紫外-臭氧协同氧化预处理高浓度废水的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种废水处理工艺方法，具体说是一种强制循环式紫外-臭氧协同氧化预处理高浓度废水的方法及装置。
【背景技术】
[0002]随着石油炼制的程度加深以及劣质原油的加工，产生的难生物降解的高浓度有机废水相应增多，它们进入水体给环境造成了严重的污染。处理这类废水，多采用生物处理，且以好氧法或好氧法的改进型为主，有的也采用厌氧生物处理。但由于炼化废水中含有较高浓度的生物难降解物，甚至是生物毒物，如苯酚、萘、蒽、苯并芘等多环类化合物等，会对生物处理系统造成破坏性冲击。
[0003]为解决高浓度化工废水的处理问题，紫外臭氧协同氧化有机污染物是一种反应条件温和、去除效率高、无二次污染的多效耦合高级氧化技术，但该技术存在臭氧在废水中溶解效率低、紫外灯表面污染物沉积等问题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种效率更高、处理效果更好的、能够实现高浓度废水污染物的有效去除，并实现装置的稳定运行的处理高浓度废水的方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供了一种紫外-臭氧协同氧化预处理高浓度废水的方法，该方法包括如下步骤:
[0006]I)原水箱的高浓度废水与臭氧通过气液混合泵混合得到乳白色、含有直径为20-30 μ m臭氧微气泡的出水；
[0007]2)气液混合泵出水进入反应罐，反应罐中设置一竖直隔板，所述竖直隔板下端与反应罐底部留有空隙，将反应罐分为进水侧和出水侧，向反应罐进水侧加入硫酸、双氧水，使反应罐中pH值在2.5-4.5之间，在臭氧与双氧水共同作用下降解有机污染物；反应罐出水侧下部出水一部分通过循环泵循环至原水箱再次进行反应，另一部分进入设置有高强度紫外灯的强化反应器发生光化反应并与随后产生的臭氧协同作用降解有机污染物后，所述强化反应器的出水返回反应罐的进水侧与送入反应罐的气液混合泵出水混合充分反应后通过下端空隙进入出水侧；
[0008]3)产水从反应罐出水侧上部溢流到产水箱中，向产水箱中加入氢氧化钠溶液，调节产水PH值为6-9后进入后续生化处理工艺。
[0009]本发明还提供了一种实现上述方法预处理高浓度废水的装置，该装置包括依次连接的原水箱、气液混合泵、反应罐、循环泵、强化反应器，其中气液混合泵进水口管路连接有臭氧发生器，所述反应罐中设置有竖直隔板，所述竖直隔板下端与反应罐底部留有空隙，将反应罐分为进水侧和出水侧，所述强化反应器的出水管路与反应罐进水侧连通，反应罐进水侧还连接有硫酸加药泵和双氧水加药泵，反应罐的出水侧下部出水管路与循环泵连接，所述循环泵出口管路分两支，一支与强化反应器相连，另一只与原水箱相连，所述强化反应器内设置有高强度紫外灯，强化反应器的出水管路与反应罐进水侧相连通，反应罐出水侧上部的出水管路与产水箱相连通，所述的产水箱上连接有氢氧化钠加药泵。
[0010]本发明上述技术方案中，所述的硫酸加药泵连接有硫酸溶液储罐，所述双氧水加药泵连接有双氧水溶液储罐，氢氧化钠加药泵连接有氢氧化钠溶液储罐。
[0011]所述的高强度紫外灯的波长为180-190nm，功率为10_12kw。
[0012]本发明与现有技术相比，其有益效果为:
[0013]I)采用气液混合泵使臭氧以微气泡形式溶于废水中，增强臭氧在废水中的溶解性，提尚臭氧氧化效率；
[0014]2)通过循环泵的作用，一方面，实现废水在反应罐和强化反应器间的循环，增大与强化反应器中高强度紫外灯的照射反应时间；同时增大废水流速，冲刷紫外灯外壳，降低废水中污染物在紫外灯外壳的附着和沉积；另一方面，实现废水在反应罐和原水箱间的循环，增大废水中臭氧溶解量；
[0015]3)反应罐中设置竖直隔板，使气液混合泵送入的废水与强化反应器出水混合在隔板一侧充分反应后进入竖直隔板另一侧，再通过循环泵送入强化反应器进一步反应降解污染物；同时还避免短路。
[0016]4)本发明方法处理效率更高、处理效果更好，操作条件简单，与目前应用的焚烧工艺相比，投资可节约50%，运行成本节约60%以上；能够实现高浓度废水中70%以上的污染物的有效去除，大大减轻后续生化处理压力，满足后续生化进水要求。本发明的处理装置能有效避免污染物沉积，能够实现稳定运行的处理高浓度废水。
【附图说明】
[0017]附图1是本发明一种强制循环式紫外-臭氧协同氧化预处理高浓度废水的方法的工艺流程示意图:
[0018]其中1-原水箱，2-气液混合泵、3-反应罐、4-臭氧发生器、5-循环泵、6-强化反应器，7-高强度紫外灯，8-产水箱，9-硫酸溶液储罐，10-硫酸加药泵，11-双氧水溶液储罐，12-双氧水加药泵，13-氢氧化钠溶液储罐，14-氢氧化钠加药泵。
【具体实施方式】
[0019]图1为本发明强制循环式紫外-臭氧协同氧化预处理高浓度废水的方法实施例的工艺流程示意图。从图1可以看出，富氧源臭氧发生器4产生的臭氧和原水箱I中的高浓度废水通过气液混合泵2进入反应罐3中，气液混合泵2出水呈乳白色，臭氧微气泡直径为20-30 μ m，同时硫酸加药泵10和双氧水加药泵12分别将硫酸储罐9、双氧水储罐11中的溶液加入到反应罐3中，使反应罐3中pH在2.5-4.5之间。在反应罐3中臭氧与双氧水共同作用降解有机污染物，此过程主要有两种途径，一是臭氧通过亲核或亲电作用直接参与反应，二是产生的活泼的羟基自由基(.0H)与污染物反应。然后通过循环泵5的作用，强化反应器6出水返回到反应罐3中，实现废水在反应罐3和强化反应器6间的循环，增加其与高强度紫外灯7的照射反应时间；同时循环泵5出口支路将部分废水返回至原水箱I中，整个系统形成废水的双重循环。在强化反应器6中，高强度紫外灯7在水中发生光化反应产生羟基自由基(.0H)，同时与氧气作用产生臭氧，通过两者的协同作用降解有机污染物。同时在循环泵5的作用下可以增大废水流速，起到冲刷高强度紫外灯7外壳的作用，进而降低废水中污染物在高强度紫外灯7外壳附着和沉积的不利影响。废水处理COD去除率可达70%以上，满足后续生化处理要求后，从反应罐3上部溢流到产水箱8中，通过氢氧化钠加药泵14加入氢氧化钠溶液，调节产水pH值为6-9。
[0020]实施例一:
[0021]广东某炼化厂，日处理炼化废水600m3，为实现废水处理后可以达标排放，考察调研寻求适宜的处理工艺。采用本发明的强制循环式紫外-臭氧协同氧化预处理高浓度废水的工艺方法进行现场中试试验，装置处理能力为10m3/h，当臭氧气体浓度为150mg/L，30%双氧水投加量为55g/L，反应罐中pH调节至3.0，循环泵流量为100m3/h时，COD从2100mg/L降至4500mg/L，装置COD去除率为78.57%,满足后续生化与高级氧化处理系统进水要求，将后续生化与高级氧化处理系统处理后，出水可达标排放。
[0022]实施例二:
[0023]山东某炼油厂，日处理炼油废水1000m3，经过除油、絮凝沉降后COD仍高达12000mg/L，生化系统负荷较重，采用本发明的强制循环式紫外-臭氧协同氧化预处理高浓度废水的工艺方法进行现场中试试验，装置处理能力为15m3/h，臭氧气体浓度为125mg/L，30%双氧水投加量为24g/L，反应罐中pH调节到4.5，循环泵流量为150m3/h时，COD从12000mg/L降至3200mg/L，出水满足后续生化处理进水要求，降低其处理负荷。
[0024]实施例三:
[0025]山东某针织厂，日处理印染废水800m3，COD在13000_16000mg/L之间，呈深褐色。采用本发明的强制循环式紫外-臭氧协同氧化预处理高浓度废水的工艺方法进行现场中试试验，装置处理能力为10m3/h，臭氧气体浓度为100mg/L，30%双氧水投加量为31.2g/L,反应罐中pH调节在2.5左右，循环泵流量为120m3/h时，COD从15000mg/L降至4200mg/L，出水基本无色，满足后续处理进水要求。
【主权项】
1.一种紫外-臭氧协同氧化预处理高浓度废水的方法，该方法包括如下步骤: 1)原水箱的高浓度废水与臭氧通过气液混合泵混合得到乳白色、含有直径为20-30 μ m臭氧微气泡的出水； 2)气液混合泵出水进入反应罐，反应罐中设置有竖直隔板，所述竖直隔板下端与反应罐底部留有空隙，将反应罐分为进水侧和出水侧，向反应罐进水侧加入硫酸、双氧水，使反应罐中pH值在2.5-4.5之间，在臭氧与双氧水共同作用下降解有机污染物；反应罐出水侧下部出水一部分通过循环泵循环至原水箱再次进行反应，另一部分进入设置有高强度紫外灯的强化反应器发生光化反应并与随后产生的臭氧协同作用降解有机污染物后，所述强化反应器的出水返回反应罐的进水侧与送入反应罐的气液混合泵出水混合充分反应后通过下端空隙进入出水侧； 3)产水从反应罐出水侧上部溢流到产水箱中，向产水箱中加入氢氧化钠溶液，调节产水PH值为6-9后进入后续生化处理工艺。2.一种紫外-臭氧协同氧化预处理高浓度废水的装置，其特征在于，包括依次连接的原水箱、气液混合泵、反应罐、循环泵、强化反应器，其中气液混合泵进水口管路连接有臭氧发生器，所述反应罐中设置有竖直隔板，所述竖直隔板下端与反应罐底部留有空隙，将反应罐分为进水侧和出水侧，所述强化反应器的出水管路与反应罐进水侧连通，反应罐进水侧还连接有硫酸加药泵和双氧水加药泵，反应罐的出水侧下部出水管路与循环泵连接，所述循环泵出口管路分两支，一支与强化反应器相连，另一只与原水箱相连，所述强化反应器内设置有高强度紫外灯，强化反应器的出水管路与反应罐进水侧相连通，反应罐出水侧上部的出水管路与产水箱相连通，所述的产水箱上连接有氢氧化钠加药泵。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的硫酸加药泵连接有硫酸溶液储罐，所述的双氧水加药泵连接有双氧水溶液储罐，所述的氢氧化钠加药泵连接有氢氧化钠溶液储鍾。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的高强度紫外灯的波长为180-190nm，功率为 10_12kw。
【专利摘要】本发明为一种紫外-臭氧协同氧化预处理高浓度废水的方法及装置。本发明方法包括：原水箱的高浓度废水与臭氧通混合得到乳白色、含有臭氧微气泡的出水后进入设置有竖直隔板的反应罐，所述竖直隔板将反应罐分为进水侧和出水侧，向反应罐进水侧加入硫酸、双氧水，在臭氧与双氧水共同作用下降解有机污染物；反应罐出水侧下部出水一部分循环至原水箱再次反应，另一部分进入强化反应器发生光化反应并与随后产生的臭氧协同作用降解有机污染物后，出水返回反应罐的进水侧继续反应；产水从反应罐出水侧上部溢流到产水箱中，向调节产水pH值为6-9后进入后续生化处理工艺。本发明方法处理效率高、处理效果好；本发明装置能够稳定运行，且投资少、运行成本少。
【IPC分类】C02F9/08
【公开号】CN104944656
【申请号】CN201510345547
【发明人】李亮, 滕厚开, 吴青, 郭宗斌, 张艳芳, 肖立光, 付春明, 李超, 郝润秋
【申请人】中国海洋石油总公司, 中海油天津化工研究设计院, 中海油能源发展股份有限公司, 中海石油炼化有限责任公司惠州炼化分公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月19日