用于造纸废水的臭氧‑双氧水联合处理装置及处理工艺的制作方法

本发明专利涉及一种废水深度处理方法，具体是一种用于深度处理造纸废水的臭氧-双氧水联合处理装置及处理工艺。
背景技术：
：根据《制浆造纸工业水污染物排放标准（GB3544-2008）》规定，在国土开发密度较高、环境承载能力开始减弱，或水环境容量较小，生态环境脆弱，容易发生严重水环境污染问题而需要采取特别保护措施的地区，相关造纸企业需要执行水污染特别排放限值标准，排放标准详见下表：检测指标制浆企业制浆和造纸联合生产企业造纸企业CODCr(mg/L)806050氯酚被列为有毒污染物或有毒废弃物，造纸行业在漂白过程中会使用二氧化氯等氧化剂对纸浆进行漂白，该过程会产生一定量的氯酚。氯酚类有机化合物因为存在芳香环结构，且芳环上连接有氯原子，导致其具有一定的生物毒性，难于用传统的生化工艺降解。常见的废水深度处理工艺有芬顿高级氧化和膜处理工艺等。在使用芬顿高级氧化工艺时，会产生一定量的化学污泥，该化学污泥的处理、运输、堆放需要占用一定的土地，且需要额外增加污泥处置费用；使用膜处理工艺时，会产生膜后浓缩液，该浓缩液污染物浓度高，且污染物不能被原有工艺系统处理，需要另外增设处理该浓缩液的系统，这会额外增加污水站的投资和运行费用，同时，也增加了污水站的运行、管理难度。臭氧高级氧化工艺在近年来逐渐得到研究者的青睐。臭氧在不同的反应条件下，可以通过臭氧分子直接氧化、间接产生羟基自由基氧化来降解诸如芳香族、木质素等有机物，因此适用于处理含氯酚的造纸废水。使用臭氧氧化时，只需要控制通入废水中的臭氧气体的浓度和流量，且气液反应不会产生化学污泥等废料，便于使用和管理。羟基自由基具有很高的氧化性，在深度水处理工艺中应用广泛，常见于处理难降解有机污染物。臭氧_双氧水联合处理工艺是把臭氧和双氧水同时运用于水处理的方法，其反应机理如下：H2O2→HO2-+H+；O3+HO2-→·OH+O2-+O2；O3+O2-→O3-+O2；O3-+H2O→·OH+HO-+O2在反应过程中，臭氧和双氧水可以产生羟基自由基，对氯酚等污染物起到高级氧化作用，去除废水中的COD。在使用臭氧工艺处理工业废水时，需要考虑臭氧气体的生产成本、臭氧在水中的混合均匀程度、臭氧与污染物的接触反应、臭氧气体的整体利用效率等技术关键。因此，设计一个有利于臭氧气体在废水中扩散、反应底物能够充分混合的反应器，对提升污水处理效率、降低工艺成本，实现臭氧-双氧水联合处理工艺的推广有重要意义。技术实现要素：为解决现有问题，本发明提供一种用于深度处理造纸废水的臭氧-双氧水联合处理装置及处理工艺，采用两级臭氧反应器，一级、二级臭氧反应器可以根据水质状况适当调整通入臭氧和双氧水的量，臭氧反应器中设置有曝气盘和填料，通过曝气盘的微孔扩散作用形成微气泡，比表面积大，增加了臭氧气体在水中的溶解效率，也有利于臭氧分子和污染物的接触氧化效果，填料废水中的污染物和臭氧、羟基自由基得到充分的接触反应，提高出水的处理效果。本发明技术方案如下：一种用于造纸废水的臭氧-双氧水联合处理装置，该装置包括通过管路顺次连接的调节池（1）、砂滤过滤器（2）、一级臭氧反应器（3）、二级臭氧反应器（4），其中一级臭氧反应器（3）和二级臭氧反应器（4）内部从下到上依次为曝气盘（12）、承托层（9）、填料（15），底部设置有双氧水进口（10）。装置还包括双氧水储存罐（5），双氧水储存罐（5）通过管路与双氧水进口（10）相接。优选的是，为使反应器通入臭氧，装置还包括臭氧发生器（6），通过管路与一级臭氧反应器（3）和二级臭氧反应器（4）相接，并在相接的管路上设有臭氧浓度检测仪。优选的是，为了控制双氧水投加量，双氧水储存罐（5）与双氧水进口（10）相接的管路上设有双氧水计量泵（8）。优选的是，为方便拆解臭氧反应器，进行填料层清洗和曝气盘的维修，所述一级臭氧反应器（3）和二级臭氧反应器（4）包括顶盖（17）、罐体（19）及底座（13），顶盖（17）与罐体（19）外壳通过螺丝（18）连接，罐体（19）外壳与底座（13）通过螺丝（18）连接。优选的是，为使废水进出臭氧反应器，所述一级臭氧反应器（3）和二级臭氧反应器（4）设有废水进口（11）和出水口（14）。优选的是，为了提取反应器中的水样进行分析检测，所述一级臭氧反应器（3）和二级臭氧反应器（4）设有取样口（16）。本发明还提供一种用于造纸废水的臭氧-双氧水联合处理工艺，其特征在于包括以下步骤：步骤1，造纸生化二沉池出水进入调节池（1），调节来水pH、SS、COD理化指标；步骤2，将调节池（1）中的废水泵入砂滤过滤器（2）中，去除悬浮颗粒物；步骤3，将砂滤过滤器的出水泵入一级臭氧反应器（3）、二级臭氧反应器（4），反应器可以根据水质状况适当调整通入臭氧和双氧水的量，对污染物进行高级氧化处理，其中双氧水计量泵（8）可以控制双氧水加入量，臭氧发生器（6）和臭氧浓度检测仪（7）可以控制臭氧加入量；步骤4，废水经高级氧化深度处理后，达标排放。其中，造纸生化二沉池出水水质为：CODCr=265-449mg/LpH=7.08-7.55，SS=12-17mg/L，一级臭氧投加量为32-73g/m3，一级双氧水投加量为1.0-1.7L/m3，二级臭氧投加量为13-20g/m3，二级双氧水投加量为0.3-0.8L/m3。本发明的优点和效果：1、一级、二级臭氧反应器可以根据水质状况适当调整通入臭氧和双氧水的量，对污染物进行高级氧化处理，其中一级臭氧反应器主要作用是通过臭氧分子对氯酚等可吸附有机卤素进行降解，二级臭氧反应器主要作用是利用大量的羟基自由基去除COD，因进入第一级反应器的废水中污染物浓度较高，可以适当增加臭氧、双氧水的投加浓度，经过一级处理后的废水，污染物浓度下降，二级反应器的臭氧、双氧水投加浓度可以适当减少，在整体上达到节约成本的目的。2、砂滤过滤器中可去除悬浮颗粒物，避免臭氧反应器中的曝气盘、填料堵塞，同时可以通过过滤来去除废水中的不可降解颗粒污染物、提升臭氧气体在水中的传质。3、臭氧反应器中设置有曝气盘和填料，臭氧通过曝气盘的微孔扩散作用形成微气泡，微气泡数量庞大，在水中的滞留时间长，比表面积大，增加了臭氧气体在水中的溶解效率，也有利于臭氧分子和污染物的接触氧化效果,曝气盘的曝气作用还可以实现臭氧、双氧水、废水在进水时的搅拌均匀。在承托层上堆积的填料，有利于水流运动时产生微观湍流，保证废水中的污染物和臭氧、羟基自由基得到充分的接触反应，提高出水的处理效果。4、当需要对臭氧反应器内部进行检修时，可以拧开顶盖、底座的固定螺丝，对罐体进行拆解，在抽出罐体内部的填料层后，可以对底座的进水、进气、进药管路以及曝气盘进行拆解和维修，填料可以根据工况需要重新更换。附图说明图1为本发明所述的用于造纸废水的臭氧-双氧水联合处理的工艺流程图。图2是本发明所述的臭氧反应器的结构示意图。图1中：1、调节池；2、砂滤过滤器；3、一级臭氧反应器；4、二级臭氧反应器；5、双氧水储存罐；6、臭氧发生器；7、臭氧浓度检测仪；8、双氧水计量泵。图2中：9、承托层；10、双氧水进口；11、废水进口；12、曝气盘；13、底座；14、出水口；15、填料；16、取样口；17、顶盖；18、螺丝；19、罐体。具体实施方式下面通过具体实施案例对本发明作进一步的说明。下述实施案例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。实施例1：一种用于深度处理造纸废水的臭氧-双氧水联合处理装置，该装置包括通过管路顺次连接的调节池（1）、砂滤过滤器（2）、一级臭氧反应器（3）、二级臭氧反应器（4），其中一级臭氧反应器（3）和二级臭氧反应器（4）内部从下到上依次为曝气盘（12）、承托层（9）、填料（15），底部设置有双氧水进口（10）；装置还包括双氧水储存罐（5），双氧水储存罐（5）通过管路与双氧水进口（10）相接；装置还包括臭氧发生器（6），通过管路与一级臭氧反应器（3）和二级臭氧反应器（4）相接，并在相接的管路上设有臭氧浓度检测仪（7）；双氧水储存罐（5）与双氧水进口（10）相接的管路上设有双氧水计量泵（8）；所述一级臭氧反应器（3）和二级臭氧反应器（4）包括顶盖（17）、罐体（19）及底座（13），顶盖（17）与罐体（19）外壳通过螺丝（18）衔接，罐体（19）外壳与底座（13）通过螺丝（18）衔接；臭氧反应器还设有废水进口（11）、出水口（14）和取样口（16）。该臭氧-双氧水联合处理装置具体处理工艺，包括以下步骤：步骤1，造纸生化二沉池出水进入调节池（1），调节来水pH、SS、COD理化指标，其中，造纸生化二沉池出水水质为：CODCr=265mg/L，pH=7.08，SS=12mg/L；步骤2，将调节池（1）中的废水泵入砂滤过滤器（2）中，去除悬浮颗粒物；步骤3，将砂滤过滤器的出水泵入一级臭氧反应器（3）、二级臭氧反应器（4），反应器可以根据水质状况适当调整通入臭氧和双氧水的量，对污染物进行高级氧化处理，其中双氧水计量泵（8）可以控制双氧水加入量，臭氧发生器（6）和臭氧浓度检测仪（7）可以控制臭氧加入量，臭氧反应器的进水流量控制在1.3m3/h，一级臭氧投加量为32g/m3，一级双氧水投加量为1.0L/m3，二级臭氧投加量为13g/m3，二级双氧水投加量为0.3L/m3；步骤4，废水经高级氧化深度处理后，达标排放。实施例2：一种用于深度处理造纸废水的臭氧-双氧水联合处理装置，该装置包括通过管路顺次连接的调节池（1）、砂滤过滤器（2）、一级臭氧反应器（3）、二级臭氧反应器（4），其中一级臭氧反应器（3）和二级臭氧反应器（4）内部从下到上依次为曝气盘（12）、承托层（9）、填料（15），底部设置有双氧水进口（10）；装置还包括双氧水储存罐（5），双氧水储存罐（5）通过管路与双氧水进口（10）相接；装置还包括臭氧发生器（6），通过管路与一级臭氧反应器（3）和二级臭氧反应器（4）相接，并在相接的管路上设有臭氧浓度检测仪（7）；双氧水储存罐（5）与双氧水进口（10）相接的管路上设有双氧水计量泵（8）；所述一级臭氧反应器（3）和二级臭氧反应器（4）包括顶盖（17）、罐体（19）及底座（13），顶盖（17）与罐体（19）外壳通过螺丝（18）衔接，罐体（19）外壳与底座（13）通过螺丝（18）衔接；臭氧反应器还设有废水进口（11）、出水口（14）和取样口（16）。该臭氧-双氧水联合处理装置具体处理工艺，包括以下步骤：步骤1，造纸生化二沉池出水进入调节池（1），调节来水pH、SS、COD理化指标，其中，造纸生化二沉池出水水质为：CODCr=355mg/L，pH=7.38，SS=15mg/L；步骤2，将调节池（1）中的废水泵入砂滤过滤器（2）中，去除悬浮颗粒物；步骤3，将砂滤过滤器的出水泵入一级臭氧反应器（3）、二级臭氧反应器（4），反应器可以根据水质状况适当调整通入臭氧和双氧水的量，对污染物进行高级氧化处理，其中双氧水计量泵（8）可以控制双氧水加入量，臭氧发生器（6）和臭氧浓度检测仪（7）可以控制臭氧加入量，臭氧反应器的进水流量控制在1.4m3/h，一级臭氧投加量为50g/m3，一级双氧水投加量为1.5L/m3，二级臭氧投加量为18g/m3，二级双氧水投加量为0.5L/m3；步骤4，废水经高级氧化深度处理后，达标排放。实施例3：一种用于深度处理造纸废水的臭氧-双氧水联合处理装置，该装置包括通过管路顺次连接的调节池（1）、砂滤过滤器（2）、一级臭氧反应器（3）、二级臭氧反应器（4），其中一级臭氧反应器（3）和二级臭氧反应器（4）内部从下到上依次为曝气盘（12）、承托层（9）、填料（15），底部设置有双氧水进口（10）；装置还包括双氧水储存罐（5），双氧水储存罐（5）通过管路与双氧水进口（10）相接；装置还包括臭氧发生器（6），通过管路与一级臭氧反应器（3）和二级臭氧反应器（4）相接，并在相接的管路上设有臭氧浓度检测仪（7）；双氧水储存罐（5）与双氧水进口（10）相接的管路上设有双氧水计量泵（8）；所述一级臭氧反应器（3）和二级臭氧反应器（4）包括顶盖（17）、罐体（19）及底座（13），顶盖（17）与罐体（19）外壳通过螺丝（18）衔接，罐体（19）外壳与底座（13）通过螺丝（18）衔接；臭氧反应器还设有废水进口（11）、出水口（14）和取样口（16）。该臭氧-双氧水联合处理装置具体处理工艺，包括以下步骤：步骤1，造纸生化二沉池出水进入调节池（1），调节来水pH、SS、COD理化指标，其中，造纸生化二沉池出水水质为：CODCr=449mg/L，pH=7.55，SS=17mg/L；步骤2，将调节池（1）中的废水泵入砂滤过滤器（2）中，去除悬浮颗粒物；步骤3，将砂滤过滤器的出水泵入一级臭氧反应器（3）、二级臭氧反应器（4），反应器可以根据水质状况适当调整通入臭氧和双氧水的量，对污染物进行高级氧化处理，其中双氧水计量泵（8）可以控制双氧水加入量，臭氧发生器（6）和臭氧浓度检测仪（7）可以控制臭氧加入量，臭氧反应器的进水流量控制在1.5m3/h，一级臭氧投加量为73g/m3，一级双氧水投加量为1.7L/m3，二级臭氧投加量为20g/m3，二级双氧水投加量为0.8L/m3；步骤4，废水经高级氧化深度处理后，达标排放。对比例1：采用芬顿工艺处理造纸废水，造纸废水水质CODCr=265mg/L，pH=7.08，SS=12mg/L，进水流量控制在1.5m3/h，七水合硫酸亚铁投加量为2.8kg/m3，双氧水投加量为1.4L/m3。对比例2：一段臭氧反应器处理造纸废水，造纸废水水质CODCr=265mg/L，pH=7.08，SS=12mg/L，进水流量控制在1.5m3/h，臭氧投加量为73g/m3，双氧水投加量为1.7L/m3。对比例3：一段臭氧反应器处理造纸废水，造纸废水水质CODCr=265mg/L，pH=7.08，SS=12mg/L，进水流量控制在1.5m3/h，臭氧投加量为93g/m3，双氧水投加量为2.5L/m3。实验例1：利用本发明和对比例方法处理造纸废水。表1处理造纸废水实验编号出水COD（mg/L）化学污泥量（m3/h）臭氧反应器稳定运行天数/日处理成本（元/吨）实施例14501202.16实施例24301303.30实施例34001224.23对比例1440.3——6.61对比例2550502.76对比例3460604.23由表1可知，除对比例1采用芬顿工艺处理废水产生化学污泥，其他工艺都没有产出化学污泥；实施例与对比例2、对比例3相比，臭氧反应器稳定运行天数变长，这是因为本发明在废水进入臭氧反应器前设置了砂滤过滤器中，可去除悬浮颗粒物，避免臭氧反应器中的曝气盘、填料堵塞，同时可以通过过滤来去除废水中的不可降解颗粒污染物、提升臭氧气体在水中的传质；实施例1与对比例2相比，在吨水处理成本相近的情况下，出水COD更低，说明采用两级臭氧反应器处理效果更好；实施例1与对比例3相比，在出水COD相近的情况下，吨水处理成本更低，说明采用两级臭氧反应器，一级、二级臭氧反应器可以根据水质状况适当调整通入臭氧和双氧水的量，其中进入第一级反应器的废水中污染物浓度较高，可以适当增加臭氧、双氧水的投加浓度，经过一级处理后的废水，污染物浓度下降，二级反应器的臭氧、双氧水投加浓度可以适当减少，在整体上达到节约成本的目的。当前第1页1 2 3