申请日2021.01.15
公开（公告）日2021.05.11
IPC分类号C02F9/14; C02F101/30; C02F101/32; C02F101/34; C02F103/34
摘要
本发明公开了一种双氧水制备过程中废水处理工艺，属于废水处理技术领域，该废水处理工艺包括以下步骤：S1、将双氧水制备过程中收集到的废水进行过滤预处理，脱除颗粒固体和悬浮物后得到废液A；S2、在废液A中加入酸度调节和转化催化剂，调节PH，得到混合废液B；S3、将混合废液B加入超临界反应器中，反应完成后冷却至室温，得到降解后的小分子混合液C；S4、在步骤S3的小分子混合液C中加入强氧化剂，以保证小分子混合液C中完全不含苯环类的重芳烃，最终得到完全分解的小分子有机废水D；S5、将步骤S4的有机废水D进入生化处理。本发明解决了双氧水制备过程中产生的含有重芳烃、磷酸三辛酯和蒽醌的废水处理问题。
权利要求书
1.一种双氧水制备过程中废水处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将双氧水制备过程中收集到的废水进行过滤预处理，脱除颗粒固体和悬浮物后得到废液A；
S2、在步骤S1得到的废液A中加入酸度调节和转化催化剂，调节PH，得到混合废液B；
S3、将步骤S2得到的混合废液B加入超临界反应器中，先在常温无氧气条件下通入CO气体，待超临界反应器中压力达到5MPa时，开始升温，升温过程中通入CO气体并将压力保持在5-10MPa，最终升温至340±10℃的临界温度，并在CO-水体系下的临界温度和压力下停留，反应完成后冷却至室温，得到降解后的小分子混合液C；
S4、在步骤S3的小分子混合液C中加入强氧化剂，以保证小分子混合液C中完全不含苯环类的重芳烃，最终得到完全分解的小分子有机废水D；
S5、将步骤S4的有机废水D进入生化处理过程，最终完成整个废水的处理。
2.根据权利要求1所述的一种双氧水制备过程中废水处理工艺，其特征在于：在步骤S1中，所述过滤预处理过程为：先通过粗格栅机进行一级过滤，然后再进行二级过滤，以达到去除颗粒固体物质和悬浮物的要求。
3.根据权利要求2所述的一种双氧水制备过程中废水处理工艺，其特征在于：二级过滤为砂滤、碳滤中的一种或者两种组合使用。
4.根据权利要求1所述的一种双氧水制备过程中废水处理工艺，其特征在于：在步骤S2中，酸度调节和转化催化剂为氢氧化钠和氢氧化钾的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种双氧水制备过程中废水处理工艺，其特征在于：在步骤S2中，酸度调节和转化催化剂添加量与废液A的质量比为(0.01-0.1):1，调节PH至5-7，得到混合废液B。
6.根据权利要求1所述的一种双氧水制备过程中废水处理工艺，其特征在于：在步骤S3中，等到反应器中压力达到5MPa时，开始以3-5℃/min的升温速率进行升温，升温过程中通入CO气体并将压力稳定保持在5-10MPa，最终升温到340±10℃的临界温度，并在CO-水体系下的临界温度和压力下停留0.5-4h，临界压力为10-20Mpa，反应完成后冷却至室温，得到降解后的小分子混合液C。
7.根据权利要求1所述的一种双氧水制备过程中废水处理工艺，其特征在于：在步骤S4中，所述强氧化剂为臭氧、双氧水中的一种或两种。
8.根据权利要求2所述的一种双氧水制备过程中废水处理工艺，其特征在于：所述粗格栅机包括电机、主动辊(61)、传送带(62)、侧板(63)、杂质打捞件(64)和从动辊(65)，所述侧板(63)位于所述主动辊(61)和所述从动辊(65)两端，所述主动辊(61)和所述从动辊(65)均插设在所述侧板(63)上，所述电机安装在所述侧板(63)上且用于带动所述主动辊(61)转动，所述传送带(62)依次经过所述主动辊(61)和所述从动辊(65)；
所述杂质打捞件(64)设置有多个，多个所述杂质打捞件(64)沿所述传送带(62)传送方向均布在所述传送带(62)外表面。
9.根据权利要求8所述的一种双氧水制备过程中废水处理工艺，其特征在于：所述杂质打捞件(64)包括连接杆(641)、端头(642)、弹簧(643)、固定棍和活动棍；
所述端头(642)固定在所述连接杆(641)两端，所述端头(642)固定在所述传送带(62)外表面，所述固定棍包括固定套筒(6441)和固定在所述固定套筒(6441)上的第一打捞棍(6442)，所述固定套筒(6441)套设在所述连接杆(641)中部且与所述连接杆(641)固定，所述活动棍包括活动套筒(6451)和固定在所述活动套筒(6451)上的第二打捞棍(6452)，所述活动套筒(6451)位于所述端头(642)和所述固定套筒(6441)之间，所述活动套筒(6451)设置有多个，多个所述活动套筒(6451)均套设在所述连接杆(641)上，所述弹簧(643)套设在所述连接杆(641)上且抵紧在相邻所述活动套筒(6451)之间以及所述活动套筒(6451)和所述固定套筒(6441)之间，所述第一打捞棍(6442)和所述第二打捞棍(6452)为平行设置且中间留有缝隙；
所述粗格栅机斜向安装在所述污水池(1)内，所述污水池(1)外侧设置有出料导向板(4)，所述出料导向板(4)上固定有固定块(5)，所述固定块(5)位于所述第二打捞棍(6452)传送方向的下侧，所述固定块(5)在靠近所述连接杆(641)中部一侧设置有弧面(7)，最外侧所述第二打捞棍(6452)经过所述固定块(5)时，最外侧所述第二打捞棍(6452)将与所述弧面(7)接触，以使最外侧所述第二打捞棍(6452)向所述连接杆(641)中部方向移动。
说明书
一种双氧水制备过程中废水处理工艺
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，更具体地说，它涉及一种双氧水制备过程中废水处理工艺。
背景技术
2-乙基蒽醌、磷酸三辛酯和四丁基脲是制备双氧水过程中的重要原料，但是进行有机合成2-乙基蒽醌、磷酸三辛酯和四丁基脲过程中难免产生大量有机废水。以2-乙基蒽醌为例，由苯酐、乙苯和三氯化铝为起始原料制备，中间产生了众多蒽醌类的副产品。总的来说，双氧水制备过程中会产生大量的包含重芳烃(三甲苯及其异构体)、磷酸三辛酯和蒽醌的废水。根据实际生产经营，这部分废水占整个双氧水工业废水的50％以上。这部分废水具有含盐高、含有机物的特点，处理难度大，处理成本高。该废水不可直接利用生化工艺处理，直接用芬顿试剂、臭氧等氧化处理过程成本高，因此市面上出现了利用超临界技术对有机废水进行处理。
以往采用的超临界技术主要是指超临界水，超临界水在温度超过374℃、压力超过22Mpa时具有一些特殊性质，此时的超临界水是一种非极性流体，有机物与氧化剂能够在超临界水中完全混溶。在超临界水环境中进行有机物的氧化能够显著提升氧化效率，氧化剂将有机物氧化分解为水、二氧化碳、氮气等气体，有机物中含有的放射性核素转变为无机盐，整个氧化反应过程仅需几秒钟至几分钟。当超临界水温度超过550℃时，无机盐在超临界水中的溶解度为零，利用超临界水的这种特性能够在有机物氧化反应完成后将无机盐固体分离，从而实现放射性元素的分离。但是以往的超临界状态往往需要温度过高，有时通入氧化剂能严重造成设备腐蚀、爆炸、甚至危害人员安全，因此需要利用非氧化条件进行超临界反应。因此需要利用低临界温度的超临界水体系。
申请公布号为CN111252974A、申请公布日为2020年06月09日的中国专利公开了一种基于超临界水氧化处理高盐有机废水的工艺与系统，利用超临界水氧化处理高盐有机废水，利用氧化剂将有机物进行“燃烧”氧化的方法，将有机污染物彻底氧化为CO2、H2O等无毒无害产物，具有反应速率快、降解彻底、无二次污染等独特优势。但是在370℃左右的高压条件下，反应器要求严格，若在通入氧化性的气氛，极易腐蚀反应器，甚至造成泄漏和爆炸。因此需要一个稍微低点的温度气氛，且不是氧化条件下进行超临界反应。
有鉴于于此，本发明提供一种双氧水制备过程中废水处理工艺，可将大的有机物通过活性氢的作用打碎成小分子化合物，处理之后的废水可以通过活性污泥法处理。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种双氧水制备过程中废水处理工艺，解决了双氧水制备过程中产生的含有重芳烃(三甲苯及其异构体)、磷酸三辛酯和蒽醌的废水处理问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种双氧水制备过程中废水处理工艺，包括以下步骤：
S1、将双氧水制备过程中收集到的废水进行过滤预处理，脱除颗粒固体和悬浮物后得到废液A；
S2、在步骤S1得到的废液A中加入酸度调节和转化催化剂，调节PH，得到混合废液B；
S3、将步骤S2得到的混合废液B加入超临界反应器中，先在常温无氧气条件下通入CO气体，待超临界反应器中压力达到5MPa时，开始升温，升温过程中通入CO气体并将压力保持在5-10MPa，最终升温至340±10℃的临界温度，并在CO-水体系下的临界温度和压力下停留，反应完成后冷却至室温，得到降解后的小分子混合液C；
S4、在步骤S3的小分子混合液C中加入强氧化剂，以保证小分子混合液C中完全不含苯环类的重芳烃，最终得到完全分解的小分子有机废水D；
S5、将步骤S4的有机废水D进入生化处理过程，最终完成整个废水的处理。
进一步优选为：在步骤S1中，所述过滤预处理过程为：先通过粗格栅机进行一级过滤，然后再进行二级过滤，以达到去除颗粒固体物质和悬浮物的要求。
进一步优选为：二级过滤为砂滤、碳滤中的一种或者两种组合使用。
进一步优选为：在步骤S2中，酸度调节和转化催化剂为氢氧化钠和氢氧化钾的一种或两种。
进一步优选为：在步骤S2中，酸度调节和转化催化剂添加量与废液A的质量比为(0.01-0.1):1，调节PH至5-7，得到混合废液B。
进一步优选为：在步骤S3中，等到反应器中压力达到5MPa时，开始以3-5℃/min的升温速率进行升温，升温过程中通入CO气体并将压力稳定保持在5-10MPa，最终升温到340±10℃的临界温度，并在CO-水体系下的临界温度和压力下停留0.5-4h，临界压力为10-20Mpa，反应完成后冷却至室温，得到降解后的小分子混合液C。
进一步优选为：在步骤S4中，所述强氧化剂为臭氧、双氧水中的一种或两种。
进一步优选为：所述粗格栅机包括电机、主动辊、传送带、侧板、杂质打捞件和从动辊，所述侧板位于所述主动辊和所述从动辊两端，所述主动辊和所述从动辊均插设在所述侧板上，所述电机安装在所述侧板上且用于带动所述主动辊转动，所述传送带依次经过所述主动辊和所述从动辊；
所述杂质打捞件设置有多个，多个所述杂质打捞件沿所述传送带传送方向均布在所述传送带外表面。
进一步优选为：所述杂质打捞件包括连接杆、端头、弹簧、固定棍和活动棍；
所述端头固定在所述连接杆两端，所述端头固定在所述传送带外表面，所述固定棍包括固定套筒和固定在所述固定套筒上的第一打捞棍，所述固定套筒套设在所述连接杆中部且与所述连接杆固定，所述活动棍包括活动套筒和固定在所述活动套筒上的第二打捞棍，所述活动套筒位于所述端头和所述固定套筒之间，所述活动套筒设置有多个，多个所述活动套筒均套设在所述连接杆上，所述弹簧套设在所述连接杆上且抵紧在相邻所述活动套筒之间以及所述活动套筒和所述固定套筒之间，所述第一打捞棍和所述第二打捞棍为平行设置且中间留有缝隙；
所述粗格栅机斜向安装在所述污水池内，所述污水池外侧设置有出料导向板，所述出料导向板上固定有固定块，所述固定块位于所述第二打捞棍传送方向的下侧，所述固定块在靠近所述连接杆中部一侧设置有弧面，最外侧所述第二打捞棍经过所述固定块时，最外侧所述第二打捞棍将与所述弧面接触，以使最外侧所述第二打捞棍向所述连接杆中部方向移动。
综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明的CO-水临界是指在340℃左右，在此时的临界条件下CO气体会与水发生水煤气变换反应，CO+H2O＝CO2+H2，同时也是生物质超临界水气化制氢中氢气生成的主要路径之一，而此反应中，产生的不同于平常的活性氢，该氢能与水结合生成类似于双氧水的效果，同时该活性氢还能将大分子有机化合物(比如难处理的苯、联苯、蒽醌)打碎生成小分子有机化合物，以便小分子化合物能通过活性污泥法去除。反应中通过加入碱金属，有效的促进水煤气变换反应的进行，增加活性氢的转化率，提高废水处理的效果。
总的来说，利用CO-水临界体系发生的水煤气变换反应，能有效的产生出来活性氢，能更好的将大分子有机物打碎成小分子有机物，使得含重芳烃(三甲苯及其异构体)、磷酸三辛酯和多环蒽醌类衍生物废水得到有效处理。
（发明人：陈攀;陈振兴）
