申请日 20160629
公开（公告）日 20201222
IPC分类号 C02F9/14; C02F103/16
摘要
本发明公开了一种提高光整液废水可生化性的处理系统装置，包括进水泵和与之连接的单袋过滤器，单袋过滤器依次与增压泵、陶瓷膜过滤器、紫外光化学反应器连接；紫外光化学反应器外部为由石英玻璃管组成，石英玻璃管内置并联式UV灯管；UV灯管外部由石英砂负载钛钒紫外光催化剂包覆；陶瓷膜过滤器为以氧化铝等经高温烧结而成、具有多孔结构的精密陶瓷过滤材料。同时公开了利用该系统装置处理光整液废水的工艺。本发明增加了废水的可生化性，经过本发明的工艺处理后，光整液废水可直接进入传统的生化池进行处理。
权利要求书
1.一种提高光整液废水可生化性的处理工艺，其特征在于，
使用的处理系统：包括进水泵和与之连接的单袋过滤器，所述单袋过滤器依次与增压泵、陶瓷膜过滤器、紫外光化学反应器连接；
所述紫外光化学反应器外部为由石英玻璃管组成，所述石英玻璃管内置并联式UV灯管；所述UV灯管外部由石英砂负载钛钒紫外光催化剂包覆；
所述陶瓷膜过滤器为以氧化铝经高温烧结而成、具有多孔结构的精密陶瓷过滤材料，其中呈非对称分布有多孔支撑层、过滤层及微孔膜层；
所述光整液废水通过进水泵流入单袋过滤器，使光整液废水中的杂质颗粒被拦截在滤袋中，经过单袋过滤器后的光整液废水的悬浮物为11～22 mg/L；
然后，所述光整液废水通过增压泵进入陶瓷膜过滤器，经过陶瓷膜过滤器后的光整液废水的悬浮物为0.5～3 mg/L；
光整液废水从陶瓷膜过滤器带压进入设置有并联式UV灯管及石英砂负载钛钒紫外光催化剂的紫外光化学反应器，光整液废水在紫外光化学反应器中停留时间为80~135 min，经过紫外光化学反应器后，通过排水泵进入生化池进行好氧生化处理；
所述石英砂负载钛钒紫外光催化剂的制备方法包括如下步骤：
（1）石英砂载体的筛选和清洗：
先将石英砂浸泡在1～10%的强碱溶液中1-3小时去除有机杂质，然后泡在浓度为1～12%的盐酸中1-5小时去除无机杂质，最后用去离子水清洗至中性；
（2）混合溶液的配制：
按照四正丁氧基钛、水、偏钒酸铵、丙醇、柠檬酸、尿素的摩尔比例为1：（70～85）：3：（0.1～0.5）：（0.2～0.3）：（0.07～0.5）配制混合溶液，超声25～45 min，将超声后的溶液水浴加热至38～42℃，恒温时以320～450转/分钟剧烈搅拌后形成凝胶；
（3）陈化和焙烧：
将石英砂载体静置在凝胶溶液中陈化5～6天，然后将石英砂载体干凝胶放入马弗炉，升温至260-280℃，恒温1-3小时，然后升温至460-500℃，然后恒温焙烧4～5小时，冷却后得到石英砂负载钛钒紫外光催化剂。
2.如权利要求1所述一种提高光整液废水可生化性的处理工艺，其特征在于，所述单袋过滤器的滤袋为聚酯材料，过滤精度为5～10微米，流量为2～8 m3/h。
3.如权利要求1所述一种提高光整液废水可生化性的处理工艺，其特征在于，所述陶瓷膜过滤器过滤精度为0.5～0.8微米，耐压强度为0.5-1.5Mpa；所述陶瓷膜过滤器的膜管长度为1000～1800 mm，流量为2～8 m3/h。
4.如权利要求1所述一种提高光整液废水可生化性的处理工艺，其特征在于，所述石英砂选择直径4～8 mm石英砂，SiO2含量为 99.9～99.95%，空隙率42～47%。
5.如权利要求1所述一种提高光整液废水可生化性的处理工艺，其特征在于，步骤（3）所述升温至260-280℃的升温速度为10-20℃/min；升温至460-500℃的升温速度为2-8 ℃/min。
6.如权利要求1所述一种提高光整液废水可生化性的处理工艺，其特征在于，所述石英玻璃管为透明石英玻璃管，外径300～400 mm；所述并联式UV灯管由2～5根UV灯管构成，每个UV灯管的功率为2000~5000W。
说明书
一种提高光整液废水可生化性的系统装置及处理方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种提高光整液废水可生化性的工艺和装置。
背景技术
光整液是钢铁湿平整工艺过程中使用的重要介质。光整液有机物具有污染物多，BOD5(生化需氧量)低，可生化性差的特点，传统的生物处理难以奏效，目前大多将其稀释后与其它废水混合处理，国内外尚无成熟的处理工艺，是最难处理的钢铁工业废水之一。
开发的提高光整液废水可生化性的工艺，以绿色工艺和节能减排为主要任务，减少环境污染，积极应对日益严格的环境保护法规。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，根据光整液废水的水质情况，提高光整液废水中的可生化性，提供一种处理光整液废水的处理装置。本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种经过提高光整液废水可生化性的处理工艺。本发明的处理工艺后，光整液废水可直接进入传统的好氧生化池进行后续处理。
本发明的技术方案是，一种提高光整液废水可生化性的处理工艺的处理系统装置，包括进水泵和与之连接的单袋过滤器，所述单袋过滤器依次与增压泵、陶瓷膜过滤器、紫外光化学反应器连接；
所述紫外光化学反应器外部为由石英玻璃管组成，所述石英玻璃管内置并联式UV灯管；所述UV灯管外部由石英砂负载钛钒紫外光催化剂包覆；
所述陶瓷膜过滤器为以氧化铝等经高温烧结而成、具有多孔结构的精密陶瓷过滤材料。
根据本发明的一种提高光整液废水可生化性的处理系统装置，其中，所述石英玻璃管为透明石英玻璃管，外径300～400mm；所述并联式UV 灯管由2～5根UV灯管构成，每个UV灯管的功率为2000～5000W。所述陶瓷膜过滤器由外向内非对称分布有多孔支撑层、过滤层及微孔膜层。
根据本发明的一种提高光整液废水可生化性的处理系统装置，其中，所述陶瓷膜过滤器过滤精度为0.5～0.8微米，耐压强度为0.5-1.5Mpa；所述陶瓷膜过滤器的膜管长度为1000～1800mm，流量为2～8m3/h。
本发明还提供了一种提高光整液废水可生化性的处理工艺，使用上述的处理系统，
所述光整液废水通过进水泵流入单袋过滤器，使光整液中的杂质颗粒被拦截在滤袋中，经过单袋过滤器后的光整液废水的悬浮物为11～22 mg/L；
然后，所述光整液废水通过增压泵进入陶瓷膜过滤器，经过陶瓷膜过滤器后的光整液废水的悬浮物为0.5～3mg/L；
所述光整液废水从陶瓷过滤器带压进入设置有并联式UV灯管及石英砂负载钛钒光催化剂的紫外光化学反应器，光整液废水在紫外光化学反应器中停留时间为80～135min，经过紫外光化学反应器后，通过排水泵进入生化池进行好氧生化处理。
所述光整液废水的水质pH为7.5～8.9，BOD5为255～495mg/L， BOD5/CODcr为0.05～0.15，悬浮物为65～120mg/L。
悬浮物浓度会影响紫外光化学反应器和光催化剂，因此必须通过单袋过滤器和陶瓷膜过滤器去除光整液废水中的悬浮颗粒。
优选的是，石英砂负载钛钒紫外光催化剂的投加量为250～350g/L。优选的是，并联式UV灯管由2～5根UV灯管构成，每个UV灯管的功率为2000～5000W。
根据本发明所述的一种提高光整液废水可生化性的处理工艺，优选的是，所述单袋过滤器的滤袋为聚酯材料，过滤精度为5～10微米，流量为2～8m3/h。
根据本发明所述的一种提高光整液废水可生化性的处理工艺，优选的是，所述陶瓷膜过滤器为以氧化铝等经高温烧结而成、具有多孔结构的精密陶瓷过滤材料，其中呈非对称分布有多孔支撑层、过滤层及微孔膜层。
进一步地，所述陶瓷膜过滤器过滤精度为0.5～0.8微米，耐压强度为 0.5-1.5Mpa；所述陶瓷膜过滤器的膜管长度为1000～1800mm，流量为2～ 8m3/h。
根据本发明所述的一种提高光整液废水可生化性的处理工艺，优选的是，所述催化剂的制备方法包括如下步骤：
(1)石英砂载体的筛选和清洗：
先将石英砂浸泡在1～10％的强碱溶液中1-3小时去除有机杂质，然后泡在浓度为1～12％的盐酸中1-5小时去除无机杂质，最后用去离子水清洗至中性；
(2)混合溶液的配制：
按照四正丁氧基钛、偏钒酸铵、丙醇、柠檬酸、尿素的摩尔比例为1： (70～85)：3：(0.1～0.5)：(0.2～0.3)：(0.07～0.5)配制混合溶液，超声25～45min，将超声后的溶液水浴加热至38～42℃，恒温时以320～450 转/分钟剧烈搅拌后形成凝胶；
(3)陈化和焙烧：
将石英砂载体静置在凝胶溶液中陈化5～6天，然后将石英砂载体干凝胶放入马福炉，升温至260-280℃，恒温1-3小时，然后升温至460-500 ℃，然后恒温焙烧4～5小时，冷却后得到石英砂负载钛钒紫外光催化剂。
所述强碱包括氢氧化钠和氢氧化钾。上述强碱溶液和盐酸溶液皆为质量浓度。更优选的是，强碱溶液浓度为2-4％，盐酸溶液浓度为4-6％。
进一步地，所述石英砂选择直径4～8mm石英砂，SiO2含量为99.9～ 99.95％，空隙率42～47％。
进一步地，步骤(3)所述升温至260-280℃的升温速度为10-20℃/min；升温至460-500℃的升温速度为2-8℃/min。
制备的石英砂负载钛钒紫外光可高效促进光生载流离子的分离，提高光量子效应，增加载体表面生成羟基自由基的效率，提高了光整液中的 BOD和BOD5/CODcr。
光整液废水在紫外光化学反应器中停留时间为80～135min，经过紫外光化学反应器后，光整液废水的BOD5为540～1120mg/L，BOD5/CODcr 为0.25～0.45。随后光整液废水通过排水泵进入生化池进行好氧生化处理。
光整液废水经过整个处理工艺后，所述光整液废水的出水水质pH为 7.4～9.1，BOD5为540～1120mg/L，BOD5/CODcr为0.25～0.45，悬浮物为0.5～3mg/L。
本发明以低成本的绿色水处理技术有效提高了光整液废水中的 BOD5/CODcr、增加了废水的可生化性，经过本发明的工艺处理后，光整液废水可直接进入传统的生化池进行处理。因此本发明具有经济和环保双重效果，具有良好的社会效益和环境效益。
发明人 （李恩超;刘道清;侯红娟;武晟;石洪志;叶倩;胡利光;郑洪珠;）
