一种光芬顿催化氧化煤化工废水深度处理装置及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业废水深度处理领域，特别是一种光芬顿催化氧化煤化工废水深度处理装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002]近些年来，随着我国化工行业的迅速发展，大量的有机污染物通过各种途径进入水体，有一部分难以生物降解并很难去除，这无论对人类还是环境都造成严重威胁。煤化工企业排放废水是在煤加工过程中产生的，包括气化废水、液化废水和焦化废水，以高浓度煤气洗涤废水为主。该废水的水质复杂，含有大量酚类、多环芳香族化合物及杂环化合物和氰、油、氨氮等有毒、有害物质。
[0003]随着国家环境保护法逐步改善，常规煤化工处理过程的二级生化处理工艺出水水质并不能满足国家标准，其中CODcr —般在150-200mg/L、总酚浓度在80_120mg/L、氨氮在35-50mg/L，需要通过深度处理才能满足排放要求，传统深度处理方法如单纯的活性炭吸附速度慢，吸附容量小，再生难度大，另外，二沉池污泥处理费用高，其大量堆积不仅占用土地资源，同时也对大气、水体和土壤产生污染，因此寻求高效的污泥处理技术和废水深度处理技术非常必要。
[0004]高级氧化技术在处理高浓度、难降解、毒性大的废水方面有了很大的进展，操作简单迅速，无二次污染，而且由于该技术可以产生具有强烈氧化能力的自由基，处理效果更加高效。随着研究的深入，发现紫外光的照射可以促进芬顿反应产生更多的自由基，因此光-芬顿法可以用于对难降解污染物的去除。
[0005]发明专利(公开专利号:CN102992445A公开日期:2013.03.27) 一种钢渣-草酸光芬顿处理有机污染物的方法，由于钢渣的成分复杂，钙、铁、硅、锰和少量铝、锰、磷等氧化物组成，可能对水体产生二次污染，其中草酸钙等会产生沉淀，处理起来较麻烦。
[0006]实用新型(公开专利号:CN201990514U公开日期:2011.09.28)去除水中有毒有机污染物的紫外光芬顿反应装置，该装置并没有强调如何进出水，紫外光灯管运行一定时间内，会产生气体，需设计通风系统。
[0007]发明专利(公开专利号:CN104923276A公开日期:2015.09.23) 一种石墨型氮化碳复合铁酸镍磁性光催化材料的制备方法、发明专利(公开专利号:CN104445508A公开日期:2015.03.25)铁酸锰或其碳附和材料双效光芬顿脱氮方法、发明专利(公开专利号:CN104190422A公开日期:2014.12.10) 一种异相光芬顿催化剂及其用途、发明专利(公开专利号:CN102989461B公开日期:2015.04.15)磁性铁酸镍光催化材料的制备方法及应用等，其催化剂一般是考虑铁、锰和活性炭联合，发明专利(公开专利号:CN102962063A公开日期:2013.03.13)普鲁土蓝光芬顿催化剂的制备及其讲解有机污染物的方法中，以分子筛、高岭土或者建筑垃圾为载体，而本发明在催化剂的选择上做了大胆的创新。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足，而提供了一种光芬顿催化氧化煤化工废水深度处理装置及其使用方法，从而解决现有深度处理中成本高、效率低、污泥堆积严重问题。
[0009]本发明的一种光芬顿催化氧化煤化工废水深度处理装置，它包括光芬顿反应塔、闸阀一、闸阀二、进水管压力栗和出水管；
[0010]所述的光芬顿反应塔包括塔体、三个UV灯、光芬顿反应塔进水口、H202释放器、铝反射层、温控仪、电热丝、温度传感器、聚风罩、风机、紫外光传感器、紫外光强显示仪、水流分布器和光芬顿反应塔出水口；
[0011]所述的进水管压力栗的出水口与闸阀一的进水口连通，闸阀一的出水口与光芬顿反应塔进水口连通；光芬顿反应塔进水口与闸阀二的进水口连通，闸阀二出水口与出水管连通；
[0012]所述的三个UV灯均设置在塔体内部，其由三个UV灯管、三个石英套管和三个电源构成，三个石英套管内均设置有UV灯管，每个UV灯管上均设置有电源，每个电源均与塔体顶部连接；光芬顿反应塔进水口设置在塔体的底部，并与设置在塔体底部内侧的若干个水流分布器进口连通，水流分布器出口朝向塔体内侧，在水流分布器与UV灯之间设置有H202释放器，H202释放器设置于塔体侧面，位于塔体内的Η 202释放器部分设置有多个Η 202释放孔，位于塔体外的η202释放器部分设有Η 202进口 ；所述的电热丝与温度传感器设置于塔体内部，并分别与置于塔体外的温控仪连接；设置于塔体内部的紫外光传感器与置于塔体外的紫外光强显示仪连接；设置于塔体内部的聚风罩与置于塔体外的风机连接；光芬顿反应塔出水口设置于塔体左侧上部；塔体内侧壁上设置有铝反射层。
[0013]本发明的一种使用光芬顿催化氧化煤化工废水深度处理装置的处理煤化工废水的方法，它是按照以下步骤进行的:
[0014]—、首先打开进水管压力栗，向反应塔内加入经稀H2S04调节至pH为3?5的煤化工废水二级生化工艺出水；
[0015]二、打开三个UV灯，同时将紫外光传感器和温控仪打开；
[0016]三、按体积质量比为1L:0.5?2g的比例向反应塔内投加H202和Fe_Mn污泥活性炭，反应30min后，收集上清液；其中，H202初始浓度为4mmol/L，加Η 202和Fe-Μη污泥活性炭投加顺序为:先将Fe-Mn污泥活性炭与步骤一的煤化工废水二级生化工艺出水混合经水流分布器流入光芬顿反应塔中，再加入H202;
[0017]四、反应30min后，调节光芬顿反应塔内的H202与Fe-Mn污泥活性炭的体积质量比至1L:1?2g，再反应30min后，收集上清液；
[0018]五、停止反应，合并步骤三与步骤四收集的上清液，即完成所述的使用光芬顿催化氧化煤化工废水深度处理装置的处理煤化工废水。
[0019]本发明在此基础上做了很大的创新，本发明的创新之处在于:
[0020]1、催化剂的选择:将普鲁土蓝类配合物固定在污泥活性炭上，一方面普鲁土蓝类配合物较普鲁土蓝在结构上有了很大的提高，其比表面积、平均孔径大，稳定性高，另一方面，该催化剂也同时合理地利用了二沉池污泥。
[0021]2、装置的改进:该UV/Fenton塔设置进出水系统、温控系统、紫外光监控系统、通风系统协调工作，共同促进废水的降解，使得COD、氨氮去除效果达到95%以上，色度也极大改善。
[0022]本发明的核心是利用更为先进的煤化工废水深度处理光芬顿反应装置，创新的利用Fe-Mn污泥活性炭为催化剂，设置三组不同功率UV管并投加芬顿试剂，通过合理控制H202和Fe-Mn污泥活性炭投加量比例并选择合适UV管的功率，寻求最为高效且经济的方案。
[0023]本发明的原理是在光照条件下，除某些污染物直接分解外，另外Fem和Fen与H202反应产生.0H，.0H与H202反应生成H00.，H00.分解产生0 2.，然后.0H、H00.分别与02.反应产生真正起作用的丸，另外H00.同基质反应也会产生丸，同时Μη也会起到一定的催化效果。
[0024]与现有技术相比，本发明的有益效果:
[0025](1)、本发明可以使得C0D和氨氮去除效率高达95%以上，均可以满足国家一级废水排放标准。
[0026](2)、芬顿试剂所采用的Fe-Mn污泥活性炭不仅对色度有很大的去除效果，并且使得二沉池污泥得以回收利用。
【附图说明】
[0027]图1为光芬顿催化氧化煤化工废水深度处理装置示意图；
[0028]图2为光芬顿反应塔结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]【具体实施方式】一:结合图说明本实施方式，本实施方式的一种光芬顿催化氧化煤化工废水深度处理装置，它包括光芬顿反应塔1、闸阀一 2-1、闸阀二 2-2、进水管压力栗3和出水管4 ；
[0030]所述的光芬顿反应塔1包括三个UV灯1-17、光芬顿反应塔进水口 1-2、H202释放器1-3、铝反射层1-4、温控仪1-5、电热丝1-6、温度传感器1-7、聚风罩1_10、风机1_11、紫外光传感器1-12、紫外光强显示仪1-13、水流分布器1-14和光芬顿反应塔出水口 1-15 ;
[0031]所述的进水管压力栗3的出水口与闸阀一 2-1的进水口连通，闸阀一 2-1的出水口与光芬顿反应塔进水口 1-2连通；光芬顿反应塔进水口 1-2与闸阀二 2-2的进水口连通，其出水口与出水管4连通；
[0032]所述的三个UV灯1-17均设置在光芬顿反应塔1内部，其由三个UV灯管1_1、三个石英套管1-9和三个电源1-8构成，三个石英套管1-9内均设置有UV灯管1-1，每个UV灯管1-1上均设置有电源1-8，电源1-8均与光芬顿反应塔1顶部连接；光芬顿反应塔进水口1-2设置在光芬顿反