一种臭氧催化氧化深度处理头孢制药废水系统的制作方法

文档序号:11173664来源:国知局
一种臭氧催化氧化深度处理头孢制药废水系统的制造方法与工艺

本实用新型涉及环保技术领域,尤其涉及一种臭氧催化氧化深度处理头孢制药废水系统。



背景技术:

在众多的工业废水中,制药废水因其污水排放量大,污水中所含有机污染物种类复杂,可生物降解性差等特点成为人们亟待解决的污染对象。相对于一般的工业废水,制药废水的种类更加繁多,根据其主要来源可以分为合成药物生产废水、生物制药生产发酵废水、中成药生产废水和各类制剂生产过程中产生的洗涂水和冲洗水。因药制品的生产工艺比较特殊且相对复杂,制药废水具有水质成分复杂、冲击负荷大、废水中有机污染物含量高、有毒有害物质多、可生化性差等特点。

头孢类抗生素生产中大多使用化工原料,生产过程反应步骤多、原料利用率低,剩余原料大多随废水排放,这是造成废水中污染物质高的主要原因。头孢废水中有机物含量高且对微生物有毒害,例如卤素化合物、硝基化合物、有机氮化合物等具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等,这些有机污染物在生物处理中对微生物的生长有抑制作用,更降低了废水的可生化性,不易生物降解的成分所占的比重大,也成为这类高浓度有机制药废水难处理的原因。

针对制药废水的有机物浓度高、不易生物降解等特点,国内外学者开展了大量的工作,现阶段主要的处理方法为物化处理、化学处理和生化处理。物化处理主要包括吸附、气浮、混凝沉淀和膜分离等方法。化学处理主要包括化学氧化还原法、铁碳法、Fenton试剂法以及各种深度氧化技术等。生化处理法主要包括好氧生物处理、厌氧生物处理、好氧-厌氧生物复合处理,生化处理加深度处理(高级氧化法)是制药废水中常用的处理方法。

臭氧与目标污染物的反应主要分为两种,一种是臭氧直接与目标物直接反应,另一种是臭氧被分解成经基自由基与目标物发生反应。高级氧化法就是利用某种途径产生轻基自由基,轻基自由基具有极强的活性,可以将废水中的大分子有机物氧化小分子有机物或者二氧化碳和水。

单独臭氧氧化技术严格来说并不属于高级氧化法,由于其并不主要产生很多的轻基自由基,而催化臭氧氧化技术由于在单独臭氧氧化的基础上投加了适量的催化剂,激发产生轻基自由基属于高级氧化法的范畴。有研究表明,将单独臭氧氧化多种有机物和催化臭氧氧化多种有机物的效果相比较发现,单独臭氧氧化有机物具有选择性,只对某些特定的有机物种类具有很好的氧化效果,而催化臭氧氧化技术的氧化范围更加广泛,这是由于臭氧分子氧化有机物具有选择性,而经基自由基氧化有机物则没有选择性,同时后者的反应速率要比前者快很多。臭氧氧化技术因为其强氧化性可以有效的将废水中难生物降解的大分子有机物直接氧化或者氧化变成更容易生物降解的小分子有机物进而提高废水的可生化性。而加入催化剂催化臭氧氧化可以产生羟基自由基这种对有机物没有选择性的氧化剂,增大了臭氧氧化技术的应用范围。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种操作简单、运行稳定、反应迅速的一种臭氧催化氧化深度处理头孢制药废水系统。

为解决上述技术问题,本实用新型所采取的技术方案是:

一种臭氧催化氧化深度处理头孢制药废水系统,包括顶部设有排气口、底部设有进水口和上部设有净化水出口的催化氧化室;其特征在于:所述催化氧化室内部净化水出口下方设有臭氧催化剂填料层;所述催化氧化室的进水口连接有三通管,其中一管口连接微纳米气泡发生装置,另一管口为排空口;所述微纳米气泡发生装置的进气口连接臭氧发生器,微纳米气泡发生装置的进水口连接头孢制药废水源;所述微纳米气泡发生装置与头孢制药废水源连接的管道上设有动力装置;所述催化氧化室的排气口连接尾气净化装置;所述催化氧化室的净化水出口连接排水装置。

进一步的技术方案在于:所述微纳米气泡发生装置的压力为0.09~0.10MPa。

进一步的技术方案在于:所述尾气净化装置为臭氧分解器。

进一步的技术方案在于:所述臭氧催化剂填料层的高度为120~180cm。

进一步的技术方案在于:所述净化水出口与臭氧催化剂填料层上端面的距离为35~65cm,净化水出口与排气口之间的距离为35~65cm。

进一步的技术方案在于:催化氧化室所述催化氧化室为中空塔体形状。

进一步的技术方案在于:所述臭氧催化剂填料层的横截面与催化氧化室内腔横截面相同。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于:

主要通过催化臭氧氧化的技术进行废水处理,废水经水泵进入催化氧化室,利用臭氧在催化剂作用下产生强氧化能力的羟基自由基,氧化分解水中有机污染物,能够克服单纯臭氧氧化有机污染物时具有选择性、不完全矿化的缺陷,处理后达标出水;微纳米气泡发生装置能使臭氧气体形成纳米级别的微细气泡,增大了臭氧分子与污染物分子的接触面积,同时能使臭氧分子进入臭氧催化剂的微孔结构,大大提高了整体反应的效率。本实用新型废水处理效果好、效率高且其运行费用较低、有利于推广普及。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

其中:1-动力装置,2-微纳米气泡发生装置,3-臭氧发生器,4-进水口,5-排空口,6-催化氧化室,7-臭氧催化剂填料层,8-净化水出口,9-排气口,10-尾气净化装置。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型,但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广,因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示,一种臭氧催化氧化深度处理头孢制药废水系统,包括顶部设有排气口9、底部设有进水口4和上部设有净化水出口8的催化氧化室6;所述催化氧化室6内部净化水出口8下方的臭氧催化剂填料层7填装有臭氧催化剂;所述催化氧化室6的进水口4连接有三通管,其中一管口连接微纳米气泡发生装置2,另一管口为排空口;所述微纳米气泡发生装置2的进气口连接臭氧发生器3,微纳米气泡发生装置2的进水口连接头孢制药废水源;所述微纳米气泡发生装置2与头孢制药废水源连接的管道上设有动力装置1;所述催化氧化室6的排气口9连接尾气净化装置10;所述催化氧化室6的净化水出口8连接排水装置。

头孢制药废水经动力装置1(例如水泵)进入微纳米气泡发生装置2,臭氧发生器3提供臭氧,臭氧发生器3采用了新型电子模块组成的变频变压(VVVF)电源电路、脉冲宽度调制(PWM)控制、数字DSP处理器控制等一系列新工艺,通过调节控制系统使臭氧流量稳定为0.5~3L/min,浓度为20~100mg/L,臭氧通入微纳米气泡发生装置2,微纳米气泡发生装置2的压力为0.09~0.10MPa,臭氧气泡粒径在200nm~4μm之间,气泡含率84%~90%,水气充分混合后进入催化氧化室6;在催化氧化室6中,废水自下而上通过臭氧催化剂填料层7,臭氧催化剂填料层7的厚度为120~180cm,最优值为150cm,既使反应充分,又不浪费原料其中一实施例的臭氧催化剂为一种负载贵金属及金属氧化物的活性炭催化剂,催化反应使臭氧产生大量羟基自由基,去除废水中污染物质;处理达标的废水进入净化水出口8,通过排水装置排放;系统产生的尾气经排气口9进入尾气净化装置10,经处理后无害排放,其中一实施例的尾气净化装置10为臭氧分解器。头孢制药废水的COD值由开始的200~300mg/L,经反应0.5~1小时后,处理后的出水COD<50mg/L,废水处理效果好、效率高。

优选的,所述净化水出口8与臭氧催化剂填料层7上端面的距离和净化水出口8与排气口9之间的距离均为35~65cm,最优值为50cm。控制进水流量,使催化氧化室6内水面在净化水出口8之上,排气口9之下,净化后水均匀的从净化水出口8流出,控制进出水平衡,水不会从排气口9溢出。

另外,所述催化氧化室6为中空塔体形状,臭氧催化剂填料层7的横截面与催化氧化室6内腔横截面相同。

本实用新型主要通过催化臭氧氧化的技术进行废水处理,废水经水泵进入催化氧化室,利用臭氧在催化剂作用下产生强氧化能力的羟基自由基,氧化分解水中有机污染物,能够克服单纯臭氧氧化有机污染物时具有选择性、不完全矿化的缺陷,处理后达标出水;微纳米气泡发生装置能使臭氧气体形成纳米级别的微细气泡,增大了臭氧分子与污染物分子的接触面积,同时能使臭氧分子进入臭氧催化剂的微孔结构,大大提高了整体反应的效率。本实用新型废水处理效果好、效率高且其运行费用较低、有利于推广普及。

以上仅是本实用新型的较佳实施例,任何人根据本实用新型的内容对本实用新型作出的些许的简单修改、变形及等同替换均落入本实用新型的保护范围。

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