申请日2016.12.16
公开(公告)日2017.05.10
IPC分类号C02F9/06; C02F101/18; C02F101/30; C02F101/34; C02F1/46
摘要
本发明涉及工业废水处理领域，具体涉及一种焦化酚氰废水的处理系统和处理方法及应用。所述焦化酚氰废水的处理系统，依次包括预处理单元和深度处理单元，所述预处理单元包括芬顿塔，所述深度处理单元依次包括等离子体发生装置和催化氧化装置。所述的处理系统进行焦化酚氰废水的处理方法，依次包括预处理和深度处理，包括以下步骤：(1)预处理：将废水进行芬顿反应处理;(2)深度处理：将经过步骤(1)处理后的废水进行等离子体处理，然后进行催化氧化处理。本发明可有效地降低焦化酚氰废水中难以降解的有机物和氨氮，减少挥发酚、酚氰化合物的含量，具有清洁度高，设备维护简单、使用寿命长等优点。
权利要求书
1.一种焦化酚氰废水的处理系统，其特征在于，依次包括预处理单元和深度处理单元，所述预处理单元包括芬顿塔(2)，所述深度处理单元依次包括等离子体发生装置(4)和催化氧化装置(5)。
2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述预处理单元还包括原水池(1)，所述原水池(1)和所述芬顿塔(2)之间连接有第一泵体(6)，所述第一泵体(6)优选为自吸泵。
3.根据权利要求1或2所述的处理系统，其特征在于，所述芬顿塔(2)后连接有沉淀池(3)，废水在沉淀池(3)进行沉淀处理后接入等离子体发生装置(4)中。
4.根据权利要求3所述的处理系统，其特征在于，所述处理系统还包括污泥池(8)，所述污泥池(8)通过第二泵体(7)同所述沉淀池(3)相连;所述第二泵体(7)优选为螺杆泵。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的处理系统，其特征在于，所述原水池(1)和所述芬顿塔(2)内都设置有搅拌器。
6.权利要求1-5中任一项所述的处理系统进行焦化酚氰废水的处理方法，依次包括预处理和深度处理，其特征在于，包括以下步骤：
1)预处理：将废水进行芬顿反应处理;
2)深度处理：将经过步骤1)处理后的废水进行等离子体处理，然后进行催化氧化处理。
7.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于，将步骤(1)中进行芬顿反应之后的废水进行碱性处理，优选使经过碱性处理的废水的pH值为9～11。
8.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，碱性处理包括加入碱性试剂处理，所述碱性试剂优选包括氧化钙、氢氧化钙、氢氧化钠、碳酸氢钠和/或碳酸钾，进一步优选为氧化钙和氢氧化钠的组合，更进一步优选为氧化钙与废水的质量体积比(g/L)为(0.5～5)：1000，氧化钙与氢氧化钠的质量比为1～3:3～1。
9.根据权利要求7或8所述的处理方法，其特征在于，碱性处理之后加入絮凝剂，进行沉淀处理;所述絮凝剂优选包括无机絮凝剂和/或有机絮凝剂中的至少一种，进一步优选包括聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚硅酸硫酸铁、聚磷氯化铁、聚磷氯化铝、聚硅酸铁、聚合硫酸氯化铁铝、聚合聚铁硅、聚合硫酸铁和/或聚合氯化铝中的至少一种。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的处理方法，其特征在于，所述的芬顿反应的反应条件为：反应温度为55～75℃，反应时间为0.5～5小时;优选过氧化氢与废水的体积比为(5～50)：1000，硫酸亚铁与废水的质量体积比(g/L)为(0.5～5)：1000。
11.根据权利要求6-10中任一项所述的处理方法，其特征在于，所述的等离子体处理时间为25min～1h。
12.根据权利要求6-11中任一项所述的处理方法，其特征在于，所述的催化氧化为电化学催化氧化，优选通过强氧化剂进行电化学催化氧化，更一步优选包括双氧水、次氯酸钠和/或重铬酸钾。
13.根据权利要求6-12中任一项所述的处理方法，其特征在于，废水的化学需氧量为4000-8000mg/L，总氮含量>60mg/L，氨氮含量为30-50mg/L。
14.权利要求1-5中任一项所述的处理系统在废水处理领域中的应用，优选在焦化酸氰废水处理领域中的应用。
说明书
一种焦化酚氰废水的处理系统和处理方法及应用
技术领域
本发明涉及工业废水处理领域，具体涉及一种焦化酚氰废水的处理系统和处理方法及应用，尤其涉及一种新型的利用高级催化氧化技术对焦化酚氰废水进行深度处理的方法。
背景技术
焦化酚氰废水是一种难以降解的工业废水，废水的成分复杂，主要有酚、氰化物、氨氮、有机盐、芳烃、有机油及硫化物等，特别是酚类物及氰化物对人体及生物体具有毒害甚至毒杀作用，这些成分如果未经处理或处理不当排出，将对水体产生严重污染，其治理技术是个国际性难题。
目前处理焦化酚氰废水所采用的方法为沉淀法、吸附法和膜分离法。沉淀法成本低，所以在工业上的使用比较广泛，但沉淀法的弊端在于污染物质以污泥的形式再现，并未得到有效地净化处理，需要后续固废处理程序，且出水后难以达标;吸附法主要利用多孔性吸附剂吸附废水中的一种或几种溶质(污染物质)，使废水得到净化，常用吸附剂有活性炭、磺化煤、矿渣、硅藻土等，这种方法处理成本高，吸附剂再生困难，不利于处理高浓度的废水，故常用于处理生化后出水;膜分离法处理效果较好，专利CN202529948U说明了一种膜分离法处理焦化废水的方法，废水通过生化膜过滤后可直接达到排放标准，是一种既简单又实用的废水处理的方法，但膜过滤系统稳定性较差，由于污染物的堵塞，难以长久保持一致的处理能力，需要经常性维护清洗及定期更换，使得膜分离法成本高，难以被企业所采用。
发明内容
本发明所解决的现有技术的问题是：利用现有的装置和方法处理酚氰废水，存在诸多不足，例如废水持久处理能力较弱，废水处理成本较高等，酚氰废水处理面临很多困难。
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种焦化酚氰废水深度处理的系统和方法，无需土建，设备维护简单，成本低，处理工艺简单，很容易实现工业化，而且经本发明处理后的废水，总氮含量不超过10mg/L。废水处理后均可达到国家一级排放标准。
本发明具体通过对焦化酚氰废水进行酸化和芬顿反应，然后通过等离子体技术处理以及一级催化氧化技术处理，得到对焦化酸氰废水处理的目的。
具体而言，本发明提供了如下技术方案：
一方面，本发明提供了一种焦化酚氰废水的处理系统，依次包括预处理单元和深度处理单元，所述预处理单元包括和芬顿塔2，所述深度处理单元依次包括等离子体发生装置4和催化氧化装置5。
优选的，所述预处理单元还包括原水池1，所述原水池1和所述芬顿塔2之间连接有第一泵体6。
优选的，所述第一泵体6为自吸泵。
优选的，所述芬顿塔2后连接有沉淀池3，废水在沉淀池3进行沉淀处理后接入等离子体发生装置4中。
优选的，所述处理系统还包括污泥池8，所述污泥池8通过第二泵体7同所述沉淀池3相连。
优选的，所述第二泵体7为螺杆泵。
优选的，所述原水池1和所述芬顿塔2内都设置有搅拌器。
第二方面，本发明提供了所述的处理系统进行焦化酚氰废水的处理方法，依次包括预处理和深度处理，包括以下步骤：
(1)预处理：将废水进行芬顿反应处理;
(2)深度处理：将经过步骤(1)处理后的废水进行等离子体处理，然后进行催化氧化处理。
优选的，将步骤(1)中进行芬顿反应之后的废水进行碱性处理。
优选的，使经过碱性处理的废水的pH值为9～11。
优选的，碱性处理包括加入碱性试剂处理。
优选的，所述碱性试剂包括氧化钙、氢氧化钙、氢氧化钠、碳酸氢钠和/或碳酸钾。
优选的，所述碱性试剂为氧化钙和氢氧化钠的组合。
优选的，所述氧化钙与废水的质量体积比(g/L)为(0.5～5)：1000，氧化钙与氢氧化钠的质量比为1～3:3～1。
优选的，碱性处理之后加入絮凝剂，进行沉淀处理。
优选的，所述絮凝剂包括无机絮凝剂和/或有机絮凝剂中的至少一种。
优选的，所述絮凝剂包括聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚硅酸硫酸铁、聚磷氯化铁、聚磷氯化铝、聚硅酸铁、聚合硫酸氯化铁铝、聚合聚铁硅、聚合硫酸铁和/或聚合氯化铝中的至少一种。
优选的，所述的芬顿反应的反应条件为：反应温度为55～75℃(蒸氨后原水进水温度)，反应时间为0.5～5小时。
优选的，过氧化氢与废水的体积比为(5～50)：1000，硫酸亚铁与废水的质量体积比(g/L)为(0.5～5)：1000。
优选的，所述的等离子体处理时间为25min～1h。
优选的，所述催化氧化为电化学催化氧化。
优选的，所述催化氧化通过强氧化剂进行电化学催化氧化，更一步优选包括双氧水、次氯酸钠和/或重铬酸钾。
优选的，废水的化学需氧量为4000-8000mg/L，总氮含量>60mg/L，氨氮含量为30-50mg/L。
第三方面，本发明提供了以上任一项处理系统在废水处理领域中的应用。
优选的，以上任一项处理系统在焦化酸氰废水处理领域中的应用。
本工艺预处理部分首先对废水进行芬顿反应，芬顿试剂就是H2O2和Fe2+的混合试剂。H2O2通过Fe2+的催化会生成·OH(羟基自由基)。羟基自由基具有极强氧化性，可以将废水中大部分的有机物氧化，但也会有部分稳定状态的有机物不会反应，这就需要接下来的深度处理部分。等离子净化技术作为深度处理中的一个步骤，主要针对芬顿和絮凝沉淀之后的水样进一步氧化，由于芬顿之后水样中残留的有机物更加稳定，更不易分解，通过等离子体处理后能够有效进一步分解水中的有机物，水样的COD能继续降低200-500mg/L。而经过我们反复试验可确定电化学催化氧化在COD≤1000mg/L的时候处理效果可达到最佳，并且可直接将COD处理到<50mg/L。
本发明所取得的有益效果在于：
(1)与生化法相比，本发明的优势在于，无需土建、清洁度高，设备维护简单、使用寿命长，而且对于化学需氧量为4000-8000mg/L，总氮含量近60mg/L及以上的废水，有良好的去除效果，其中COD去除率高达近90%及以上，氨氮含量去除率达80%以上。可有效地降低焦化酚氰废水中难以降解的有机物和氨氮，减少挥发酚、酚氰化合物的含量。
(2)本发明与膜分离法相比，技术成本低，设备使用寿命长。
(3)与现阶段比较成熟的工艺相比，本发明所需设备国内已基本成熟，不需要进口，仅需要常规设备的连接变换，将预处理和深度处理结合，即可得到良好的污水净化的效果。本发明具有较强的可靠性和可微性，处理后的污水可达国家一级排放标准。
