一种废水存储和处理设施中挥发性有机物的去除盖板及其制作方法与流程

一种废水存储和处理设施中挥发性有机物的去除盖板及其制作方法
【技术领域】
[0001]
本发明属于环境保护领域，具体涉及一种废水存储和处理设施中挥发性有机物的去除盖板及其制作方法。


背景技术：

[0002]
有机废水一般指废水中有机物浓度比较高的废水，化学需氧量(cod)是衡量废水中有机物含量多少的重要指标。几种典型的高浓度有机废水，如焦化废水、制药废水、纺织/印染废水、石油/化工废水等，其cod浓度一般均在3000～5000mg/l以上，有的甚至高达几万乃至几十万mg/l。工业产生的超高浓度有机废水主要具有以下特点：一是需氧性危害，废水中cod高，由于生物降解作用，高浓度有机废水会使受纳水体缺氧甚至厌氧，致使水生物死亡，从而产生恶臭；二是废水中有机物成分复杂，高度溶解，简单的物理化学方法难以有效去除，有些废水中还含有多环芳烃及杂环有机化合物、硫化物、氮化物等；三是色度高，有异味。有些废水散发出刺鼻恶臭，给周围环境造成不良影响。
[0003]
由于废水对水体、生态环境的危害较大，针对不同类型的废水，重点研究试验了不同的废水处理技术和方法，也取得较好的效果，能够实现废水处理后再利用或者达标排放。但是由于大部分的有机物具有挥发性，由于废水储存和处理设施与大气直接连通，挥发出有机物会逸散排放在空气中，污染大气环境和废水处理场站作业环境，目前针对此类污染排放还没有引起足够的重视和研究，因此需要通过研究和试验，提供一种针对废水存储和处理设施中挥发性有机物去除的技术方法。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种废水存储和处理设施中挥发性有机物的去除盖板及其制作方法。以解决现有技术中废水存储和处理中挥发性有机物易于排放到空气中的问题。
[0005]
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
[0006]
一种废水存储和处理设施中挥发性有机物的去除盖板，包括连接的上层骨架和下层骨架，上层骨架在下层骨架的上方；下层骨架上铺设有钢丝网，钢丝网上铺设有亲油材料；上层骨架和亲油材料中均填充有光催化剂；
[0007]
所述亲油材料为改性后的聚氨酯多孔泡沫镍，所述改性后的聚氨酯多孔泡沫镍的孔洞中附着有氢氧化铁胶体；所述光催化剂为负载有纳米二氧化钛的果壳活性炭，所述纳米二氧化钛中含有铁离子和钨离子。
[0008]
本发明的进一步改进在于：
[0009]
优选的，所述上层骨架和下层骨架均为框架结构，所述框架结构由纵向阵列和横向阵列的单元格组成，单元格的尺寸为60cm
×
60cm；上层骨架和下层骨架之间的距离为10-12cm。
[0010]
优选的，上层骨架的表面使用透明的pvc板覆盖。
[0011]
优选的，上层骨架下表面的一角安装有紫外光灯。
[0012]
一种废水存储和处理设施中挥发性有机物的去除盖板的制作方法，包括以下步骤：焊接连接上层骨架和下层骨架，在下层骨架上铺设钢丝网，在钢丝网上铺设亲油材料，在亲油材料的缝隙中和上层骨架中填充光催化材剂。
[0013]
优选的，所述亲油材料的制作方法为：
[0014]
步骤1，对聚氨酯多孔泡沫镍打孔制成网板，将网板切割成为若干个矩形块状的聚氨酯多孔泡沫镍；
[0015]
步骤2，将氯化铁加入到质量浓度为3-5％的氨水溶液中，制备成含氯化铁浓度为10-15mmol/l的氨水溶液；
[0016]
步骤3，将矩形块状的聚氨酯多孔泡沫镍浸泡在步骤2得到的溶液中，浸泡后搅拌，取出后晾干，将晾干的矩形块状的聚氨酯多孔泡沫镍烘干至表面发黑，在发黑状态下继续加热45-60min，制备出亲油材料。
[0017]
优选的，步骤1中，打孔的孔径为0.85mm-1.18mm；步骤3中，浸泡时间为15-25min，浸泡后搅拌速度为60-90r/min，搅拌时间为20min。
[0018]
优选的，步骤3中，烘干温度为105℃，烘干时间为2-3h。
[0019]
优选的，所述光催化剂的制备过程为：
[0020]
步骤1，在浓度为0.5-1％的盐酸溶液中加入三氯化铁和氧化钨，制得混合溶液，加入后三氯化铁在混合溶液中的浓度为0.02-0.03mol/l，氧化钨的浓度为0.01-0.015mol/l；
[0021]
步骤2，混合纳米二氧化钛和酒精胶，搅拌均匀后，将果壳活性炭在其中浸泡2-3h后取出并晾干，得到附着有纳米二氧化钛的果壳活性炭；
[0022]
步骤3，将步骤2得到的附着有纳米二氧化钛的果壳活性炭放入步骤1的混合溶液中，加入氢氧化钠调整至整个溶液成中性，搅拌40-50min后，得到悬浊液；
[0023]
步骤4，过滤步骤3得到的悬浊液，将滤渣放在干燥箱中升温烘干，取出后冷却，得到光催化剂。
[0024]
优选的，步骤4中，滤渣的烘干温度为105℃，烘干时间为2-3h。
[0025]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0026]
本发明公开了一种废水存储和处理设施中挥发性有机物的去除盖板，该盖板通过设置多层结构，在下层设置亲油材料，在上层设置光催化剂，使得通过亲油材料对废水处理设施逸散出的有机废气进行富集和截留，采用光催化技术快速降解被截留和富集的有机气体，从而去除废水处理系统中向空气中逸散的有机气体，减少废水处理过程中向空气中排放有机废气。试验应用表明，在废水储存处理设施系统中添加此废气处理模块，逸散至大气中的有机废气量减少75％以上，逸散出的气体中有机废气含量占总气体量的0.3％以下，大大减少有机废气的排放量。
[0027]
本发明还公开了一种废水存储和处理设施中挥发性有机物的去除盖板的制作方法，该方法在盖板的下层骨架上铺设钢丝网，在钢丝网上铺设亲油材料，在亲油材料的缝隙和上层骨架中填充光催化剂，该方法是一种石油、石化企业高浓度有机废水存储处理设施中挥发性有机物的去除方法，该方法采用经过改性处理后具有超疏水超亲油的泡沫材料对废水处理设施挥发出的有机气体富集和截留；采用的光催化材料是在果壳活性炭上负载经
改性的纳米二氧化钛，对有机气体进行高效降解。
【附图说明】
[0028]
图1为本发明的装置结构图；
[0029]
其中，1-上层骨架；2-下层骨架；3-钢丝网；4-亲油材料；5-光催化剂。
【具体实施方式】
[0030]
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细描述：
[0031]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0032]
本发明公开了一种废水存储和处理设施中挥发性有机物的去除盖板及其制作方法，参见图1，该装置为废水处理池盖板，包括上层骨架1和下层骨架2，上层骨架1和下层骨架2均选用碳钢材料的角铁，根据废水储存处理池尺寸，焊接成包含若干个60cm
×
60cm的单元格的上层骨架1和下层骨架2，上层骨架1和下层骨架2之间高度为10-12cm。下层骨架2上铺设钢丝网3，将制成的块状亲油材料4疏松的铺在钢丝网3上；在上层骨架1和下层骨架2的框架内，以及及块状亲油材料4的空隙中间填充光催化材料5，上层骨架1的表面用透明pvc板覆盖或敞开。在下层骨架2的角铁内侧安装紫外灯3，阴雨天或夜间打开紫外灯3提供光源。
[0033]
上述结构的制作流程为：
[0034]
步骤1，制备亲油材料
[0035]
步骤1.1利用针型打孔机，将市售聚氨酯多孔泡沫镍复合材料板打孔，孔径为0.85mm-1.18mm的网板(标准目数：16目-20目)，分割成若干个边长为3cm和5cm的块状。
[0036]
步骤1.2在浓度为3-5％的氨水溶液中加入一定量氯化铁搅拌溶解，制成含氯化铁浓度为10-15mmol/l的氨水溶液。
[0037]
步骤1.3将步骤1.1做好的复合泡沫镍放入步骤1.2制得的溶液，浸泡15-25min后以60-90r/min的速度慢速搅拌20min后，将泡沫镍拿出晾干，放入加热炉加热至105℃保持2-3h，烘干泡沫镍；在该温度下继续加热至泡沫镍表面开始变黑，保持45-60min后取出，即制成本发明所要求的亲油材料。该步骤中，氯化铁与氨水的反应产物氢氧化铁胶体均匀覆盖渗透在泡沫镍材料的空隙中，泡沫镍表面变黑说明是不稳定的氢氧化铁失水后生成稳定的四氧化三铁，改性后的材料性能稳定。
[0038]
该步骤中，将聚氨酯多孔泡沫镍复合材料进行改性处理，制备出亲油材料，使其对提高对废水中挥发出的有机废气吸附能力，使其对含油有机废水中挥发出的有机气体进行充分的富集和截留，增大了吸附面积和吸附量，提高处理效率。
[0039]
步骤2，制备光催化剂；
[0040]
步骤2.1，在浓度为0.5—1％的盐酸溶液中加入三氯化铁(fecl3)和氧化钨(wo3)，加量按照fecl3浓度为0.02-0.03mol/l，wo3浓度为0.01-0.015mol/l进行量取，将溶液搅拌均匀，制备出同时含有fe
3+
、w
6+
的溶液，以备按下步制备含铁、钨等金属离子的二氧化钛。
[0041]
步骤2.2，将市售的纳米二氧化钛加入酒精胶中进行搅拌均匀，体积比优选为1:1，用含有纳米二氧化钛的酒精胶溶液浸泡果壳活性炭2-3h后取出晾干。
[0042]
步骤2.3，将步骤2.2得到的果壳活性炭放入步骤(1)得到的溶液，在溶液中加入质量浓度为0.5％-1.0％的氢氧化钠调整整个溶液至中性(ph＝7)，搅拌40-50min。
[0043]
步骤2.4，过滤步骤2.3得到的产物，将滤渣放在干燥箱中升温至105℃，保持2-3h后，冷却至室温即得到本发明要求的光催化剂。
[0044]
该步骤中，采用对紫外光和可见光均能响应的果壳活性炭上负载含有铁、钨等金属离子的纳米二氧化钛，对富集和截留的石油烃等有机气体进行光催化降解技术，使得在果壳活性炭上负载含有铁、钨等金属离子的纳米二氧化钛。
[0045]
步骤3，将亲油材料和光催化剂放置在上层骨架1及下层骨架2中。
[0046]
用盖板覆盖在废水处理池，溢出的气体依靠自然力通过亲油材料被富集和截留，在紫外光或可见光的照射下，气体在盖板内光催化剂的催化作用下被降解处理。
[0047]
该结构进行去除有机物的形式主要有两种：
[0048]
(1)光(紫外光或可见光)照射下，在5℃-45℃，使废水处理设施中逸散的废气，依次通过亲油材料、光催化材料；
[0049]
(2)光(紫外光或可见光)照射下，在5℃-45℃，使废水处理设施中逸散的废气通过亲油材料、光催化材料的混合堆放体。
[0050]
按照“相似相容”的原理，改性成亲油材料后，挥发气体中的无机成分的气体可以自由通过，有机气体被截留和吸附，提高处理有机废气的效率。亲油材料起到富集作用，不对有机废气进行降解处理；光催化是将有机废气分解处理，变为无害成分。
[0051]
用盖板覆盖在废水处理池，溢出的气体依靠自然力通过亲油材料被富集和截留，在紫外光或可见光的照射下，气体在盖板内光催化剂的催化作用下被降解处理。
[0052]
实施例：
[0053]
2017年以来，针对油田作业场站的含石油类及高分子有机物的措施废液，采用本专利技术对4个废水处理站的废气进行治理，在处理池出口处检测，逸散至大气中的有机废气量减少75％以上，逸散出的气体中有机废气含量占总气体量的0.3％以下，整个处理站无异味。
[0054]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。