一种用于废水处理的温和催化氧化装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于高浓度难降解有机废水处理技术领域，尤其涉及一种用于废水处理的温和催化氧化装置。
【背景技术】
[0002]传统的物化法和生化法对于高浓度难降解有机废水的处理不能达到排放标准，所以产生了高级氧化技术，因其具有适用范围广、反应速率快、氧化能力强、无污染或少污染的优点，在水处理领域具有很好的应用前景。高级氧化技术可以作为传统废水处理方法的预处理技术，可以将大分子污染物分解为易降解的小分子物质，提高废水的可生化性；还可以作为深度处理技术，将难降解的污染物分解矿化为二氧化碳和水。
[0003]目前，常用的高级氧化技术有虽然有上述优点，但是由于技术与装置原因也存在着不足:催化湿式氧化(CWAO)技术，反应温度和压力高，对设备材料要求高，投资和运行成本高，同时很难与大水量的工业废水处理工程相匹配；Fenton氧化技术，氧化能力相对较弱，出水中含大量Fe'产生大量含铁污泥，反应条件pH〈3，污泥处理不当会导致二次污染；臭氧催化氧化技术，臭氧发生设备复杂、臭氧产率和利用率低、处理成本高、氧化反应选择性强、降解不彻底；光催化氧化技术，光催化氧化不彻底、对光源利用率低、能耗较大、投资费用较高、催化剂易失活；超声氧化技术，能耗大、处理时间长、处理成本高、降解不彻底；超临界水氧化技术，反应条件苛刻、对设备性能要求高、投资和运行成本高，无机物沉积易造成管路堵塞，操作管理技术要求高；电化学氧化技术，存在析氧、析氢副反应、电流效率较低、能耗大、设备成本高。
[0004]所以，对于现有高级氧化技术存在的缺点，需要深入研究一种反应条件温和，设备简单易操作，适用范围广，处理量大，无二次污染的高级氧化技术和装置，与传统的生物处理技术联合使用，将其作为难降解有机废水的预处理或深度处理工艺，可充分发挥其处理难降解污染物的优势，同时达到降低处理成本和提高处理效率的效果。
【发明内容】
[0005]为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种用于废水处理的温和催化氧化装置，提高处理效率，针对工业废水污染物组成特点，通过反应机理控制高级氧化反应进度，在同一反应器内实现三个阶段的可控催化反应(初段大幅度削减难降解污染物浓度、中段完成中间产物矿化、末段残余氧化剂彻底分解)；而且充分利用工业流程余热，在常压条件下完成催化氧化反应，节约建设及运行成本。
[0006]为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现:
[0007]一种用于废水处理的温和催化氧化装置，包括污水提升栗、预热器、双氧水储罐、双氧水计量栗、管道混合器、常压催化氧化塔，污水提升栗、预热器通过污水管线与管道混合器进水口顺次连通，双氧水储罐、双氧水计量栗通过双氧水管线与管道混合器催化剂进口顺次连通，管道混合器出水口与常压催化氧化塔进水口连通。
[0008]还包括反冲洗出水槽，预热器与污水提升栗之间连接有反冲洗出水槽。
[0009]还包括反冲洗鼓风机、反冲洗水栗、反冲洗水槽，所述的常压催化氧化塔的出水口与反冲洗鼓风机、反冲洗水栗和反冲洗水槽顺次连通。
[0010]所述的常压催化氧化塔包括塔本体、三项固相催化剂床层、压力安全阀、进水口和出水口，压力安全阀设置在所述塔本体的顶部，进水口设置在塔本体的下部，出水口设置在塔本体的上部，塔本体内设有三项固相催化剂床层。
[0011]所述的三项固相催化剂床层在同一反应器内实现三个阶段的可控催化反应，初段是以Fe为主要组成的催化床层、中段是以Co为主要组成的催化床层、末段是以Mn为主要组成的催化床层。
[0012]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0013]将难降解的大分子污染物通过加热，并与双氧水混合，通过常压催化氧化塔分解为小分子污染物，大幅的削减难降解污染物浓度，提高了废水的可生化性；作为深度处理装置，将生化处理不能降解的大分子污染物分解并矿化，并将残余的氧化剂分解。实现了反应条件温和，操作简单，无二次污染，适用范围广，可作为预处理或深度处理装置，可充分发挥其处理难降解污染物的优势，同时达到降低处理成本和提高处理效率的效果。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的结构示意图。
[0015]图中:1_污水槽2-污水提升栗3-反冲洗出水槽4-预热器5-双氧水储罐6-双氧水计量栗7-管道混合器8-常压催化氧化塔9-反冲洗水槽10-反冲洗水栗11-反冲洗鼓风机12-出水罐13-压力安全阀。
【具体实施方式】
[0016]下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。
[0017]见图1，一种用于废水处理的温和催化氧化装置，包括污水提升栗2、预热器4、双氧水储罐5、双氧水计量栗6、管道混合器7、常压催化氧化塔8，污水提升栗2、预热器4通过污水管线与管道混合器7进水口顺次连通，双氧水储罐5、双氧水计量栗6通过双氧水管线与管道混合器7催化剂进口顺次连通，管道混合器7出水口与常压催化氧化塔8进水口连通。
[0018]还包括反冲洗出水槽3，预热器4与污水提升栗2之间连接有反冲洗出水槽3。
[0019]还包括反冲洗鼓风机11、反冲洗水栗10、反冲洗水槽9，所述的常压催化氧化塔8的出水口与反冲洗鼓风机11、反冲洗水栗10和反冲洗水槽9顺次连通，在设备检修及维护时启用。
[0020]常压催化氧化塔8包括塔本体、三项固相催化剂床层、压力安全阀13、进水口和出水口，压力安全阀13设置在所述塔本体的顶部，进水口设置在塔本体的下部，出水口设置在塔本体的上部，塔本体内设有三项固相催化剂床层，三项固相催化剂床层是在同一反应器内实现三个阶段的可控催化反应，初段cat-1大幅度削减难降解污染物浓度、中段cat-C完成中间产物矿化、末段cat-M残余氧化剂彻底分解。
[0021]其中，污水提升栗2、预热器4、污水管线、管道混合器7材质均为钛合金。双氧水储罐5、双氧水计量栗6、双氧水管线材质均为碳钢内衬聚四氟乙烯材质。常压催化氧化塔8为碳钢内衬聚四氟乙烯材质。
[0022]具体操作过程，首先将双氧水注入双氧水储罐5，通过双氧水计量栗6由双氧水管线与管道混合器7催化剂进口连通；与此同时，污水槽I的污水通过污水提升栗2由污水管线进入预热器4，预热器4利用工业余热对污水升温:作为预处理装置时，在预热器4中提升温度到60?80°C;作为深度处理装置时，在预热器4中提升温度到25?40°C;经过预热的污水由污水管线与管道混合器7进水口连通，并与双氧水按一定比例在管道混合器7中混合均匀，经管道混合器7出水口在常压催化氧化塔8进水口注入；常压催化氧化塔8内形成双氧水与污水混合液，逐层通过三项固相催化剂床层，并在初段cat-1，大幅度削减难降解污染物浓度、中段cat-C，完成中间产物矿化、末段cat-M，残余氧化剂彻底分解。经过处理的污水由常压催化氧化塔8出水口溢出，进入出水罐12，完成难降解污水的预处理和深度处理。
[0023]实施例1
[0024]作为预处理装置，所用废水是经过萃取脱酚后，水相经蒸氨、脱酸和萃取剂回收后的蒸馏废水。具体操作如下:
[0025]操作过程中，采用工业余热将废水温度提升到50?80°C，氧化剂双氧水用量是2%，废水与双氧水混合液的pH = 5，常压催化氧化塔8停留时间I?2h。
[0026]难降解废水的处理效果:
[0027]进水化学需氧量COD范围在5500?6500mg/L，常压催化氧化塔8出水水质基本稳定，出水化学需氧量COD在1000?1200mg/L。出水进行生化处理达到国家排放标准。
[0028]实施例2
[0029]作为深度处理装置，所用废水是经过预处理及生化处理后出水。
[0030]具体操作如下:
[0031]操作过程中，采用工业余热将废水温度提升到25?40°C，氧化剂双氧水用量是0.5%，废水与双氧水混合液的pH = 5?7，常压催化氧化塔8停留时间lh。
[0032]难降解废水的处理效果:
[0033]进水化学需氧量COD范围在150?300mg/L，常压催化氧化塔8出水水质基本稳定，出水化学需氧量COD在50?80mg/L。出水达到国家排放标准。
【主权项】
1.一种用于废水处理的温和催化氧化装置，其特征在于，包括污水提升栗、预热器、双氧水储罐、双氧水计量栗、管道混合器、常压催化氧化塔，污水提升栗、预热器通过污水管线与管道混合器进水口顺次连通，双氧水储罐、双氧水计量栗通过双氧水管线与管道混合器催化剂进口顺次连通，管道混合器出水口与常压催化氧化塔进水口连通。2.根据权利要求1所述的一种用于废水处理的温和催化氧化装置，其特征在于，还包括反冲洗出水槽，预热器与污水提升栗之间连接有反冲洗出水槽。3.根据权利要求1所述的一种用于废水处理的温和催化氧化装置，其特征在于，还包括反冲洗鼓风机、反冲洗水栗、反冲洗水槽，所述的常压催化氧化塔的出水口与反冲洗鼓风机、反冲洗水栗和反冲洗水槽顺次连通。4.根据权利要求1所述的一种用于废水处理的温和催化氧化装置，其特征在于，所述的常压催化氧化塔包括塔本体、三项固相催化剂床层、压力安全阀、进水口和出水口，压力安全阀设置在所述塔本体的顶部，进水口设置在塔本体的下部，出水口设置在塔本体的上部，塔本体内设有三项固相催化剂床层。5.根据权利要求4所述的一种用于废水处理的温和催化氧化装置，其特征在于，所述的三项固相催化剂床层在同一反应器内实现三个阶段的可控催化反应，初段是以Fe为主要组成的催化床层、中段是以Co为主要组成的催化床层、末段是以Mn为主要组成的催化床层。
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于废水处理的温和催化氧化装置，包括污水提升泵、预热器、双氧水储罐、双氧水计量泵、管道混合器、常压催化氧化塔，污水提升泵、预热器通过污水管线与管道混合器进水口顺次连通，双氧水储罐、双氧水计量泵通过双氧水管线与管道混合器催化剂进口顺次连通，管道混合器出水口与常压催化氧化塔进水口连通。本实用新型的优点是：将难降解的大分子污染物通过加热，并与双氧水混合，通过常压催化氧化塔分解为小分子污染物，大幅的削减难降解污染物浓度，提高了废水的可生化性；作为深度处理装置，将生化处理不能降解的大分子污染物分解并矿化，并将残余的氧化剂分解。
【IPC分类】C02F101/30, C02F1/72, C02F9/10
【公开号】CN204752450
【申请号】CN201520416146
【发明人】安路阳, 张立涛, 刘宽, 王钟欧, 孟庆锐, 王春旭
【申请人】中钢集团鞍山热能研究院有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月17日