专利名称：固定床催化氧化降解肼废水的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于废水处理领域，涉及ー种固定床催化氧化降解含肼废水的装置。
背景技术：
肼在航天飞行器中意义重大，主要用作火箭和喷气发动机的燃料部分，在民用方面用量也很大，广泛用作制药原料、发泡剂、锅炉防蚀剂。同时肼毒性很大，在生产、运输、贮存等过程中，易发生环境污染。含肼废水一旦进入周围环境，将会造成周边环境包括土壤、水质的污染，对周边居民、牲畜产生危害。国标GB14374-93要求处理后出水肼浓度小于
O.lmg/L，可达标排放。因此，肼污水净化处理技术及装置受到高度重视。 我国含肼废水的处理方法主要有自然浄化法，何息忠保持偏ニ甲肼污水在PH=S^lO的条件下，加入Cu2+自然浄化20天达到处理污水的目的，自然浄化法装置占地面积大且处理周期长；此外还有氯气氧化法、空气氧化法、臭氧氧化法和高锰酸钾氧化法。其中氯气氧化法和高锰酸钾氧化法装置处理肼废水，会产生二次污染，且存在使用安全性问题；臭氧氧化法，包括臭氧-UV-联合エ艺，需要用臭氧发生器，装置体积大价格昂贵，且臭氧在水中溶解性差，需延长处理时间，不仅导致臭氧电耗増大，还导致尾气中残余臭氧不断增多，使得处理难度加大，处理成本高。何息忠，自然浄化法处理火箭推进剂污水在航天发射场的应用，污染防治技木，1996,9 (I) 69-71熊磷，王煊军，刘祥萱，紫外诱导氯化法处理偏ニ甲肼废水，江苏环境科技，2007，20 (I) 37-38王晓晨，偏ニ甲肼的臭氧紫外光降解研究硕士学位论文.北京清华大学，2008。
发明内容技术问题本实用新型的目的是提供ー种固定床催化氧化降解肼废水装置。该装置可以高效、安全的实现肼浓度在线监测及循环降解，无二次污染，能满足环保排放要求。并且占地面积小，运行成本低。对温度、pH、加药等參数自动定量控制，自动化程度高，反应条件温和，肼降解效率高。该装置以复合金属氧化物为催化剂，固体催化剂可循环利用，对设备无腐蚀，催化活性、稳定性好。技术方案为实现本实用新型的目的，本实用新型采用的技术方案为羟基自由基(·0Η)是氧化能力极强的自由基，其氧化能力仅次于氟。能很容易地氧化各种有机物和无机物，降解效率高，反应速度快，是许多高级氧化工艺的氧化主体。本实用新型利用固体氧化物作为高浓度肼分解的催化剂，装填于固定床反应器中，催化H2O2产生羟基自由基(·0Η)，羟基自由基可进ー步引发自由基链反应，将废水中的N2H4氧化为N2、H2,同时将废水中的各种有机物氧化为CO2、H2O等。降解效率高，无二次污染，安全性高。[0012]氧化剂H2O2以及调节pH的酸碱试剂，利用蠕动泵依据废水处理量自动定量加入，肼浓度检测利用蠕动泵自动取样，经可见分光光度计比色检测。装置自动化程度高。本实用新型的固定床催化氧化肼废水的装置包括废水池、回收池、离心泵、换热器、加热器、第一加药罐、第一蠕动泵、第二加药罐、第二蠕动泵、第一固定床反应器、第二固定床反应器、第三固定床反应器、肼浓度在线分析系统、三通阀、无纸记录仪、电源控制面板、PH控制系统、配电柜；离心泵的进水端接废水池中，离心泵的出水端接换热器的冷水进端，换热器的冷水出端顺序串联连接加热器、第一固定床反应器、第二固定床反应器、第三固定床反应器、换热器的热水入端，换热器的热水出端通过三通阀分别接废水池和回收池的进水端；第一蠕动泵的进端接第一加药罐，第一蠕动泵的出端接加热器的出端与第一固定床反应器的进端之间；第二蠕动泵的进端接第二加药罐，第二蠕动泵的出端接加热器的出端与第一固定床反应器的进端之间；废水池中的废水，经离心泵进入，与换热器进行换热后，进入加热器，与来自第一加药罐、第二加药罐的药剂通过第一蠕动泵、第二蠕动泵混合，进入三段串联固定床反应器即第一固定床反应器、第二固定床反应器、第三固定床反应器，降解后废水经过换热器、三通阀后与废水池、回收池相通。肼浓度在线分析系统接在换热器的热水出口与三通阀的进ロ之间。pH控制系统接在加热器的出口与第一固定床反应器的进ロ之间。离心泵为隔膜计量泵或螺杆泵，由变频器和电磁阀调节流量，进水流量以及加热器出水温度信号输出至无纸记录仪。第一固定床反应器、第二固定床反应器、第三固定床反应器为三段串联，固定床反应器底部设有水平放置的分离膜，用于催化剂回收。第二加药罐和第二蠕动泵用于调节pH值的酸碱试剂的自动加入，第二蠕动泵与PH控制系统相连，启停由pH控制系统控制，酸碱包括硫酸与氢氧化钠，pH信号输出至无纸记录仪。肼浓度在线分析系统内设有石英流动比色皿、显色剂、两通阀自动取样和可见分光光度计，肼浓度信号输出至无纸记录仪。有益效果本实用新型的优点为I.本实用新型是ー种固定床催化氧化肼废水装置，装置占地面积小，对设备无腐蚀。2.利用蠕动泵控制自动加药，连续定量，自动化程度高，操作简单。3.本实用新型进ロ废水与降解后的出ロ废水经过换热器进行换热，节约了加热器加热所需的电能，节能高效，运行成本较低。4.本实用新型采用三段固定床反应器，串联使降解更彻底。5 .本实用新型可拆卸的反应床底部设有水平放置的分离膜，用于催化剂回收。6.本实用新型肼浓度在线分析系统内设有石英流动比色皿、显色剂、两通阀自动取样、分光光度计，可以实现肼废水中肼浓度的实时在线监测，且响应稳定、可靠、及吋。7.本实用新型降解后经分光光度计监测的未达标的肼废水可以通过三通阀重新流入废水池进行循环降解，降解彻底安全性好。[0030]8.本实用新型设有无纸记录仪，具有温度显示、pH显示、进水流量显示等，易于观察与控制，可以实现实时数据显示和数据存储记录。
图I是本实用新型的固定床催化氧化肼废水装置示意图。该装置包括废水池I、回收池2、离心泵3、换热器4、加热器5、第一加药罐6、第一蠕动泵7、第二加药罐8、第二蠕动泵9、第一固定床反应器10、第二固定床反应器11、第三固定床反应器12、肼浓度在线分析系统13、三通阀14、无纸记录仪15、电源控制面板16、pH控制系统17、配电柜18。
具体实施方式
本实用新型的固定床催化氧化肼废水的装置中，离心泵3的进水端接废水池中1，离心泵3的出水端接换热器4的冷水进端，换热器4的冷水出端顺序串联连接加热器5、第一固定床反应器10、第二固定床反应器11、第三固定床反应器12、换热器4的热水入端，换 热器4的热水出端通过三通阀14分别接废水池中I和回收池2的进水端；第一蠕动泵7的进端接第一加药罐6，第一蠕动泵7的出端接加热器5的出端与第一固定床反应器10的进端之间；第二蠕动泵9的进端接第二加药罐8，第二蠕动泵9的出端接加热器5的出端与第一固定床反应器10的进端之间；废水池I中的废水，经离心泵3进入，与换热器4进行换热后，进入加热器5，与来自第一加药罐6、第二加药罐8的药剂通过第一蠕动泵7、第二蠕动泵9混合，进入三段串联固定床反应器即第一固定床反应器10、第二固定床反应器11、第三固定床反应器12，降解后废水经过换热器4、三通阀14后与废水池I、回收池2相通。离心泵、各蠕动泵、无纸记录仪15、pH控制系统17、肼浓度在线分析系统13与电源控制面板16、配电柜18连接。其中，所述的废水池中I的废水，经离心泵3进入，与经过固定床反应器降解后的出ロ废水经过换热器4进行换热后，进入加热器5，离心泵包括隔膜计量泵、螺杆泵，由变频器调节流量。进水流量以及加热器出水温度信号输出至无纸记录仪15。其中第一固定床反应器10、第二固定床反应器11、第三固定床反应器12为三段串联，可拆卸的反应床底部设有水平放置的分离膜，用于催化剂回收。第二加药罐8、第二蠕动泵9用于调节pH的酸碱试剂的自动加入，泵与pH控制系统17相连，启停由pH控制系统17控制，酸碱包括硫酸与氢氧化钠，pH信号输出至无纸记录仪15。所述的肼浓度在线分析系统13内设有石英流动比色皿、显色剂、两通阀自动取样、可见分光光度计，肼浓度信号输出至无纸记录仪15。所述的三通阀14，连接废水池I、回收池2，未达标的肼废水可以通过三通阀14重新流入废水池I进行循环降解。所述的无纸记录仪15，具有肼浓度显示、温度显示、pH显示、进水流量显示等。本装置的工作过程首先由废水肼浓度和pH数值，计算氧化剂和酸碱添加量，然后开启配电柜18及电源控制面板16，启动离心泵3与加热器5，废水池中I的废水，经离心泵3进入，经过换热器4，与固定床反应器降解后的出口废水进行换热后，进入加热器5，加热器出ロ温度数据输入无纸记录仪。第一加药罐6的氧化剂以及第ニ加药罐8的调节pH的酸碱试剂直接由第一蠕动泵7、第二蠕动泵9以及pH控制系统17控制，与肼废水在管道混合，进入第一固定床反应器10、第二固定床反应器11、第三固定床反应器12，固定床反应器出口设有废水取样管路，进入肼浓度在线分析系统13，经两通阀自动取样，与显色剂混合，经分光光度计流动比色皿比色分析，肼浓度信号输出至无纸记录仪15。检测后废水进入换热器4，达到环保排放要求，由三通阀14连接至废水池回收池2，未达标由三通阀切换至废水池I，循环降解至达标。实施例I :待处理肼废水I. Om3，启动螺杆泵，调节变频调节器和电磁阀，固定肼废水体积流量为O. 35m3/h，利用蠕动泵控制，使肼废水与30%双氧水的体积流量比为25:2，调节稀硫酸的体积流量使进入固定床反应器的反应液达到pH=6左右,通过无纸记录仪观察參数变化，单个固定床反应器催化剂装填量为4. 5Kg，并控制固定床反应器内温度50°C，反应后的废水经分光光度计在线监测肼浓度〉0.1 mg/L，未达到排放标准则进入废水池，循环降解后，达标后排放进入回收池。实施例2 :待处理肼废水I. Om3，启动螺杆泵，调节变频调节器和电磁阀，固定肼废水体积流量为O. 35m3/h，利用蠕动泵控制，使肼废水与30%双氧水的体积流量比为25:2，调节稀硫酸的体积流量使进入固定床反应器的反应液达到pH=6左右,通过无纸记录仪观察·參数变化，单个固定床反应器催化剂装填量为6. OKg，并控制固定床反应器内温度50°C，反应后的废水经分光光度计在线监测肼浓度〈0.1 mg/L，达到排放标准则进入回收池。实施例3:待处理肼废水I. Om3，启动螺杆泵，调节变频调节器和电磁阀，固定肼废水体积流量为O. 40m3/h，利用蠕动泵控制，使肼废水与30%双氧水的体积流量比为25:2，调节稀硫酸的体积流量使进入固定床反应器的反应液达到pH=6左右,通过无纸记录仪观察參数变化，单个固定床反应器催化剂装填量为6. OKg，并控制固定床反应器内温度50°C，反应后的废水经分光光度计在线监测肼浓度〉0.1 mg/L，未达到排放标准则进入废水池，循环降解后，达到排放标准则进入回收池。实施例4 :待处理肼废水I. Om3，启动螺杆泵，调节变频调节器和电磁阀，固定肼废水体积流量为0. 35m3/h，利用蠕动泵控制，使肼废水与30%双氧水的体积流量比为25:2，调节稀硫酸的体积流量使进入固定床反应器的反应液达到pH=6左右,通过无纸记录仪观察參数变化，单个固定床反应器催化剂装填量为6. OKg，并控制固定床反应器内温度50°C，反应后的废水经分光光度计在线监测肼浓度〈0.1 mg/L，达到排放标准则进入回收池。重复使用催化剂，5次循环降解，反应后的废水经分光光度计在线监测，5次肼浓度均〈0. lmg/L,达到排放标准则进入回收池。
权利要求1.ー种固定床催化氧化降解肼废水的装置，其特征在于该装置包括废水池(I)、回收池(2)、离心泵(3)、换热器(4)、加热器(5)、第一加药罐(6)、第一蠕动泵(7)、第二加药罐(8)、第二蠕动泵(9)、第一固定床反应器(10)、第二固定床反应器(11)、第三固定床反应器(12)、肼浓度在线分析系统(13)、三通阀(14)、无纸记录仪(15)、电源控制面板(16)、pH控制系统(17)、配电柜(18)； 离心泵(3)的进水端接废水池中(I)，离心泵(3)的出水端接换热器(4)的冷水进端，换热器(4)的冷水出端顺序串联连接加热器(5)、第一固定床反应器(10)、第二固定床反应器(11)、第三固定床反应器(12)、换热器(4)的热水入端，换热器(4)的热水出端通过三通阀(14)分别接废水池中(I)和回收池(2)的进水端；第一蠕动泵(7)的进端接第一加药罐(6)，第一蠕动泵(7)的出端接加热器(5)的出端与第一固定床反应器(10)的进端之间；第ニ蠕动泵(9)的进端接第二加药罐(8)，第二蠕动泵(9)的出端接加热器(5)的出端与第一固定床反应器(10)的进端之间； 废水池中(I)的废水，经离心泵(3)进入，与换热器(4)进行换热后，进入加热器(5)，与来自第一加药罐(6)、第二加药罐(8)的药剂通过第一蠕动泵(7)、第二蠕动泵(9)混合，进入三段串联固定床反应器即第一固定床反应器(10)、第二固定床反应器(11)、第三固定床反应器(12)，降解后废水经过换热器(4)、三通阀(14)后与废水池(I)、回收池(2)相通。
2.根据权利要求I所述的ー种固定床催化氧化降解肼废水的装置，其特征在于肼浓度在线分析系统(13)接在换热器(4)的热水出口与三通阀(14)的进ロ之间。
3.根据权利要求I所述的ー种固定床催化氧化降解肼废水的装置，其特征在于pH控制系统(17)接在加热器(5)的出口与第一固定床反应器(10)的进ロ之间。
4.根据权利要求I所述的ー种固定床催化氧化降解肼废水的装置，其特征在于离心泵(3)为隔膜计量泵或螺杆泵，由变频器和电磁阀调节流量，进水流量以及加热器出水温度信号输出至无纸记录仪(15)。
5.根据权利要求书I所述的ー种固定床催化氧化降解肼废水的装置，其特征在于第一固定床反应器(10)、第二固定床反应器(11)、第三固定床反应器(12)为三段串联，固定床反应器底部设有水平放置的分离膜，用于催化剂回收。
6.根据权利要求书I所述的ー种固定床催化氧化降解肼废水的装置，其特征在于第二加药罐(8)和第二蠕动泵(9)用于调节pH值的酸碱试剂的自动加入，第二蠕动泵(9)与pH控制系统(17)相连，启停由pH控制系统(17)控制，酸碱包括硫酸与氢氧化钠，pH信号输出至无纸记录仪(15)。
7.根据权利要求书I或2所述的ー种固定床催化氧化降解肼废水的装置，其特征在于肼浓度在线分析系统(13)内设有石英流动比色皿、显色剂、两通阀自动取样和可见分光光度计，肼浓度信号输出至无纸记录仪(15)。
专利摘要本实用新型涉及一种固定床催化氧化含肼废水装置，用于在常温下降解肼、水合肼，该装置包括废水池(1)、回收池(2)、离心泵(3)、换热器(4)、加热器(5)、第一加药罐(6)、第一蠕动泵(7)、第二加药罐(8)、第二蠕动泵(9)、第一固定床反应器(10)、第二固定床反应器(11)、第三固定床反应器(12)、肼浓度在线分析系统(13)、三通阀(14)、无纸记录仪(15)、电源控制面板(16)、pH控制系统(17)、配电柜(18)；本装置降解效率高，无二次污染，安全性高。自动化程度高，操作简单，节能高效，运行成本较低。本实用新型装置，还可用于其它类难生物降解的有机污染物废水的净化处理。
文档编号C02F9/04GK202482153SQ201120521550
公开日2012年10月10日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者吴敏, 孙岳明, 常军, 李文利, 秦建林, 苗春存, 路祥生, 郝芬香 申请人:东南大学, 空军南京航空四站制备修理厂