有投加硫酸口、在线PH计、H2O2投药口一、出水阀门一；所述区间四与反冲洗区连通。3.根据权利要求2所述的氯代吡啶类废水预处理装置，其特征在于，所述反冲洗区设有反冲洗曝气头，该反冲洗曝气头通过反冲洗管分别与外部的反冲洗泵机、反冲洗风机连接，所述反冲洗管、反冲洗泵机、反冲洗风机上均设有反冲洗阀门；所述上部出水区设为出水堰，该出水堰上还设有一出水管二，该出水管二上还依次设有出水阀门二、H2O2投药口二。4.根据权利要求3所述的氯代吡啶类废水预处理装置，其特征在于，所述次反应区设为芬顿反应区，所述芬顿反应区通过出水管二与出水堰连通；所述芬顿反应区还内置搅拌器二。5.根据权利要求1所述的氯代吡啶类废水预处理装置，其特征在于，所述承托层由下至上依次铺设有鹅卵石、石英砂，该鹅卵石粒径为1
‑
5cm，石英砂粒径为16
‑
32mm；所述反应填料层用于堆积粒径在2
‑
10mm的新型复合催化剂，且堆积密度2.5
‑
3.5g/ml；所述覆盖层用于布置粒径在5
‑
10mm的颗粒活性碳，且布置厚度10
‑
20cm。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的氯代吡啶类废水预处理装置的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、首先高浓度废水进入预沉淀区进行沉淀；步骤二、然后出水，调节其酸度并投加适量H2O2后，进入主反应区的流化态反应区，与通过气体搅拌的纳米零价铁反应：Fe0‑
2e
‑
→
Fe
2+
ꢀꢀꢀꢀ
(1)Fe0‑
3e
‑
→
Fe
3+
ꢀꢀꢀꢀ
(2)RH+e
‑
→
RH
(reduced)
+H2O
ꢀꢀꢀꢀ
(3)步骤三：然后进入固定床反应区：首先进入承托层，然后经过颗粒催化剂填料区与新型复合催化剂进行充分接触反应后，在经覆盖层吸附后通过上部出水区出水；其中，新型复合催化剂的制备方法为：首先将FeNi2O、Fe2O3/FeO和C分别制备成粉末，然后将FeNi2O、Fe2O3/FeO、NZVI和C按照(0.3
‑
0....

【专利技术属性】
技术研发人员：肖吉成，张彬彬，欧阳清华，林娜，蔡剑，石群，
申请(专利权)人：深水海纳水务集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：