申请日2011.12.14
公开(公告)日2012.07.04
IPC分类号C02F1/72; C02F9/04
摘要
本发明涉及一种固定床催化氧化含肼废水装置，用于在常温下降解肼、水合肼，该装置包括：废水池(1)、回收池(2)、离心泵(3)、换热器(4)、加热器(5)、第一加药罐(6)、第一蠕动泵(7)、第二加药罐(8)、第二蠕动泵(9)、第一固定床反应器(10)、第二固定床反应器(11)、第三固定床反应器(12)、肼浓度在线分析系统(13)、三通阀(14)、无纸记录仪(15)、电源控制面板(16)、pH控制系统(17)、配电柜(18);本装置降解效率高，无二次污染，安全性高。自动化程度高，操作简单，节能高效，运行成本较低。本发明装置，还可用于其它类难生物降解的有机污染物废水的净化处理。
权利要求书
1. 一种固定床催化氧化肼废水的装置，其特征在于该装置包括：废水池(1)、回收池(2)、离心泵(3)、换热器(4)、加热器(5)、第一加药罐(6)、第一蠕动泵(7)、第二加药罐(8)、第二蠕动泵(9)、第一固定床反应器(10)、第二固定床反应器(11)、第三固定床反应器(12)、肼浓度在线分析系统(13)、三通阀(14)、无纸记录仪(15)、电源控制面板(16)、pH控制系统(17)、配电柜(18);
离心泵(3)的进水端接废水池中(1)，离心泵(3)的出水端接换热器(4)的冷水进端，换热器(4)的冷水出端顺序串联连接加热器(5)、第一固定床反应器(10)、第二固定床反应器(11)、第三固定床反应器(12)、换热器(4)的热水入端，换热器(4)的热水出端通过三通阀(14)分别接废水池中(1)和回收池(2)的进水端;第一蠕动泵(7)的进端接第一加药罐(6)，第一蠕动泵(7)的出端接加热器(5)的出端与第一固定床反应器(10)的进端之间;第二蠕动泵(9)的进端接第二加药罐(8)，第二蠕动泵(9)的出端接加热器(5)的出端与第一固定床反应器(10)的进端之间;
废水池中(1)的废水，经离心泵(3)进入，与换热器(4)进行换热后，进入加热器(5)，与来自第一加药罐(6)、第二加药罐(8)的药剂通过第一蠕动泵(7)、第二蠕动泵(9)混合，进入三段串联固定床反应器即第一固定床反应器(10)、第二固定床反应器(11)、第三固定床反应器(12)，降解后废水经过换热器(4)、三通阀(14)后与废水池(1)、回收池(2)相通。
2. 根据权利要求1所述的一种固定床催化氧化降解肼废水的装置，其特征在于肼浓度在线分析系统(13)接在换热器(4)的热水出口与三通阀(14)的进口之间。
3. 根据权利要求1所述的一种固定床催化氧化降解肼废水的装置，其特征在于pH控制系统(17)接在加热器(5)的出口与第一固定床反应器(10)的进口之间。
4. 根据权利要求1所述的一种固定床催化氧化降解肼废水的装置，其特征在于离心泵(3)为隔膜计量泵或螺杆泵，由变频器和电磁阀调节流量，进水流量以及加热器出水温度信号输出至无纸记录仪(15)。
5. 根据权利要求书1所述的一种固定床催化氧化降解肼废水装置，其特征在于第一固定床反应器(10)、第二固定床反应器(11)、第三固定床反应器(12)为三段串联，固定床反应器底部设有水平放置的分离膜，用于催化剂回收。
6. 根据权利要求书1所述的一种固定床催化氧化降解肼废水装置，其特征在于第二加药罐(8)和第二蠕动泵(9)用于调节pH值的酸碱试剂的自动加入，第二蠕动泵(9)与pH控制系统(17)相连，启停由pH控制系统(17)控制，酸碱包括硫酸与氢氧化钠，pH信号输出至无纸记录仪(15)。
7. 根据权利要求书1或2所述的一种固定床催化氧化降解肼废水装置，其特征在于肼浓度在线分析系统(13)内设有石英流动比色皿、显色剂、两通阀自动取样和可见分光光度计，肼浓度信号输出至无纸记录仪(15)。
说明书
固定床催化氧化肼废水的装置
技术领域
本发明属于废水处理领域，涉及一种固定床催化氧化降解含肼废水的装置。
背景技术
肼在航天飞行器中意义重大，主要用作火箭和喷气发动机的燃料部分，在民用方面用量也很大，广泛用作制药原料、发泡剂、锅炉防蚀剂。同时肼毒性很大，在生产、运输、贮存等过程中，易发生环境污染。含肼废水一旦进入周围环境，将会造成周边环境包括土壤、水质的污染，对周边居民、牲畜产生危害。国标GB14374-93要求处理后出水肼浓度小于0.1mg/L，可达标排放。因此，肼污水净化处理技术及装置受到高度重视。
我国含肼废水的处理方法主要有自然净化法，何息忠保持偏二甲肼污水在pH=8~10的条件下，加入Cu2+自然净化20天达到处理污水的目的，自然净化法装置占地面积大且处理周期长;此外还有氯气氧化法、空气氧化法、臭氧氧化法和高锰酸钾氧化法。其中氯气氧化法和高锰酸钾氧化法装置处理肼废水，会产生二次污染，且存在使用安全性问题;臭氧氧化法，包括臭氧-UV-联合工艺，需要用臭氧发生器，装置体积大价格昂贵，且臭氧在水中溶解性差，需延长处理时间，不仅导致臭氧电耗增大，还导致尾气中残余臭氧不断增多，使得处理难度加大，处理成本高。
何息忠，自然净化法处理火箭推进剂污水在航天发射场的应用，污染防治技术，1996，9(1)：69-71
熊磷，王煊军，刘祥萱，紫外诱导氯化法处理偏二甲肼废水，江苏环境科技，2007,20(1)：37-38
王晓晨，偏二甲肼的臭氧紫外光降解研究：【硕士学位论文】.北京：清华大学，2008。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种固定床催化氧化降解肼废水装置。该装置可以高效、安全的实现肼浓度在线监测及循环降解，无二次污染，能满足环保排放要求。并且占地面积小，运行成本低。对温度、pH、加药等参数自动定量控制，自动化程度高，反应条件温和，肼降解效率高。该装置以复合金属氧化物为催化剂，固体催化剂可循环利用，对设备无腐蚀，催化活性、稳定性好。
技术方案：为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：
羟基自由基(·OH)是氧化能力极强的自由基，其氧化能力仅次于氟。能很容易地氧化各种有机物和无机物，降解效率高，反应速度快，是许多高级氧化工艺的氧化主体。
本发明利用固体氧化物作为高浓度肼分解的催化剂，装填于固定床反应器中，催化H2O2产生羟基自由基(·OH)，羟基自由基可进一步引发自由基链反应，将废水中的N2H4氧化为N2 、H2，同时将废水中的各种有机物氧化为CO2、H2O等。降解效率高，无二次污染，安全性高。
氧化剂H2O2以及调节pH的酸碱试剂，利用蠕动泵依据废水处理量自动定量加入，肼浓度检测利用蠕动泵自动取样，经可见分光光度计比色检测。装置自动化程度高。
本发明的固定床催化氧化肼废水的装置包括：废水池、回收池、离心泵、换热器、加热器、第一加药罐、第一蠕动泵、第二加药罐、第二蠕动泵、第一固定床反应器、第二固定床反应器、第三固定床反应器、肼浓度在线分析系统、三通阀、无纸记录仪、电源控制面板、pH控制系统、配电柜;
离心泵的进水端接废水池中，离心泵的出水端接换热器的冷水进端，换热器的冷水出端顺序串联连接加热器、第一固定床反应器、第二固定床反应器、第三固定床反应器、换热器的热水入端，换热器的热水出端通过三通阀分别接废水池和回收池的进水端;第一蠕动泵的进端接第一加药罐，第一蠕动泵的出端接加热器的出端与第一固定床反应器的进端之间;第二蠕动泵的进端接第二加药罐，第二蠕动泵的出端接加热器的出端与第一固定床反应器的进端之间;
废水池中的废水，经离心泵进入，与换热器进行换热后，进入加热器，与来自第一加药罐、第二加药罐的药剂通过第一蠕动泵、第二蠕动泵混合，进入三段串联固定床反应器即第一固定床反应器、第二固定床反应器、第三固定床反应器，降解后废水经过换热器、三通阀后与废水池、回收池相通。
肼浓度在线分析系统接在换热器的热水出口与三通阀的进口之间。
pH控制系统接在加热器的出口与第一固定床反应器的进口之间。
离心泵为隔膜计量泵或螺杆泵，由变频器和电磁阀调节流量，进水流量以及加热器出水温度信号输出至无纸记录仪。
第一固定床反应器、第二固定床反应器、第三固定床反应器为三段串联，固定床反应器底部设有水平放置的分离膜，用于催化剂回收。
第二加药罐和第二蠕动泵用于调节pH值的酸碱试剂的自动加入，第二蠕动泵与pH控制系统相连，启停由pH控制系统控制，酸碱包括硫酸与氢氧化钠，pH信号输出至无纸记录仪。
肼浓度在线分析系统内设有石英流动比色皿、显色剂、两通阀自动取样和可见分光光度计，肼浓度信号输出至无纸记录仪。
有益效果：本发明的优点为：
1.本发明是一种固定床催化氧化肼废水装置，装置占地面积小，对设备无腐蚀。
2.利用蠕动泵控制自动加药，连续定量，自动化程度高，操作简单。
3.本发明进口废水与降解后的出口废水经过换热器进行换热，节约了加热器加热所需的电能，节能高效，运行成本较低。
4.本发明采用三段固定床反应器，串联使降解更彻底。
5 .本发明可拆卸的反应床底部设有水平放置的分离膜，用于催化剂回收。
6.本发明肼浓度在线分析系统内设有石英流动比色皿、显色剂、两通阀自动取样、分光光度计，可以实现肼废水中肼浓度的实时在线监测，且响应稳定、可靠、及时。
7.本发明降解后经分光光度计监测的未达标的肼废水可以通过三通阀重新流入废水池进行循环降解，降解彻底安全性好。
8.本发明设有无纸记录仪，具有温度显示、pH显示、进水流量显示等，易于观察与控制，可以实现实时数据显示和数据存储记录。
