一种高浓度吡啶类废水处理设备
阅读：710发布：2023-02-04
专利汇可以提供一种高浓度吡啶类废水处理设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种高浓度吡啶类废 水 处理 设备，包括依次连接的电催化反应器、微 电解 反应器、混凝沉淀处理单元、厌 氧 水解 设备、加压 接触 氧化反应器，微电解反应器为 铁 碳 微电解反应器，其内部的铁、碳体积比为1∶1，电催化反应器的 电流 密度 为10～20mA/cm2；加压接触氧化反应器的曝气量为25～30∶1，操作压 力 为0.1～0.5MPa。本设备采用以电催化氧化为核心的物化处理工艺，可有效分解吡啶类污染物，降低 废水 的毒性，提高废水的可生化性；生化处理采用厌氧水解+加压 生物 接触氧化组合工艺，提高生化处理的有机负荷、处理效率和耐盐能力；本设备处理废水的工艺具有耐冲击负荷能力强、处理效果好、运行 费用 较低的特点，可保证高浓度吡啶废水经处理后稳定达标排放。，下面是一种高浓度吡啶类废水处理设备专利的具体信息内容。
一种高浓度吡啶类废水处理设备
技术领域
背景技术
[0002] 吡啶是目前杂环化合物中开发应用范围最广的品种之一，是一种重要的精细化工原料，其衍生物主要有烷基吡啶、卤代吡啶、氨基吡啶等。据统计，约有70％的农药、医药、兽药及有机化工产品需要使用到吡啶，故它被称为化工中间体的“芯片”，其中农药占吡啶系列产品消费总量的50％左右，饲料添加剂约为30％，医药及其他领域占20％。近年来，农药中间体发展迅速，含吡啶基团的农药发展很快，不仅有高效的杀虫剂、除草剂，而且开发出高效杀菌剂，并逐渐形成一大类特有的农药系列。
[0003] 吡啶常温下为无色液体，可以任何比例与水或大部分常用有机液体如醇、醚、石油醚、酮类、苯和其它多种溶剂完全互溶。吡啶有恶臭，对神经有致毒作用，对眼角膜有损害。吡啶对微生物呈强烈抑制作用，且难于被氧化，因而给地面水的自净及污水的无害化处理过程造成困难。在吡啶的衍生物中，如五氯吡啶具有高的生物富集性。吡啶类废水的主要特点：(1)吡啶难以被重铬酸钾氧化，因此用COD指标评价吡啶类废水不能真实反映其污染程度；(2)吡啶对生化过程的生物菌有很强的抑制性或毒性，造成生化处理不能进行，由于废水中的吡啶类物质不可生化，使得污泥死亡，生化处理系统瘫痪；(3)带吡啶环的物质种类繁多，但都具有一个共同的特点环状结构，物质稳定、难以降解，吡啶及其衍生物比苯更稳定。
[0004] 对高浓度吡啶类的处理一般有混凝法、吸附法、化学氧化法、芬顿氧化法、光催化氧化法、直接焚烧法等。混凝法和吸附法并不能有效地去除吡啶类污染物，化学氧化法虽然对COD有一定的去除率，但对吡啶的降解效率不高，且根据氧化剂的不同及处理废水性质的不同，易产生二次污染。贺启环等研究发现，金属氧化物和贵金属催化剂的使用可提高氧化效率，且在削减CODCr的同时，提高了BOD5/CODCr值，为后续生化处理创造了条件，但在采用氯氧化时应注意避免处理后的水中氯含量过高，这样会对生化处理的微生物造成伤害。同时必须注意到：作为一种反应物质，氯氧化试剂常与芳香类化合物发生氧化反应而生成氯代芳烃类衍生物，这些化合物很难生物降解，进一步增加了生化处理的难度。芬顿氧化法能氧化难生物降解或一般化学氧化难以奏效的有机废水，但是Fenton试剂法存在着药剂成本高、需进行后续处理、流程复杂、废渣产生量大、易引起二次污染等问题，这些问题制约了Fenton法的发展。ME Moctezuma等利用纳米TiO2光催化降解除草剂百草枯虽然都取得了较好的效果，但光催化氧化法多以紫外光辐射为主，设备相对比较复杂，易受废水色度、浊度的影响，且电能消耗较大、处理费用较高。光催化氧化法作为最近十几年发展起来的新研究领域，现在基本还停留在理论研究和试验阶段，工业化应用实例较少。
[0005] 吡啶类化合物是持久性有机物(POPs)，其结构稳定，且对微生物有抑制作用，因此吡啶类废水通常难以被生物降解，吡啶类废水处理是废水处理领域面临的一个难题。目前，对吡啶类废水的生化处理技术研究较少。在实际处理工程中，由于缺乏有效的预处理手段，通常都是将吡啶类废水大比例稀释后与其它废水一并进行生化处理，往往会影响到整个生化处理系统的处理效果。实用新型内容
[0006] 本实用新型要解决技术问题是：针对高浓度吡啶类有机废水处理难度大的问题，提供一种高浓度吡啶类废水处理设备，使处理后出水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准。
[0010] 利用本设备处理高浓度吡啶类废水的工艺流程如下：
[0011] 电催化氧化工艺段——将吡啶类废水的pH值调节至3.0～4.0，并送入电催化反应器进行电催化氧化处理；进一步的，本工艺段中电催化反应器的电流密度为10～20mA/2
cm，废水停留时间0.5～1.5小时；本工艺段中，电催化反应过程产生的羟基自由基等强氧化物质可打开吡啶环，将吡啶氧化分解为易降解的低级脂肪烃等小分子有机物；
cm，废水停留时间0.5～1.5小时；本工艺段中，电催化反应过程产生的羟基自由基等强氧化物质可打开吡啶环，将吡啶氧化分解为易降解的低级脂肪烃等小分子有机物；
[0012] 微电解工艺段——经电催化氧化处理后的废水送入微电解反应器处理，铁碳微电解反应器底部曝气充氧，反应过程适量加酸，保持废水的pH值为酸性；进一步的，本工艺段中加的酸为盐酸和/或硫酸，废水的pH值保持在3.0～5.0的范围内废水停留时间为0.5～2.0小时；微电解反应器为铁碳微电解反应器，其内部的铁、碳体积比为1∶1；
[0013] 混凝沉淀工艺段——微电解反应器的出水进入混凝沉淀处理单元，向混凝沉淀处理单元内加碱调节废水的pH值至弱碱性(PH＝8.0～9.0)，再加入PAM，进行混凝反应，经沉淀后出水；本工艺段中，微电解与混凝沉淀工艺段结合可大幅降解废水中的COD。
[0014] 厌氧水解工艺段——混凝沉淀处理后的出水经盐度调节后，进入厌氧水解设备，通过厌氧生物菌对废水中的有机物进一步降解；进一步的，本工艺段中，盐度调节使废水盐度小于2％；废水停留时间至少为24小时；
[0015] 加压接触氧化工艺段——厌氧水解出水进入加压接触氧化反应器，通过好氧生物菌对废水中的有机物进行降解；进一步的，本工艺段中，加压接触氧化反应器的曝气量为25～30∶1，操作压力0.1～0.5MPa，废水停留时间为5～10小时。本工艺段的出水，最终达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准。
[0016] 本实用新型将物化处理工艺与生化处理工艺相结合有机结合，其以电催化氧化为核心的物化处理工艺，可有效分解吡啶类污染物，降低废水的毒性，提高废水的可生化性，其优先进行电催化氧化处理，利用电催化氧化反应设备产生的强氧化物质对水中吡啶类有机物进行分解，提高后续微电解处理单元的处理效率；生化处理采用厌氧水解+加压生物接触氧化组合工艺，提高生化处理的有机负荷、处理效率和耐盐能力。本处理工艺具有耐冲击负荷能力强、处理效果好、运行费用较低的特点，可保证高浓度吡啶废水经处理后稳定达标排放。
[0017] 利用本实用新型设备处理高浓度吡啶类废水的工艺流程中，电催化氧化工艺段采用高效多维电极电催化反应器。反应器阳极板为表面涂覆多种催化物质的钛板，阴、阳极极板间充填有表面担载了多种催化物质涂层的粒子电极，极板与粒子表面催化物质由锡、锑、铱、钽、锰等多种金属氧化物组合，涂覆烧结而成。反应器在电场与催化物质作用下，产生的以羟基自由基(·OH)为主的多种强氧化物质，氧化降解有机物。由于反应器具有多维结构，传质效率提高，废水处理效果显著。
[0018] 本实用新型的有益效果如下：
[0019] (1)氧化能力强。系统产生的羟基自由基(·OH)具有高氧化电位(2.8V)，可有效地破坏与打开吡啶环，将结构稳定、难降解的大分子类有机物降解为低级脂肪烃类、有机酸类等小分子有机物。电催化与微电解二段物化工艺处理，可高效分解高浓度废水中的吡啶类物质，使物化处理过程废水TOC的去除率达到70％以上。
[0020] (2)加压生物接触氧化可提高溶氧浓度、缩短废水停留时间，提高微生物的耐盐性能和COD处理效率，使处理后的出水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准，其主要指标COD排放浓度小于100mg/L，氨氮排放浓度小于15mg/L。
[0021] (3)其主体工艺流程由“物化+生化”处理组合构成，物化与生化工艺段的氧化分解能力由强到弱，配置合理，处理工艺衔接良好。
[0022] (4)低能耗，低药剂消耗，不需反复调节pH，污泥量少，总体工艺流程短，运行费用低。
[0024] 下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0025] 图1为本实用新型设备结构框图。
具体实施方式
[0026] 如图1所示，为本实用新型高浓度吡啶类废水处理设备的结构框图，其包括依次连接的电催化反应器、微电解反应器、混凝沉淀处理单元、厌氧水解设备、加压接触氧化反应器，所述微电解反应器为铁碳微电解反应器，其内部的铁、碳体积比为1∶1，所述电催化反应器的电流密度为10～20mA/cm2，加压接触氧化反应器的曝气量为25～30∶1，操作压力为0.1～0.5MPa。
[0028] 实例1
[0029] 某农药企业高浓度吡啶废水，主要污染物为吡啶衍生物间二氯吡啶和邻二氯吡2
啶。原水pH调至3.0，多维电催化氧化段工作电流密度控制在15mA/cm，停留时间1小时；
再进入微电解反应器处理，保持酸度(pH＝4左右)和曝气充氧，反应停留时间1.5小时；
出水加Ca(OH)2调节废水pH至9.0，并加PAM进行混凝沉淀反应。对沉淀后的出水检测，间二氯吡啶去除率99.82％，邻二氯吡啶去除率99.93％，COD去除率76％。实验表明，物化处理段吡啶环状结构已被打开，吡啶被有效分解，废水BOD/COD比提高，保证了后继的生物处理成为可能。
啶。原水pH调至3.0，多维电催化氧化段工作电流密度控制在15mA/cm，停留时间1小时；
再进入微电解反应器处理，保持酸度(pH＝4左右)和曝气充氧，反应停留时间1.5小时；
出水加Ca(OH)2调节废水pH至9.0，并加PAM进行混凝沉淀反应。对沉淀后的出水检测，间二氯吡啶去除率99.82％，邻二氯吡啶去除率99.93％，COD去除率76％。实验表明，物化处理段吡啶环状结构已被打开，吡啶被有效分解，废水BOD/COD比提高，保证了后继的生物处理成为可能。
[0030] 实例2
[0031] 某农药企业毒死蜱农药生产车间含吡啶类高浓度工艺废水，废水呈红棕色，有强烈的刺激性气味。其主要水质指标：pH 5～6、COD 36705mg/L、TOC 6312mg/L、TP 1835mg/L、含盐量16％。吡啶类废水加酸调节pH至3左右后进入电催化氧化反应器，控制电流密度2
为14mA/cm、废水停留时间为60min，出水自流进入微电解槽；微电解槽内填充铸铁屑和焦炭，铁碳体积比为1∶1，适量加酸，控制废水pH在3-5之间，废水停留时间60min；出水直接进入混凝沉淀池，用Ca(OH)2调节pH至8左右，并加入混凝剂进行混凝沉淀，出水进入“厌氧水解+加压接触氧化”生化处理系统。运行处理结果如下：物化处理段COD去除率55.6％，有机磷去除率达73.8％，TOC去除率72.6％。物化处理后的出水COD在16000mg/L左右，由于盐分过高，不能直接进行生化处理，加入约8倍的低浓度废水，控制盐分在2％以下进入生化处理系统，此时，废水的COD约为1800mg/L。厌氧水解池采用上流式厌氧反应器，控制温度25℃，废水停留时间控制36h，其COD去除率为35％，厌氧水解出水COD在1200mg/L以下，由加压泵打入加压生物接触氧化塔，控制操作压力0.3Mpa左右，溶解氧4～7mg/L，废水停留时间8h，最终处理出水COD在100mg/L以下。
为14mA/cm、废水停留时间为60min，出水自流进入微电解槽；微电解槽内填充铸铁屑和焦炭，铁碳体积比为1∶1，适量加酸，控制废水pH在3-5之间，废水停留时间60min；出水直接进入混凝沉淀池，用Ca(OH)2调节pH至8左右，并加入混凝剂进行混凝沉淀，出水进入“厌氧水解+加压接触氧化”生化处理系统。运行处理结果如下：物化处理段COD去除率55.6％，有机磷去除率达73.8％，TOC去除率72.6％。物化处理后的出水COD在16000mg/L左右，由于盐分过高，不能直接进行生化处理，加入约8倍的低浓度废水，控制盐分在2％以下进入生化处理系统，此时，废水的COD约为1800mg/L。厌氧水解池采用上流式厌氧反应器，控制温度25℃，废水停留时间控制36h，其COD去除率为35％，厌氧水解出水COD在1200mg/L以下，由加压泵打入加压生物接触氧化塔，控制操作压力0.3Mpa左右，溶解氧4～7mg/L，废水停留时间8h，最终处理出水COD在100mg/L以下。
[0032] 除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
生物反应器热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈