一種光芬頓催化氧化煤化工廢水深度處理系統(tǒng)及其處理煤化工廢水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及工業(yè)廢水深度處理領(lǐng)域，是一種適合煤化工廢水深度處理的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年來，隨著我國化工行業(yè)的迅速發(fā)展，大量的有機污染物通過各種途徑進入水體，有一部分難以生物降解并很難去除，這無論對人類還是環(huán)境都造成嚴重威脅。煤化工企業(yè)排放廢水是在煤加工過程中產(chǎn)生的，包括氣化廢水、液化廢水和焦化廢水，以高濃度煤氣洗滌廢水為主。該廢水的水質(zhì)復(fù)雜，含有大量酚類、多環(huán)芳香族化合物及雜環(huán)化合物和氰、油、氨氮等有毒、有害物質(zhì)。
[0003]隨著國家環(huán)境保護法逐步改善，常規(guī)煤化工處理過程的二級生化處理工藝出水水質(zhì)并不能滿足國家標準，其中CODcr—般在150-200mg/L、總酚濃度在80-120mg/L、氨氮在35-50mg/L，需要通過深度處理才能滿足排放要求，傳統(tǒng)深度處理方法如單純的活性炭吸附速度慢，吸附容量小，再生難度大，另外，二沉池污泥處理費用高，其大量堆積不僅占用土地資源，同時也對大氣、水體和土壤產(chǎn)生污染，因此尋求高效的污泥處理技術(shù)和廢水深度處理技術(shù)非常必要。
[0004]高級氧化技術(shù)在處理高濃度、難降解、毒性大的廢水方面有了很大的進展，操作簡單迅速，無二次污染，而且由于該技術(shù)可以產(chǎn)生具有強烈氧化能力的.0H，處理效果更加高效。隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)紫外光的照射可以促進芬頓反應(yīng)產(chǎn)生更多的自由基，因此光-芬頓法可以用于對難降解污染物的去除。
[0005]發(fā)明專利(公開專利號:CN102992445A公開日期:2013.03.27) —種鋼渣-草酸光芬頓處理有機污染物的方法，由于鋼渣的成分復(fù)雜，鈣、鐵、硅、錳和少量鋁、錳、磷等氧化物組成，可能對水體產(chǎn)生二次污染，其中草酸鈣等會產(chǎn)生沉淀，處理起來較麻煩。
[0006]發(fā)明專利(公開專利號<【049232764公開日期:2015.09.23)—種石墨型氮化碳復(fù)合鐵酸鎳磁性光催化材料的制備方法、發(fā)明專利(公開專利號:CN104445508A公開日期:2015.03.25)鐵酸錳或其碳附和材料雙效光芬頓脫氮方法、發(fā)明專利(公開專利號:CN104190422A公開日期:2014.12.10)—種異相光芬頓催化劑及其用途、發(fā)明專利(公開專利號:CNl 02989461B公開日期:2015.04.15)磁性鐵酸鎳光催化材料的制備方法及應(yīng)用等，其催化劑一般是考慮鐵的氧化物固定在活性炭上，發(fā)明專利(公開專利號:CN102962063A公開日期:2013.03.13)普魯土藍光芬頓催化劑的制備及其講解有機污染物的方法中，其催化劑是以分子篩、高嶺土或者建筑垃圾為載體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有深度處理煤化工廢水過程中存在成本高、效率低、污泥堆積嚴重和處理效果不好的問題。
[0008]本發(fā)明的一種光芬頓催化氧化煤化工廢水深度處理系統(tǒng)，它包括攪拌罐、攪拌器、提升栗、儲液池、多個光反應(yīng)管、光反射鏡、進水管、閘閥一、閘閥二、閘閥三、閘閥四和水流分布器；
[0009]所述的，進水管一端與閘閥一連通，另一端與攪拌罐底部的進水口連通；
[0010]所述的水流分布器設(shè)置于攪拌罐底部；
[0011 ]所述的多個光反應(yīng)管并列設(shè)置，多個光反應(yīng)管的一端均與儲液池的出液口連通，另一端均與攪拌罐入口連通;所述的光反射鏡位于多個并列設(shè)置的光反應(yīng)管下端；
[0012]所述的攪拌罐的出水口與提升栗的入水口連通，提升栗的出水口與閘閥二的入水口連通，閘閥二的出水口與閘閥三的入水口連通，閘閥三的出水口與多個光反應(yīng)管的入水口連通，多個光反應(yīng)管的出水口均與攪拌罐的入水口 ；
[0013]閘閥二的出水口與閘閥三的入水口分別與閘閥四的出水口連通，閘閥四的入水口與儲液池的出水口連通。
[0014]本發(fā)明的一種光芬頓催化氧化煤化工廢水深度處理系統(tǒng)處理煤化工廢水的方法，它是按照以下步驟進行的:
[0015]—、首先開啟閘閥一、向攪拌罐內(nèi)通入煤化工廢水二級生化工藝出水，同時向攪拌罐加入濃度為0.2?1.5g/L的Fe-Ti污泥活性炭；
[0016]二、通過水流分布器向攪拌罐內(nèi)加入濃度為0.2?0.8g/L的H2O2,將攪拌器的攪拌速度控制在60r/min進行攪拌混合；
[0017]三、啟動提升栗，打開閘閥二和閘閥三;將在攪拌罐攪拌均勻的混合液導(dǎo)入到多個光反應(yīng)管內(nèi)進行反應(yīng)，控制混合溶液在每個光反應(yīng)管內(nèi)停留時間至25s;將反應(yīng)后的反應(yīng)液回流至攪拌罐內(nèi)，完成一次反應(yīng)過程;其中，一次反應(yīng)過程時間為60s;
[0018]四、待步驟三的反應(yīng)15min后，關(guān)閉閘閥二和閘閥三，取攪拌罐的反應(yīng)液檢測COD、T0C、氨氮含量和色度的指標；
[0019]五、若步驟四檢測的C0D、T0C、氨氮含量和色度指標符合國家一級A排放標準，則啟動提升栗，打開閘閥二和閘閥四，將攪拌罐的反應(yīng)液轉(zhuǎn)移至儲液池內(nèi)，即完成一次處理煤化工廢水過程。
[0020]本發(fā)明的原理是:
[0021]在光照條件下，在T12的催化作用下，除某些污染物直接分解外，鐵的羥基絡(luò)合物([Fe(OH)]2)具有較好的吸光性能，并吸收光解，產(chǎn)生更多的.0H，同時能加強Fe3+的還原，提高Fe2+的濃度，有利于H2O2的催化分解，從而提高污染物的去除效果。
[0022]本發(fā)明以煤化工廢水生化出水COD數(shù)值、氨氮含量、TOC和色度為計量標準，H2O2投加量過高會使最初產(chǎn)生的.0H減少，若Fe2投量過高，反應(yīng)從最開始就會非常迅速地產(chǎn)生大量的.0H，.0H同基質(zhì)之間的反應(yīng)生成水，致使一部分最初產(chǎn)生的.0H被消耗掉，所以應(yīng)該嚴格的控制H2O2和Fe-Ti污泥活性炭投加比例，二者的比例關(guān)系對煤化工廢水起到重要的作用。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明包含以下有益效果:
[0024](I)、光源采用太陽光，在T12的催化作用下，除某些污染物可以直接分解外，鐵的羥基絡(luò)合物有較好的吸光性能，并吸收光解，產(chǎn)生更多的.0H，反應(yīng)速度快。
[0025](2)、光照還可以加強Fe3+的還原，提高Fe2+的濃度，有利于H2O2的催化分解，從而提高污染物的去除效果，C0D、氨氮去除率達90%以上，色度也有了很大去除。
[0026](3)、芬頓試劑所采用的Fe-Ti污泥活性炭，可以對色度有很大的去除效果，并且使得二沉池污泥得以回收利用。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖。
【具體實施方式】
[0028]【具體實施方式】一:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的一種光芬頓催化氧化煤化工廢水深度處理系統(tǒng)，它包括攪拌罐1、攪拌器2、提升栗3、儲液池4、多個光反應(yīng)管5、光反射鏡6、進水管7、閘閥一8、閘閥二9、閘閥三1、閘閥四11和水流分布器12 ；
[0029]所述的，進水管7—端與閘閥一8連通，另一端與攪拌罐I底部的進水口連通；
[0030]所述的水流分布器12設(shè)置于攪拌罐I底部；
[0031]所述的多個光反應(yīng)管5并列設(shè)置，多個光反應(yīng)管5的一端均與儲液池4的出液口連通，另一端均與攪拌罐I入口連通;所述的光反射鏡6位于多個并列設(shè)置的光反應(yīng)管5下端；
[0032]所述的攪拌罐I的出水口與提升栗3的入水口連通，提升栗3的出水口與閘閥二9的入水口連通，閘閥二 9的出水口與閘閥三1的入水口連通，閘閥三1的出水口與多個光反應(yīng)管5的入水口連通，多個光反應(yīng)管5的出水口均與攪拌罐I的入水口；
[0033]閘閥二9的出水口與閘閥三1的入水口分別與閘閥四11的出水口連通，閘閥四11的入水口與儲液池4的出水口連通。
[0034]【具體實施方式】二:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與【具體實施方式】一不同點在于:所述的光反應(yīng)管5為材質(zhì)為附著有過渡金屬離子的著色玻璃，所述的過渡金屬為Co、Cr和Cu，其中，Co占過渡金屬總摩爾百分比的0.1%?2%，Cr占過渡金屬總摩爾百分比的
0.1 %?2%，Cu占過渡金屬總摩爾百分比的0.1%?0.3%，其余為玻璃。其它組成和連接方式與【具體實施方式】一相同。
[0035]【具體實施方式】三:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與【具體實施方式】一不同點在于:攪拌罐I內(nèi)設(shè)置有攪拌器2。其它組成和連接方式與【具體實施方式】一相同。
[0036]【具體實施方式】四:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與【具體實施方式】一不同點在于:所述的光反應(yīng)管5的長度為50cm，內(nèi)徑為2cm，厚度為I cm，材質(zhì)為PE管。其它組成和連接方式與【具體實施方式】一相同。
[0037]【具體實施方式】五:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與【具體實施方式】一不同點在于:所述的進水管7直徑為6cm，材質(zhì)為PE管。其它組成和連接方式與【具體實施方式】一相同。
[0038]【具體實施方式】六:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與【具體實施方式】一不同點在于:攪拌罐I的體積為1.5L，底面直徑為12cm，高為12cm。其它組成和連接方式與【具體實施方式】一相同。
[0039]【具體實施方式】七:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與【具體實施方式】一不同點在于:所述的水流分布器12位于攪拌罐I底面2cm以上處，水流分布器12為多個水流分布器，并沿攪拌罐I的直徑方向每兩個水流分布器12之間的距離為2cm。其它組成和連接方式與【具體實施方式】一相同。
[0040]【具體實施方式】八:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與【具體實施方式】一不同點在于:所述的提升栗3的流量為1.5L/min，連接提升栗3兩端的水管為PE管，管徑為6cm。其它組成和連接方式與【具體實施方式】一相同。
[0041 ]【具體實施方式】九:本實施方式的一種光芬頓催化氧化煤化工廢水深度處理系統(tǒng)處理煤化工廢水的方法，它是按照以下步驟進行的:
[0042]—、首先開啟進行閘閥8、向攪拌罐I內(nèi)通入煤化工廢水二級生化工藝出水，同時向攪拌罐I加入濃度為0.2?1.5g/L的Fe-Ti污泥活性炭；
[0043]二、通過水流分布器12向攪拌罐I內(nèi)加入濃度為0.2?0.8g/L的H2O2,將攪拌器2的攪拌速度控制在60r/min進行攪拌混合；
[0044]三、啟動提升栗3，打開閘閥9和閘閥10;將