臭氧催化氧化處理化工污水行業(yè)應(yīng)用

              技術(shù)咨詢：13699162880  薛經(jīng)理

[內(nèi)容摘要] 采用絮凝沉淀—微電解催化反應(yīng)—中和沉淀—臭氧催化氧化處理MBS裝置化工污水。介紹了工藝流程、工藝原理及主要參數(shù)。該工藝具有運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果好，操作管理簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

[關(guān) 鍵 詞] 微電解催化反應(yīng)； 微電流； 臭氧催化氧化； 羥基自由基

隨著精細(xì)化工行業(yè)的發(fā)展，其生產(chǎn)過(guò)程排放的高濃度、難降解有機(jī)廢水越來(lái)越多，對(duì)人們賴以生存的環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。采用常規(guī)污水處理技術(shù)如混凝沉淀、生化反應(yīng)、吸附分離等技術(shù)，處理效果均不理想。這主要是由于這類污水具有污染物濃度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、難于生化降解等特點(diǎn)。對(duì)于此類污水目前國(guó)、內(nèi)外大多采用催化氧化處理技術(shù)。

1設(shè)計(jì)水量、水質(zhì)

1.1設(shè)計(jì)水量

根據(jù)MBS裝置的生產(chǎn)能力及其遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃，設(shè)計(jì)規(guī)模按240m3/d考慮。

1.2設(shè)計(jì)進(jìn)水、出水水質(zhì)

MBS裝置所產(chǎn)生廢水中主要含有鉀鹽、鈉鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、C18烴類物質(zhì) 、微量的丁二烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯及其共聚物。

具體水質(zhì)詳見表-1

               MBS裝置污水水質(zhì)              表1

2工藝流程

經(jīng)分析MBS裝置污水水質(zhì)具有如下特點(diǎn)：污染物濃度高、成分復(fù)雜、水質(zhì)隨生產(chǎn)狀況變化大、污水可生化性差（BOD/COD=0.17）等。根據(jù)MBS裝置污水的特點(diǎn)及天大天久科技股份有限公司的小試報(bào)告，本工程采用絮凝沉淀—微電解催化反應(yīng)—中和沉淀—臭氧催化氧化處理工藝。

2.1工藝原理的幾點(diǎn)說(shuō)明

（1）微電解催化反應(yīng)

將鐵骨架載以特種催化劑與活性炭按比例1:1攪拌均勻裝入微電解催化反應(yīng)池。當(dāng)污水進(jìn)入反應(yīng)池，在酸性條件下對(duì)污水進(jìn)行曝氣，反應(yīng)池內(nèi)就會(huì)形成無(wú)數(shù)個(gè)微小的原電池，鐵為陽(yáng)極，碳為陰極，產(chǎn)生的微電解反應(yīng)如下：

  陽(yáng)極：Fe－2e            Fe2+

  陰極：2H++ 2e           H2   

在有O2時(shí)：

   O2+ 4H + 4e       2H2O

O2+ 2H2O + 4e       4OH—

電極反應(yīng)產(chǎn)物具有很高的化學(xué)活性，在偏酸性的溶液中，電極反應(yīng)產(chǎn)生的新生態(tài)氫結(jié)合微電流的作用可將廢水中的有機(jī)物還原，將高分子長(zhǎng)鏈化合物變?yōu)樾》肿踊衔?，提高污水的可生化性，同時(shí)生成氫氧化鐵絮狀物對(duì)有機(jī)物有較強(qiáng)的絮凝作用，經(jīng)中和沉淀后，原水的COD去除率可達(dá)65%。

（2）臭氧催化氧化

臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，但氧化反應(yīng)具有選擇性，處理化學(xué)結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定的難降解有機(jī)污染物時(shí)，效果并不理想。臭氧催化氧化利用臭氧在催化劑的作用下產(chǎn)生羥基自由基—·OH，羥基自由基具有比臭氧分子更強(qiáng)的氧化能力，且反應(yīng)無(wú)選擇性，可快速氧化分解污水中大量有機(jī)污染物。臭氧催化氧化反應(yīng)在臭氧催化氧化塔內(nèi)完成，氧化塔內(nèi)設(shè)多孔鈦板為曝氣板，利用波紋板填料增加氣液接觸面積，特種催化劑安裝在其中。臭氧耗量為1kg/h，臭氧濃度為100~150mg/L。

3 主要構(gòu)筑物及設(shè)備

3.1調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，共1座。分為2個(gè)廊道，廊道寬2.5m，廊道長(zhǎng)14.2m，HRT=10h。

調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)穿孔管進(jìn)行空氣攪拌以防沉淀。調(diào)節(jié)池設(shè)自吸式污水泵二臺(tái)(一開一備)，單臺(tái)性能參數(shù)：Q=10m3/h、H=20m。

3.2絮凝沉淀池

初沉池采用鋼結(jié)構(gòu)豎流式斜板沉淀池，共2座。表面負(fù)荷為1.5m3/m2·h，停留時(shí)間為2h。

3.3微電解催化反應(yīng)池

微電解催化反應(yīng)池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，池內(nèi)壁防腐，共一座，分三格，尺寸為8.1×5.0×4.5m，HRT=6~8h。

微電解催化反應(yīng)池內(nèi)設(shè)鐵碳催化劑，池底設(shè)微孔曝氣器，反應(yīng)中進(jìn)行鼓風(fēng)曝氣，微電解催化反應(yīng)池分三格交替運(yùn)行。

3.4中和曝氣反應(yīng)池

中和曝氣反應(yīng)池采用鋼結(jié)構(gòu)，池內(nèi)壁防腐，共1座。水池尺3.8×2.5×4.8m，反應(yīng)池設(shè)自吸式污水泵二臺(tái)(一開一備)，單臺(tái)性能參數(shù)：Q=10m3/h、H=20m。

3.5二沉池

二沉池采用鋼結(jié)構(gòu)豎流式斜板沉淀池，共2座。表面負(fù)荷為1.5m3/m2·h，停留時(shí)間為2h。

3.6臭氧催化氧化塔

二沉池出水，經(jīng)污水泵提升進(jìn)入催化氧化塔，設(shè)污水泵二臺(tái)（一開一備），單臺(tái)性能參數(shù)：Q=10m3/h、H=20m、P=3kW。催化氧化塔采用不銹鋼材質(zhì)，共一臺(tái)，結(jié)構(gòu)尺寸φ1.6×6.7m，反應(yīng)時(shí)間為45~60min。催化氧化塔內(nèi)設(shè)催化劑，在反應(yīng)中通入臭氧進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，在反應(yīng)中臭氧需用量為1Kg/h。

3.7鼓風(fēng)機(jī)房

鼓風(fēng)機(jī)房主要向調(diào)節(jié)池、微電解催化反應(yīng)池、中和反應(yīng)池供氣。設(shè)羅茨鼓風(fēng)機(jī)二臺(tái)（一開一備），單臺(tái)性能參數(shù)：Q=7.23m3/min。鼓風(fēng)機(jī)房平面尺寸為6.0× 4.0m。

3.8臭氧發(fā)生器室

臭氧發(fā)生器室主要向催化氧化塔提供臭氧。設(shè)一套臭氧發(fā)生裝置，主要設(shè)備包括冷干機(jī)、吸干機(jī)、換熱器、放電室等。臭氧產(chǎn)量為1Kg/h，臭氧含量為100~150mg/L。臭氧發(fā)生器室平面尺寸: 6.0 ×5.0m。

3.9污泥濃縮池

絮凝沉淀池及二沉池產(chǎn)生的污泥均送至污泥濃縮池，污泥濃縮池采用鋼結(jié)構(gòu)豎流式濃縮池，共2座，單座濃縮池直徑φ2.2m，HRT= 15hr。

濃縮后的污泥采用板框壓濾機(jī)進(jìn)行機(jī)械脫水，設(shè)板框壓濾機(jī)一臺(tái)，過(guò)濾面積50m2，過(guò)濾周期4-5hr，脫水污泥含水率70-80%。

板框壓濾機(jī)配套污泥泵二臺(tái)（一開一備），單臺(tái)性能參數(shù)：Q=5m3/h、H=0.4MPa。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）絮凝沉淀—微電解催化反應(yīng)—中和沉淀—臭氧催化氧化處理工藝處理化工污水，COD去除率可達(dá)85%以上，運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果好，該工藝采用的鐵碳填料，具有使用壽命長(zhǎng)，成本低廉，操作維護(hù)方便等特點(diǎn)。

（2）以臭氧催化氧化為核心的污水處理技術(shù)，對(duì)于精細(xì)化工污水處理站具有一定的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，開發(fā)普通高效催化劑是降低催化氧化法處理精細(xì)化工污水運(yùn)行成本的核心手段，我們相信隨著高效催化劑的不斷開發(fā)，臭氧催化氧化法處理精細(xì)化工污水將具有良好的發(fā)展前景。