一种混合式焦化废水处理方法及装置
阅读：248发布：2022-11-26
专利汇可以提供一种混合式焦化废水处理方法及装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种混合式焦化废 水 处理 方法及装置，焦化 废水 进入芬顿 氧 化反应器内，在芬顿 试剂 的作用下进行氧化反应，随后进入混凝沉淀反应器，投加混凝剂与助凝剂去除氧化后的沉淀， 污泥 沉淀后排出，上清液进入光催化氧化反应器，在催化剂的作用下对焦化废水进入光催化，最后焦化废水达标排放。本发明的焦化废水处理工艺，使用效果好，能够有效的降低焦化废水中的COD、 氨 氮、其他有机污染物等，而且操作简单，容易控制、处理效果好、反应效率高，具有较强的可行性。，下面是一种混合式焦化废水处理方法及装置专利的具体信息内容。
1.一种混合式焦化废水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
焦化废水进入芬顿氧化反应器内，在芬顿试剂的作用下进行氧化反应；
氧化反应后的焦化废水进入混凝沉淀反应器，投加混凝剂与助凝剂去除氧化后的沉淀；沉淀后的污泥排出，上清液进入光催化氧化反应器；
所述上清液在催化剂的作用下进行光催化反应后，达标排放。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述芬顿氧化反应器内设有布水系统，使所述焦化废水均匀进入。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述芬顿氧化反应器内设有加酸系统，控制氧化反应pH值为3～4。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述芬顿氧化反应器内设置内循环系统，确保芬顿试剂、酸与焦化废水的充分混合。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混凝沉淀反应器内设有加碱系统，控制混凝反应pH值为7。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混凝沉淀反应器内设有排泥装置，下端设置泥斗，定期进行排污。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光催化氧化反应器内设置加药装置，加入的催化剂为TiO2和H2O2。
8.一种混合式焦化废水处理装置，其特征在于，包括：
芬顿氧化反应器，用于接收焦化废水进入，在芬顿试剂的作用下进行氧化反应；
混凝沉淀反应器，用于接收氧化反应后的焦化废水进入，投加混凝剂与助凝剂去除氧化后的沉淀；沉淀后的污泥排出，上清液进入光催化氧化反应器；
所述光催化氧化反应器，用于接收所述上清液，并在催化剂的作用下进行光催化反应，在所述焦化废水达标后排放。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述芬顿氧化反应器内设有布水系统，使所述焦化废水均匀进入。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述混凝沉淀反应器内设有排泥装置，下端设置泥斗，定期进行排污。
一种混合式焦化废水处理方法及装置
技术领域
背景技术
[0003] 我国现有的焦化废水处理技术主要是采用传统的A/O或A/A/O生物处理法和混凝沉淀、活性炭吸附、氧化法等后续深度处理法。各类研究表明即使生物处理最大限度的发挥作用，也很难实现焦化废水的稳定达标排放，故有效的后续处理技术是焦化废水处理的关键。
[0004] 目前，对于焦化废水的深度处理，主要采用高级氧化法。高级氧化技术主要包括：芬顿氧化法、湿式氧化法、超声波技术、光催化氧化法、超临界水氧化技术、等离子体技术等。其中，芬顿氧化法具有操作简单、反应快速等优点，芬顿氧化法在处理难降解或一般化学氧化难以奏效的有机污染物中应用极为广泛，但单独使用存在效果较差，药剂投放量高存在残留等问题。
[0005] 光催化是目前一种新型的废水处理技术，具有高效、节能、使用范围广等特点，对难生物降解的有机物可以直接矿化为无机小分子，具有广泛的应用前景，成为近年来废水处理的新的热门技术。但光催化技术在单独处理高浓度有机废水过程中，因其废水的色度太大导致其光吸收效果差，影响其催化降解效率，而且高浓度有机废水成分复杂，通常难以彻底矿化去除。
发明内容
[0006] 为克服现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种混合式焦化废水处理方法，其实现了有效的降低焦化废水中的COD、氨氮、其他有机污染物。
[0007] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
[0008] 一种混合式焦化废水处理方法，包括：
[0009] 焦化废水进入芬顿氧化反应器内，在芬顿试剂的作用下进行氧化反应；
[0010] 氧化反应后的焦化废水进入混凝沉淀反应器，投加混凝剂与助凝剂去除氧化后的沉淀；沉淀后的污泥排出，上清液进入光催化氧化反应器；
[0011] 所述上清液在催化剂的作用下进入光催化反应后，达标排放。
[0012] 所述芬顿氧化反应器内设有布水系统，使所述焦化废水均匀进入。
[0013] 所述芬顿氧化反应器内设有加酸系统，控制氧化反应pH值为3～4。
[0014] 所述芬顿氧化反应器内设置内循环系统，确保芬顿试剂、酸与焦化废水的充分混合。
[0015] 所述混凝沉淀反应器内设有加碱系统，控制混凝反应pH值为7。
[0016] 所述混凝沉淀反应器内设有排泥装置，下端设置泥斗，定期进行排污。
[0017] 所述光催化氧化反应器内设置加药装置，加入的催化剂为TiO2和H2O2。
[0018] 一种混合式焦化废水处理装置，包括：
[0019] 芬顿氧化反应器，用于接收焦化废水进入，在芬顿试剂的作用下进行氧化反应；
[0020] 混凝沉淀反应器，用于接收氧化反应后的焦化废水进入，投加混凝剂与助凝剂去除氧化后的沉淀；沉淀后的污泥排出，上清液进入光催化氧化反应器；
[0021] 所述光催化氧化反应器，用于接收所述上清液，并在催化剂的作用下进行光催化反应，在所述焦化废水达标后排放。
[0022] 所述芬顿氧化反应器内设有布水系统，使所述焦化废水均匀进入。
[0023] 所述混凝沉淀反应器内设有排泥装置，下端设置泥斗，定期进行排污。
[0024] 本发明的有益效果是：焦化废水进入芬顿氧化反应器内，在芬顿试剂的作用下进行氧化反应，随后进入混凝沉淀反应器，投加混凝剂与助凝剂去除氧化后的沉淀，污泥沉淀后排出，上清液进入光催化氧化反应器，在催化剂的作用下对焦化废水进入光催化，最后焦化废水达标排放。本发明的焦化废水处理工艺，使用效果好，能够有效的降低焦化废水中的COD、氨氮、其他有机污染物等，而且操作简单，容易控制、处理效果好、反应效率高，具有较强的可行性。附图说明
[0025] 图1为本发明实施例一提供的混合式焦化废水处理方法原理示意图。
[0026] 图2为本发明实施例二提供的混合式焦化废水处理装置结构示意图。
[0027] 图3为本发明实施例三提供的混合式焦化废水处理方法工艺示意图。
具体实施方式
[0028] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0029] 本发明主要工艺流程是，焦化废水进入芬顿氧化反应器内，在芬顿试剂的作用下进行氧化反应，随后进入混凝沉淀反应器，投加混凝剂与助凝剂去除氧化后的沉淀，污泥沉淀后排出，上清液进入光催化氧化反应器，在催化剂的作用下对焦化废水进入光催化，最后焦化废水达标排放。
[0030] 包括芬顿氧化法、混凝沉淀法和光催化氧化法，分别对应芬顿氧化反应器、混凝沉淀反应器和光催化氧化反应器。在催化剂的作用下对焦化废水进入光催化，最后焦化废水达标排放。
[0031] 实施例一
[0032] 如图1所示，本实施例提供一种混合式焦化废水处理方法，包括如下步骤：
[0033] 步骤11，焦化废水进入芬顿氧化反应器内，在芬顿试剂的作用下进行氧化反应。
[0034] 芬顿氧化反应器过程是，过氧化氢(H2O2)与二价铁离子Fe2+的混合溶液将很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态。反应具有去除难降解有机污染物的高能力，在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中有很广泛的应用。
[0035] 芬顿氧化反应器内设有布水系统，使进水均匀。芬顿氧化反应器内设有加酸系统，根据实验结果，氧化反应最佳pH值调为3～4。芬顿氧化反应器内设加药系统，加入芬顿试剂进行氧化反应，根据实验结果，氧化反应最佳 FeSO4/H2O2的用量比例约为1.5。芬顿氧化反应器内设置内循环系统，确保芬顿试剂、酸与焦化废水的充分混合。芬顿氧化反应器内设置加热系统，根据实验结果，氧化反应最佳温度调节为30℃。芬顿氧化反应器内设置pH在线监测装置与温度在线检测装置，实时测量反应器内的PH值与温度。根据焦化废水流量设计芬顿氧化反应器的尺寸，根据试验结果，焦化废水最佳停留时间约为30min。
[0036] 步骤12，氧化反应后的焦化废水进入混凝沉淀反应器，投加混凝剂与助凝剂去除氧化后的沉淀；沉淀后的污泥排出，上清液进入光催化氧化反应器。
[0037] 混凝沉淀是废水处理中沉淀的一种。混凝过程是工业用水和生活焦化废水处理中最基本也是极为重要的处理过程，通过向水中投加一些药剂(通常称为混凝剂及助凝剂)，使水中难以沉淀的颗粒能互相聚合而形成胶体，然后与水体中的杂质结合形成更大的絮凝体。絮凝体具有强大吸附力，不仅能吸附悬浮物，还能吸附部分细菌和溶解性物质。絮凝体通过吸附，体积增大而下沉。
[0038] 混凝沉淀反应器内设有加碱系统，根据实验结果，混凝反应最佳pH值为7。混凝沉淀反应器内设有加药系统，加入混凝剂与助凝剂。混凝反应器设有混合装置确保混凝剂、助凝剂与焦化废水充分混合。混凝反应器内设置冷水进水管道和热水进水管道，保证一定的温度。混凝反应器内设置pH在线监测装置与温度在线检测装置，实时测量反应器内的pH值与温度。根据焦化废水流量设计混凝反应器的尺寸，根据试验结果，焦化废水最佳停留时间约为10～30min。混凝沉淀反应器内设有排泥装置，反应器下端设置泥斗，定期进行排污。混凝沉淀反应器内设置刮渣系统，将反应后上层的浮渣进行去除。混凝反应器内设置溢流堰，保证出水的清澈。
[0039] 步骤13，所述上清液在催化剂的作用下进行光催化反应后，达标排放。
[0040] 光催化氧化反应利用光激发氧化将O2、H2O2等氧化剂与光辐射相结合。所用光主要为紫外光，包括uv-H2O2、uv-O2等工艺，可以用于处理焦化废水中CCl4、多氯联苯等难降解物质。另外，在有紫外光的芬顿体系中，紫外光与铁离子之间存在着协同效应，使H2O2分解产生羟基自由基的速率大大加快，促进有机物的氧化去除。
[0041] 光催化氧化反应器内设置光源发射装置。光催化氧化反应器内设置加药装置，加入的催化剂为TiO2和一定量的H2O2。光催化氧化反应器内设置内循环系统，确保催化剂、双氧水与焦化废水的充分混合。光催化氧化反应器内设置曝气系统，可以增加传质作用，同时还可以增加水中的溶解氧，从而提高降解效率。
[0042] 本实施例中，焦化废水进入芬顿氧化反应器内，在芬顿试剂的作用下进行氧化反应，随后进入混凝沉淀反应器，投加混凝剂与助凝剂去除氧化后的沉淀，污泥沉淀后排出，上清液进入光催化反应器，在催化剂的作用下对焦化废水进入光催化，最后焦化废水达标排放。
[0043] 本实施例将芬顿氧化与光催化氧化相结合，在芬顿氧化过程中可以降解去除大部分有机污染物，从而大大降解其色度，可有效提高后续的光催化工艺中催化剂对光的吸收效率，从而提高对难降解有机污染物的去除效率。另外，芬顿氧化与光催化氧化的耦合也可以解决芬顿氧化过程中双氧水过量的问题，因为芬顿氧化过程中过量的双氧水进入光催化反应过程中，这将产生大量的超氧负离子或羟基自由基等活性自由基，进一步提高了光催化处理有机废水的矿化去除率。本发明的技术在实际的难降解有机废水处理中具有极为重要的意义。
[0044] 本实施例的优点是：絮凝沉淀可以去除悬浮物以及去除部分无机盐，而将光催化工艺与芬顿氧化工艺相结合，可很好地克服芬顿氧化和光催化单个工艺难以彻底处理高盐有机废水以及芬顿氧化过程中双氧水利用率不高等缺点，显著提高其高盐有机废水的降解效果，降低成本。
[0045] 如图2所示，本发明还提供一种混合式焦化废水处理装置，包括：
[0046] 芬顿氧化反应器21，用于接收焦化废水进入，在芬顿试剂的作用下进行氧化反应；
[0047] 混凝沉淀反应器22，用于接收氧化反应后的焦化废水进入，投加混凝剂与助凝剂去除氧化后的沉淀；沉淀后的污泥排出，上清液进入光催化氧化反应器23；
[0048] 所述光催化氧化反应器23，用于接收所述上清液，并在催化剂的作用下进行光催化反应，在所述焦化废水达标后排放。
[0049] 所述芬顿氧化反应器21内设有布水系统，使所述焦化废水均匀进入。
[0050] 所述混凝沉淀反应器22内设有排泥装置，下端设置泥斗，定期进行排污。
[0051] 进一步的，芬顿氧化反应器21内设有布水系统，使进水均匀。
[0052] 芬顿氧化反应器21内设有加酸系统，根据实验结果，氧化反应最佳pH 值调为3～4。
[0053] 芬顿氧化反应器21内设加药系统，加入芬顿试剂进行氧化反应，根据实验结果，氧化反应最佳FeSO4/H2O2的用量比例约为1.5。
[0054] 芬顿氧化反应器内21设置内循环系统，确保芬顿试剂、酸与焦化废水的充分混合。
[0055] 芬顿氧化反应器21内设置加热系统，根据实验结果，氧化反应最佳温度调节为30℃。
[0056] 芬顿氧化反应器21内设置pH在线监测装置与温度在线检测装置，实时测量反应器内的PH值与温度。根据焦化废水流量设计芬顿氧化反应器的尺寸，根据试验结果，焦化废水最佳停留时间约为30min。
[0057] 混凝沉淀反应器22内设有加碱系统，根据实验结果，混凝反应最佳pH 值为7。
[0058] 混凝沉淀反应器22内设有加药系统，加入混凝剂与助凝剂。
[0059] 混凝沉淀反应器22设有混合装置确保混凝剂、助凝剂与焦化废水充分混合。
[0060] 混凝沉淀反应器22内设置冷水进水管道和热水进水管道，保证一定的温度。
[0061] 混凝沉淀反应器22内设置pH在线监测装置与温度在线检测装置，实时测量反应器内的pH值与温度。根据焦化废水流量设计混凝反应器22的尺寸，根据试验结果，焦化废水最佳停留时间约为10～30min。
[0062] 混凝沉淀反应器22内设有排泥装置，下端设置泥斗，定期进行排污。
[0063] 混凝沉淀反应器22内设置刮渣系统，将反应后上层的浮渣进行去除。
[0064] 混凝沉淀反应器22内设置溢流堰，保证出水的清澈。
[0065] 光催化氧化反应器23内设置光源发射装置。
[0066] 光催化氧化反应器23内设置加药装置，加入的催化剂为TiO2和一定量的H2O2。
[0067] 光催化氧化反应器23内设置内循环系统，确保催化剂、双氧水与焦化废水的充分混合。
[0068] 光催化氧化反应器23内设置曝气系统，可以增加传质作用，同时还可以增加水中的溶解氧，从而提高降解效率。
[0069] 图3为本发明实施例三提供的混合式焦化废水处理方法工艺示意图。
[0070] 本发明各个实施例中的智能混合式焦化废水处理方案，其焦化废水进入芬顿氧化反应器内，在芬顿试剂的作用下进行氧化反应，随后进入混凝沉淀反应器，投加混凝剂与助凝剂去除氧化后的沉淀，污泥沉淀后排出，上清液进入光催化氧化反应器，在催化剂的作用下对焦化废水进入光催化，最后焦化废水达标排放。本发明的焦化废水处理工艺，使用效果好，能够有效的降低焦化废水中的COD、氨氮、其他有机污染物等，而且操作简单，容易控制、处理效果好、反应效率高，具有较强的可行性。
[0071] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“顶”、“底”、”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0072] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
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