專利名稱：固定床催化氧化降解肼廢水的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于廢水處理領域，涉及ー種固定床催化氧化降解含肼廢水的裝置。
背景技術：
肼在航天飛行器中意義重大，主要用作火箭和噴氣發(fā)動機的燃料部分，在民用方面用量也很大，廣泛用作制藥原料、發(fā)泡劑、鍋爐防蝕劑。同時肼毒性很大，在生產(chǎn)、運輸、貯存等過程中，易發(fā)生環(huán)境污染。含肼廢水一旦進入周圍環(huán)境，將會造成周邊環(huán)境包括土壤、水質(zhì)的污染，對周邊居民、牲畜產(chǎn)生危害。國標GB14374-93要求處理后出水肼濃度小于
O.lmg/L，可達標排放。因此，肼污水凈化處理技術及裝置受到高度重視。 我國含肼廢水的處理方法主要有自然浄化法，何息忠保持偏ニ甲肼污水在PH=S^lO的條件下，加入Cu2+自然浄化20天達到處理污水的目的，自然浄化法裝置占地面積大且處理周期長；此外還有氯氣氧化法、空氣氧化法、臭氧氧化法和高錳酸鉀氧化法。其中氯氣氧化法和高錳酸鉀氧化法裝置處理肼廢水，會產(chǎn)生二次污染，且存在使用安全性問題；臭氧氧化法，包括臭氧-UV-聯(lián)合エ藝，需要用臭氧發(fā)生器，裝置體積大價格昂貴，且臭氧在水中溶解性差，需延長處理時間，不僅導致臭氧電耗増大，還導致尾氣中殘余臭氧不斷增多，使得處理難度加大，處理成本高。何息忠，自然浄化法處理火箭推進劑污水在航天發(fā)射場的應用，污染防治技木，1996,9 (I) 69-71熊磷，王煊軍，劉祥萱，紫外誘導氯化法處理偏ニ甲肼廢水，江蘇環(huán)境科技，2007，20 (I) 37-38王曉晨，偏ニ甲肼的臭氧紫外光降解研究碩士學位論文.北京清華大學，2008。
發(fā)明內(nèi)容技術問題本實用新型的目的是提供ー種固定床催化氧化降解肼廢水裝置。該裝置可以高效、安全的實現(xiàn)肼濃度在線監(jiān)測及循環(huán)降解，無二次污染，能滿足環(huán)保排放要求。并且占地面積小，運行成本低。對溫度、pH、加藥等參數(shù)自動定量控制，自動化程度高，反應條件溫和，肼降解效率高。該裝置以復合金屬氧化物為催化劑，固體催化劑可循環(huán)利用，對設備無腐蝕，催化活性、穩(wěn)定性好。技術方案為實現(xiàn)本實用新型的目的，本實用新型采用的技術方案為羥基自由基(·0Η)是氧化能力極強的自由基，其氧化能力僅次于氟。能很容易地氧化各種有機物和無機物，降解效率高，反應速度快，是許多高級氧化工藝的氧化主體。本實用新型利用固體氧化物作為高濃度肼分解的催化劑，裝填于固定床反應器中，催化H2O2產(chǎn)生羥基自由基(·0Η)，羥基自由基可進ー步引發(fā)自由基鏈反應，將廢水中的N2H4氧化為N2、H2,同時將廢水中的各種有機物氧化為CO2、H2O等。降解效率高，無二次污染，安全性高。[0012]氧化劑H2O2以及調(diào)節(jié)pH的酸堿試劑，利用蠕動泵依據(jù)廢水處理量自動定量加入，肼濃度檢測利用蠕動泵自動取樣，經(jīng)可見分光光度計比色檢測。裝置自動化程度高。本實用新型的固定床催化氧化肼廢水的裝置包括廢水池、回收池、離心泵、換熱器、加熱器、第一加藥罐、第一蠕動泵、第二加藥罐、第二蠕動泵、第一固定床反應器、第二固定床反應器、第三固定床反應器、肼濃度在線分析系統(tǒng)、三通閥、無紙記錄儀、電源控制面板、PH控制系統(tǒng)、配電柜；離心泵的進水端接廢水池中，離心泵的出水端接換熱器的冷水進端，換熱器的冷水出端順序串聯(lián)連接加熱器、第一固定床反應器、第二固定床反應器、第三固定床反應器、換熱器的熱水入端，換熱器的熱水出端通過三通閥分別接廢水池和回收池的進水端；第一蠕動泵的進端接第一加藥罐，第一蠕動泵的出端接加熱器的出端與第一固定床反應器的進端之間；第二蠕動泵的進端接第二加藥罐，第二蠕動泵的出端接加熱器的出端與第一固定床反應器的進端之間；廢水池中的廢水，經(jīng)離心泵進入，與換熱器進行換熱后，進入加熱器，與來自第一加藥罐、第二加藥罐的藥劑通過第一蠕動泵、第二蠕動泵混合，進入三段串聯(lián)固定床反應器即第一固定床反應器、第二固定床反應器、第三固定床反應器，降解后廢水經(jīng)過換熱器、三通閥后與廢水池、回收池相通。肼濃度在線分析系統(tǒng)接在換熱器的熱水出口與三通閥的進ロ之間。pH控制系統(tǒng)接在加熱器的出口與第一固定床反應器的進ロ之間。離心泵為隔膜計量泵或螺桿泵，由變頻器和電磁閥調(diào)節(jié)流量，進水流量以及加熱器出水溫度信號輸出至無紙記錄儀。第一固定床反應器、第二固定床反應器、第三固定床反應器為三段串聯(lián)，固定床反應器底部設有水平放置的分離膜，用于催化劑回收。第二加藥罐和第二蠕動泵用于調(diào)節(jié)pH值的酸堿試劑的自動加入，第二蠕動泵與PH控制系統(tǒng)相連，啟停由pH控制系統(tǒng)控制，酸堿包括硫酸與氫氧化鈉，pH信號輸出至無紙記錄儀。肼濃度在線分析系統(tǒng)內(nèi)設有石英流動比色皿、顯色劑、兩通閥自動取樣和可見分光光度計，肼濃度信號輸出至無紙記錄儀。有益效果本實用新型的優(yōu)點為I.本實用新型是ー種固定床催化氧化肼廢水裝置，裝置占地面積小，對設備無腐蝕。2.利用蠕動泵控制自動加藥，連續(xù)定量，自動化程度高，操作簡單。3.本實用新型進ロ廢水與降解后的出ロ廢水經(jīng)過換熱器進行換熱，節(jié)約了加熱器加熱所需的電能，節(jié)能高效，運行成本較低。4.本實用新型采用三段固定床反應器，串聯(lián)使降解更徹底。5 .本實用新型可拆卸的反應床底部設有水平放置的分離膜，用于催化劑回收。6.本實用新型肼濃度在線分析系統(tǒng)內(nèi)設有石英流動比色皿、顯色劑、兩通閥自動取樣、分光光度計，可以實現(xiàn)肼廢水中肼濃度的實時在線監(jiān)測，且響應穩(wěn)定、可靠、及吋。7.本實用新型降解后經(jīng)分光光度計監(jiān)測的未達標的肼廢水可以通過三通閥重新流入廢水池進行循環(huán)降解，降解徹底安全性好。[0030]8.本實用新型設有無紙記錄儀，具有溫度顯示、pH顯示、進水流量顯示等，易于觀察與控制，可以實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)顯示和數(shù)據(jù)存儲記錄。

圖I是本實用新型的固定床催化氧化肼廢水裝置示意圖。該裝置包括廢水池I、回收池2、離心泵3、換熱器4、加熱器5、第一加藥罐6、第一蠕動泵7、第二加藥罐8、第二蠕動泵9、第一固定床反應器10、第二固定床反應器11、第三固定床反應器12、肼濃度在線分析系統(tǒng)13、三通閥14、無紙記錄儀15、電源控制面板16、pH控制系統(tǒng)17、配電柜18。
具體實施方式
本實用新型的固定床催化氧化肼廢水的裝置中，離心泵3的進水端接廢水池中1，離心泵3的出水端接換熱器4的冷水進端，換熱器4的冷水出端順序串聯(lián)連接加熱器5、第一固定床反應器10、第二固定床反應器11、第三固定床反應器12、換熱器4的熱水入端，換 熱器4的熱水出端通過三通閥14分別接廢水池中I和回收池2的進水端；第一蠕動泵7的進端接第一加藥罐6，第一蠕動泵7的出端接加熱器5的出端與第一固定床反應器10的進端之間；第二蠕動泵9的進端接第二加藥罐8，第二蠕動泵9的出端接加熱器5的出端與第一固定床反應器10的進端之間；廢水池I中的廢水，經(jīng)離心泵3進入，與換熱器4進行換熱后，進入加熱器5，與來自第一加藥罐6、第二加藥罐8的藥劑通過第一蠕動泵7、第二蠕動泵9混合，進入三段串聯(lián)固定床反應器即第一固定床反應器10、第二固定床反應器11、第三固定床反應器12，降解后廢水經(jīng)過換熱器4、三通閥14后與廢水池I、回收池2相通。離心泵、各蠕動泵、無紙記錄儀15、pH控制系統(tǒng)17、肼濃度在線分析系統(tǒng)13與電源控制面板16、配電柜18連接。其中，所述的廢水池中I的廢水，經(jīng)離心泵3進入，與經(jīng)過固定床反應器降解后的出ロ廢水經(jīng)過換熱器4進行換熱后，進入加熱器5，離心泵包括隔膜計量泵、螺桿泵，由變頻器調(diào)節(jié)流量。進水流量以及加熱器出水溫度信號輸出至無紙記錄儀15。其中第一固定床反應器10、第二固定床反應器11、第三固定床反應器12為三段串聯(lián)，可拆卸的反應床底部設有水平放置的分離膜，用于催化劑回收。第二加藥罐8、第二蠕動泵9用于調(diào)節(jié)pH的酸堿試劑的自動加入，泵與pH控制系統(tǒng)17相連，啟停由pH控制系統(tǒng)17控制，酸堿包括硫酸與氫氧化鈉，pH信號輸出至無紙記錄儀15。所述的肼濃度在線分析系統(tǒng)13內(nèi)設有石英流動比色皿、顯色劑、兩通閥自動取樣、可見分光光度計，肼濃度信號輸出至無紙記錄儀15。所述的三通閥14，連接廢水池I、回收池2，未達標的肼廢水可以通過三通閥14重新流入廢水池I進行循環(huán)降解。所述的無紙記錄儀15，具有肼濃度顯示、溫度顯示、pH顯示、進水流量顯示等。本裝置的工作過程首先由廢水肼濃度和pH數(shù)值，計算氧化劑和酸堿添加量，然后開啟配電柜18及電源控制面板16，啟動離心泵3與加熱器5，廢水池中I的廢水，經(jīng)離心泵3進入，經(jīng)過換熱器4，與固定床反應器降解后的出口廢水進行換熱后，進入加熱器5，加熱器出ロ溫度數(shù)據(jù)輸入無紙記錄儀。第一加藥罐6的氧化劑以及第ニ加藥罐8的調(diào)節(jié)pH的酸堿試劑直接由第一蠕動泵7、第二蠕動泵9以及pH控制系統(tǒng)17控制，與肼廢水在管道混合，進入第一固定床反應器10、第二固定床反應器11、第三固定床反應器12，固定床反應器出口設有廢水取樣管路，進入肼濃度在線分析系統(tǒng)13，經(jīng)兩通閥自動取樣，與顯色劑混合，經(jīng)分光光度計流動比色皿比色分析，肼濃度信號輸出至無紙記錄儀15。檢測后廢水進入換熱器4，達到環(huán)保排放要求，由三通閥14連接至廢水池回收池2，未達標由三通閥切換至廢水池I，循環(huán)降解至達標。實施例I :待處理肼廢水I. Om3，啟動螺桿泵，調(diào)節(jié)變頻調(diào)節(jié)器和電磁閥，固定肼廢水體積流量為O. 35m3/h，利用蠕動泵控制，使肼廢水與30%雙氧水的體積流量比為25:2，調(diào)節(jié)稀硫酸的體積流量使進入固定床反應器的反應液達到pH=6左右,通過無紙記錄儀觀察參數(shù)變化，單個固定床反應器催化劑裝填量為4. 5Kg，并控制固定床反應器內(nèi)溫度50°C，反應后的廢水經(jīng)分光光度計在線監(jiān)測肼濃度〉0.1 mg/L，未達到排放標準則進入廢水池，循環(huán)降解后，達標后排放進入回收池。實施例2 :待處理肼廢水I. Om3，啟動螺桿泵，調(diào)節(jié)變頻調(diào)節(jié)器和電磁閥，固定肼廢水體積流量為O. 35m3/h，利用蠕動泵控制，使肼廢水與30%雙氧水的體積流量比為25:2，調(diào)節(jié)稀硫酸的體積流量使進入固定床反應器的反應液達到pH=6左右,通過無紙記錄儀觀察·參數(shù)變化，單個固定床反應器催化劑裝填量為6. OKg，并控制固定床反應器內(nèi)溫度50°C，反應后的廢水經(jīng)分光光度計在線監(jiān)測肼濃度〈0.1 mg/L，達到排放標準則進入回收池。實施例3:待處理肼廢水I. Om3，啟動螺桿泵，調(diào)節(jié)變頻調(diào)節(jié)器和電磁閥，固定肼廢水體積流量為O. 40m3/h，利用蠕動泵控制，使肼廢水與30%雙氧水的體積流量比為25:2，調(diào)節(jié)稀硫酸的體積流量使進入固定床反應器的反應液達到pH=6左右,通過無紙記錄儀觀察參數(shù)變化，單個固定床反應器催化劑裝填量為6. OKg，并控制固定床反應器內(nèi)溫度50°C，反應后的廢水經(jīng)分光光度計在線監(jiān)測肼濃度〉0.1 mg/L，未達到排放標準則進入廢水池，循環(huán)降解后，達到排放標準則進入回收池。實施例4 :待處理肼廢水I. Om3，啟動螺桿泵，調(diào)節(jié)變頻調(diào)節(jié)器和電磁閥，固定肼廢水體積流量為0. 35m3/h，利用蠕動泵控制，使肼廢水與30%雙氧水的體積流量比為25:2，調(diào)節(jié)稀硫酸的體積流量使進入固定床反應器的反應液達到pH=6左右,通過無紙記錄儀觀察參數(shù)變化，單個固定床反應器催化劑裝填量為6. OKg，并控制固定床反應器內(nèi)溫度50°C，反應后的廢水經(jīng)分光光度計在線監(jiān)測肼濃度〈0.1 mg/L，達到排放標準則進入回收池。重復使用催化劑，5次循環(huán)降解，反應后的廢水經(jīng)分光光度計在線監(jiān)測，5次肼濃度均〈0. lmg/L,達到排放標準則進入回收池。
權利要求1.ー種固定床催化氧化降解肼廢水的裝置，其特征在于該裝置包括廢水池(I)、回收池(2)、離心泵(3)、換熱器(4)、加熱器(5)、第一加藥罐(6)、第一蠕動泵(7)、第二加藥罐(8)、第二蠕動泵(9)、第一固定床反應器(10)、第二固定床反應器(11)、第三固定床反應器(12)、肼濃度在線分析系統(tǒng)(13)、三通閥(14)、無紙記錄儀(15)、電源控制面板(16)、pH控制系統(tǒng)(17)、配電柜(18)； 離心泵(3)的進水端接廢水池中(I)，離心泵(3)的出水端接換熱器(4)的冷水進端，換熱器(4)的冷水出端順序串聯(lián)連接加熱器(5)、第一固定床反應器(10)、第二固定床反應器(11)、第三固定床反應器(12)、換熱器(4)的熱水入端，換熱器(4)的熱水出端通過三通閥(14)分別接廢水池中(I)和回收池(2)的進水端；第一蠕動泵(7)的進端接第一加藥罐(6)，第一蠕動泵(7)的出端接加熱器(5)的出端與第一固定床反應器(10)的進端之間；第ニ蠕動泵(9)的進端接第二加藥罐(8)，第二蠕動泵(9)的出端接加熱器(5)的出端與第一固定床反應器(10)的進端之間； 廢水池中(I)的廢水，經(jīng)離心泵(3)進入，與換熱器(4)進行換熱后，進入加熱器(5)，與來自第一加藥罐(6)、第二加藥罐(8)的藥劑通過第一蠕動泵(7)、第二蠕動泵(9)混合，進入三段串聯(lián)固定床反應器即第一固定床反應器(10)、第二固定床反應器(11)、第三固定床反應器(12)，降解后廢水經(jīng)過換熱器(4)、三通閥(14)后與廢水池(I)、回收池(2)相通。
2.根據(jù)權利要求I所述的ー種固定床催化氧化降解肼廢水的裝置，其特征在于肼濃度在線分析系統(tǒng)(13)接在換熱器(4)的熱水出口與三通閥(14)的進ロ之間。
3.根據(jù)權利要求I所述的ー種固定床催化氧化降解肼廢水的裝置，其特征在于pH控制系統(tǒng)(17)接在加熱器(5)的出口與第一固定床反應器(10)的進ロ之間。
4.根據(jù)權利要求I所述的ー種固定床催化氧化降解肼廢水的裝置，其特征在于離心泵(3)為隔膜計量泵或螺桿泵，由變頻器和電磁閥調(diào)節(jié)流量，進水流量以及加熱器出水溫度信號輸出至無紙記錄儀(15)。
5.根據(jù)權利要求書I所述的ー種固定床催化氧化降解肼廢水的裝置，其特征在于第一固定床反應器(10)、第二固定床反應器(11)、第三固定床反應器(12)為三段串聯(lián)，固定床反應器底部設有水平放置的分離膜，用于催化劑回收。
6.根據(jù)權利要求書I所述的ー種固定床催化氧化降解肼廢水的裝置，其特征在于第二加藥罐(8)和第二蠕動泵(9)用于調(diào)節(jié)pH值的酸堿試劑的自動加入，第二蠕動泵(9)與pH控制系統(tǒng)(17)相連，啟停由pH控制系統(tǒng)(17)控制，酸堿包括硫酸與氫氧化鈉，pH信號輸出至無紙記錄儀(15)。
7.根據(jù)權利要求書I或2所述的ー種固定床催化氧化降解肼廢水的裝置，其特征在于肼濃度在線分析系統(tǒng)(13)內(nèi)設有石英流動比色皿、顯色劑、兩通閥自動取樣和可見分光光度計，肼濃度信號輸出至無紙記錄儀(15)。
專利摘要本實用新型涉及一種固定床催化氧化含肼廢水裝置，用于在常溫下降解肼、水合肼，該裝置包括廢水池(1)、回收池(2)、離心泵(3)、換熱器(4)、加熱器(5)、第一加藥罐(6)、第一蠕動泵(7)、第二加藥罐(8)、第二蠕動泵(9)、第一固定床反應器(10)、第二固定床反應器(11)、第三固定床反應器(12)、肼濃度在線分析系統(tǒng)(13)、三通閥(14)、無紙記錄儀(15)、電源控制面板(16)、pH控制系統(tǒng)(17)、配電柜(18)；本裝置降解效率高，無二次污染，安全性高。自動化程度高，操作簡單，節(jié)能高效，運行成本較低。本實用新型裝置，還可用于其它類難生物降解的有機污染物廢水的凈化處理。
文檔編號C02F9/04GK202482153SQ201120521550
公開日2012年10月10日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權日2011年12月14日
發(fā)明者吳敏, 孫岳明, 常軍, 李文利, 秦建林, 苗春存, 路祥生, 郝芬香 申請人:東南大學, 空軍南京航空四站制備修理廠