紫外-臭氧協(xié)同氧化預(yù)處理高濃度廢水的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種廢水處理工藝方法，具體說是一種強制循環(huán)式紫外-臭氧協(xié)同氧化預(yù)處理高濃度廢水的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油煉制的程度加深以及劣質(zhì)原油的加工，產(chǎn)生的難生物降解的高濃度有機廢水相應(yīng)增多，它們進入水體給環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。處理這類廢水，多采用生物處理，且以好氧法或好氧法的改進型為主，有的也采用厭氧生物處理。但由于煉化廢水中含有較高濃度的生物難降解物，甚至是生物毒物，如苯酚、萘、蒽、苯并芘等多環(huán)類化合物等，會對生物處理系統(tǒng)造成破壞性沖擊。
[0003]為解決高濃度化工廢水的處理問題，紫外臭氧協(xié)同氧化有機污染物是一種反應(yīng)條件溫和、去除效率高、無二次污染的多效耦合高級氧化技術(shù)，但該技術(shù)存在臭氧在廢水中溶解效率低、紫外燈表面污染物沉積等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種效率更高、處理效果更好的、能夠?qū)崿F(xiàn)高濃度廢水污染物的有效去除，并實現(xiàn)裝置的穩(wěn)定運行的處理高濃度廢水的方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種紫外-臭氧協(xié)同氧化預(yù)處理高濃度廢水的方法，該方法包括如下步驟:
[0006]I)原水箱的高濃度廢水與臭氧通過氣液混合泵混合得到乳白色、含有直徑為20-30 μ m臭氧微氣泡的出水；
[0007]2)氣液混合泵出水進入反應(yīng)罐，反應(yīng)罐中設(shè)置一豎直隔板，所述豎直隔板下端與反應(yīng)罐底部留有空隙，將反應(yīng)罐分為進水側(cè)和出水側(cè)，向反應(yīng)罐進水側(cè)加入硫酸、雙氧水，使反應(yīng)罐中pH值在2.5-4.5之間，在臭氧與雙氧水共同作用下降解有機污染物；反應(yīng)罐出水側(cè)下部出水一部分通過循環(huán)泵循環(huán)至原水箱再次進行反應(yīng)，另一部分進入設(shè)置有高強度紫外燈的強化反應(yīng)器發(fā)生光化反應(yīng)并與隨后產(chǎn)生的臭氧協(xié)同作用降解有機污染物后，所述強化反應(yīng)器的出水返回反應(yīng)罐的進水側(cè)與送入反應(yīng)罐的氣液混合泵出水混合充分反應(yīng)后通過下端空隙進入出水側(cè)；
[0008]3)產(chǎn)水從反應(yīng)罐出水側(cè)上部溢流到產(chǎn)水箱中，向產(chǎn)水箱中加入氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)產(chǎn)水PH值為6-9后進入后續(xù)生化處理工藝。
[0009]本發(fā)明還提供了一種實現(xiàn)上述方法預(yù)處理高濃度廢水的裝置，該裝置包括依次連接的原水箱、氣液混合泵、反應(yīng)罐、循環(huán)泵、強化反應(yīng)器，其中氣液混合泵進水口管路連接有臭氧發(fā)生器，所述反應(yīng)罐中設(shè)置有豎直隔板，所述豎直隔板下端與反應(yīng)罐底部留有空隙，將反應(yīng)罐分為進水側(cè)和出水側(cè)，所述強化反應(yīng)器的出水管路與反應(yīng)罐進水側(cè)連通，反應(yīng)罐進水側(cè)還連接有硫酸加藥泵和雙氧水加藥泵，反應(yīng)罐的出水側(cè)下部出水管路與循環(huán)泵連接，所述循環(huán)泵出口管路分兩支，一支與強化反應(yīng)器相連，另一只與原水箱相連，所述強化反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有高強度紫外燈，強化反應(yīng)器的出水管路與反應(yīng)罐進水側(cè)相連通，反應(yīng)罐出水側(cè)上部的出水管路與產(chǎn)水箱相連通，所述的產(chǎn)水箱上連接有氫氧化鈉加藥泵。
[0010]本發(fā)明上述技術(shù)方案中，所述的硫酸加藥泵連接有硫酸溶液儲罐，所述雙氧水加藥泵連接有雙氧水溶液儲罐，氫氧化鈉加藥泵連接有氫氧化鈉溶液儲罐。
[0011]所述的高強度紫外燈的波長為180-190nm，功率為10_12kw。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為:
[0013]I)采用氣液混合泵使臭氧以微氣泡形式溶于廢水中，增強臭氧在廢水中的溶解性，提尚臭氧氧化效率；
[0014]2)通過循環(huán)泵的作用，一方面，實現(xiàn)廢水在反應(yīng)罐和強化反應(yīng)器間的循環(huán)，增大與強化反應(yīng)器中高強度紫外燈的照射反應(yīng)時間；同時增大廢水流速，沖刷紫外燈外殼，降低廢水中污染物在紫外燈外殼的附著和沉積；另一方面，實現(xiàn)廢水在反應(yīng)罐和原水箱間的循環(huán)，增大廢水中臭氧溶解量；
[0015]3)反應(yīng)罐中設(shè)置豎直隔板，使氣液混合泵送入的廢水與強化反應(yīng)器出水混合在隔板一側(cè)充分反應(yīng)后進入豎直隔板另一側(cè)，再通過循環(huán)泵送入強化反應(yīng)器進一步反應(yīng)降解污染物；同時還避免短路。
[0016]4)本發(fā)明方法處理效率更高、處理效果更好，操作條件簡單，與目前應(yīng)用的焚燒工藝相比，投資可節(jié)約50%，運行成本節(jié)約60%以上；能夠?qū)崿F(xiàn)高濃度廢水中70%以上的污染物的有效去除，大大減輕后續(xù)生化處理壓力，滿足后續(xù)生化進水要求。本發(fā)明的處理裝置能有效避免污染物沉積，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定運行的處理高濃度廢水。
【附圖說明】
[0017]附圖1是本發(fā)明一種強制循環(huán)式紫外-臭氧協(xié)同氧化預(yù)處理高濃度廢水的方法的工藝流程示意圖:
[0018]其中1-原水箱，2-氣液混合泵、3-反應(yīng)罐、4-臭氧發(fā)生器、5-循環(huán)泵、6-強化反應(yīng)器，7-高強度紫外燈，8-產(chǎn)水箱，9-硫酸溶液儲罐，10-硫酸加藥泵，11-雙氧水溶液儲罐，12-雙氧水加藥泵，13-氫氧化鈉溶液儲罐，14-氫氧化鈉加藥泵。
【具體實施方式】
[0019]圖1為本發(fā)明強制循環(huán)式紫外-臭氧協(xié)同氧化預(yù)處理高濃度廢水的方法實施例的工藝流程示意圖。從圖1可以看出，富氧源臭氧發(fā)生器4產(chǎn)生的臭氧和原水箱I中的高濃度廢水通過氣液混合泵2進入反應(yīng)罐3中，氣液混合泵2出水呈乳白色，臭氧微氣泡直徑為20-30 μ m，同時硫酸加藥泵10和雙氧水加藥泵12分別將硫酸儲罐9、雙氧水儲罐11中的溶液加入到反應(yīng)罐3中，使反應(yīng)罐3中pH在2.5-4.5之間。在反應(yīng)罐3中臭氧與雙氧水共同作用降解有機污染物，此過程主要有兩種途徑，一是臭氧通過親核或親電作用直接參與反應(yīng)，二是產(chǎn)生的活潑的羥基自由基(.0H)與污染物反應(yīng)。然后通過循環(huán)泵5的作用，強化反應(yīng)器6出水返回到反應(yīng)罐3中，實現(xiàn)廢水在反應(yīng)罐3和強化反應(yīng)器6間的循環(huán)，增加其與高強度紫外燈7的照射反應(yīng)時間；同時循環(huán)泵5出口支路將部分廢水返回至原水箱I中，整個系統(tǒng)形成廢水的雙重循環(huán)。在強化反應(yīng)器6中，高強度紫外燈7在水中發(fā)生光化反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基(.0H)，同時與氧氣作用產(chǎn)生臭氧，通過兩者的協(xié)同作用降解有機污染物。同時在循環(huán)泵5的作用下可以增大廢水流速，起到?jīng)_刷高強度紫外燈7外殼的作用，進而降低廢水中污染物在高強度紫外燈7外殼附著和沉積的不利影響。廢水處理COD去除率可達70%以上，滿足后續(xù)生化處理要求后，從反應(yīng)罐3上部溢流到產(chǎn)水箱8中，通過氫氧化鈉加藥泵14加入氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)產(chǎn)水pH值為6-9。
[0020]實施例一:
[0021]廣東某煉化廠，日處理煉化廢水600m3，為實現(xiàn)廢水處理后可以達標(biāo)排放，考察調(diào)研尋求適宜的處理工藝。采用本發(fā)明的強制循環(huán)式紫外-臭氧協(xié)同氧化預(yù)處理高濃度廢水的工藝方法進行現(xiàn)場中試試驗，裝置處理能力為10m3/h，當(dāng)臭氧氣體濃度為150mg/L，30%雙氧水投加量為55g/L，反應(yīng)罐中pH調(diào)節(jié)至3.0，循環(huán)泵流量為100m3/h時，COD從2100mg/L降至4500mg/L，裝置COD去除率為78.57%,滿足后續(xù)生化與高級氧化處理系統(tǒng)進水要求，將后續(xù)生化與高級氧化處理系統(tǒng)處理后，出水可達標(biāo)排放。
[0022]實施例二:
[0023]山東某煉油廠，日處理煉油廢水1000m3，經(jīng)過除油、絮凝沉降后COD仍高達12000mg/L，生化系統(tǒng)負荷較重，采用本發(fā)明的強制循環(huán)式紫外-臭氧協(xié)同氧化預(yù)處理高濃度廢水的工藝方法進行現(xiàn)場中試試驗，裝置處理能力為15m3/h，臭氧氣體濃度為125mg/L，30%雙氧水投加量為24g/L，反應(yīng)罐中pH調(diào)節(jié)到4.5，循環(huán)泵流量為150m3/h時，COD從12000mg/L降至3200mg/L，出水滿足后續(xù)生化處理進水要求，降低其處理負荷。
[0024]實施例三:
[0025]山東某針織廠，日處理印染廢水800m3，COD在13000_16000mg/L之間，呈深褐色。采用本發(fā)明的強制循環(huán)式紫外-臭氧協(xié)同氧化預(yù)處理高濃度廢水的工藝方法進行現(xiàn)場中試試驗，裝置處理能力為10m3/h，臭氧氣體濃度為100mg/L，30%雙氧水投加量為31.2g/L,反應(yīng)罐中pH調(diào)節(jié)在2.5左右，循環(huán)泵流量為120m3/h時，COD從15000mg/L降至4200mg/L，出水基本無色，滿足后續(xù)處理進水要求。
【主權(quán)項】
1.一種紫外-臭氧協(xié)同氧化預(yù)處理高濃度廢水的方法，該方法包括如下步驟: 1)原水箱的高濃度廢水與臭氧通過氣液混合泵混合得到乳白色、含有直徑為20-30 μ m臭氧微氣泡的出水； 2)氣液混合泵出水進入反應(yīng)罐，反應(yīng)罐中設(shè)置有豎直隔板，所述豎直隔板下端與反應(yīng)罐底部留有空隙，將反應(yīng)罐分為進水側(cè)和出水側(cè)，向反應(yīng)罐進水側(cè)加入硫酸、雙氧水，使反應(yīng)罐中pH值在2.5-4.5之間，在臭氧與雙氧水共同作用下降解有機污染物；反應(yīng)罐出水側(cè)下部出水一部分通過循環(huán)泵循環(huán)至原水箱再次進行反應(yīng)，另一部分進入設(shè)置有高強度紫外燈的強化反應(yīng)器發(fā)生光化反應(yīng)并與隨后產(chǎn)生的臭氧協(xié)同作用降解有機污染物后，所述強化反應(yīng)器的出水返回反應(yīng)罐的進水側(cè)與送入反應(yīng)罐的氣液混合泵出水混合充分反應(yīng)后通過下端空隙進入出水側(cè)； 3)產(chǎn)水從反應(yīng)罐出水側(cè)上部溢流到產(chǎn)水箱中，向產(chǎn)水箱中加入氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)產(chǎn)水PH值為6-9后進入后續(xù)生化處理工藝。2.一種紫外-臭氧協(xié)同氧化預(yù)處理高濃度廢水的裝置，其特征在于，包括依次連接的原水箱、氣液混合泵、反應(yīng)罐、循環(huán)泵、強化反應(yīng)器，其中氣液混合泵進水口管路連接有臭氧發(fā)生器，所述反應(yīng)罐中設(shè)置有豎直隔板，所述豎直隔板下端與反應(yīng)罐底部留有空隙，將反應(yīng)罐分為進水側(cè)和出水側(cè)，所述強化反應(yīng)器的出水管路與反應(yīng)罐進水側(cè)連通，反應(yīng)罐進水側(cè)還連接有硫酸加藥泵和雙氧水加藥泵，反應(yīng)罐的出水側(cè)下部出水管路與循環(huán)泵連接，所述循環(huán)泵出口管路分兩支，一支與強化反應(yīng)器相連，另一只與原水箱相連，所述強化反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有高強度紫外燈，強化反應(yīng)器的出水管路與反應(yīng)罐進水側(cè)相連通，反應(yīng)罐出水側(cè)上部的出水管路與產(chǎn)水箱相連通，所述的產(chǎn)水箱上連接有氫氧化鈉加藥泵。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述的硫酸加藥泵連接有硫酸溶液儲罐，所述的雙氧水加藥泵連接有雙氧水溶液儲罐，所述的氫氧化鈉加藥泵連接有氫氧化鈉溶液儲鍾。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述的高強度紫外燈的波長為180-190nm，功率為 10_12kw。
【專利摘要】本發(fā)明為一種紫外-臭氧協(xié)同氧化預(yù)處理高濃度廢水的方法及裝置。本發(fā)明方法包括：原水箱的高濃度廢水與臭氧通混合得到乳白色、含有臭氧微氣泡的出水后進入設(shè)置有豎直隔板的反應(yīng)罐，所述豎直隔板將反應(yīng)罐分為進水側(cè)和出水側(cè)，向反應(yīng)罐進水側(cè)加入硫酸、雙氧水，在臭氧與雙氧水共同作用下降解有機污染物；反應(yīng)罐出水側(cè)下部出水一部分循環(huán)至原水箱再次反應(yīng)，另一部分進入強化反應(yīng)器發(fā)生光化反應(yīng)并與隨后產(chǎn)生的臭氧協(xié)同作用降解有機污染物后，出水返回反應(yīng)罐的進水側(cè)繼續(xù)反應(yīng)；產(chǎn)水從反應(yīng)罐出水側(cè)上部溢流到產(chǎn)水箱中，向調(diào)節(jié)產(chǎn)水pH值為6-9后進入后續(xù)生化處理工藝。本發(fā)明方法處理效率高、處理效果好；本發(fā)明裝置能夠穩(wěn)定運行，且投資少、運行成本少。
【IPC分類】C02F9/08
【公開號】CN104944656
【申請?zhí)枴緾N201510345547
【發(fā)明人】李亮, 滕厚開, 吳青, 郭宗斌, 張艷芳, 肖立光, 付春明, 李超, 郝潤秋
【申請人】中國海洋石油總公司, 中海油天津化工研究設(shè)計院, 中海油能源發(fā)展股份有限公司, 中海石油煉化有限責(zé)任公司惠州煉化分公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月19日