申请日2017.09.10
公开(公告)日2017.11.28
IPC分类号C02F1/74; C02F101/10; C02F101/30
摘要
本发明提供了一种湿式催化氧化治理含硫酸有机废水的装置及其治理工艺，用于处理同时含有硫酸和有机物的废水，该装置具有依次联通的废水储罐、加热塔、催化氧化塔、尾液罐。反应涉及的装置及管路内壁都是耐硫酸的材料制成，催化氧化塔内部的催化氧化反应腔中预置有不与硫酸进行化学反应的金属催化剂，催化氧化温度达到165~260℃。本发明对有机物的氧化反应比较彻底，硫酸得到回收利用，节约原料消耗，废水的处理质量好处理效率高。
权利要求书
1.一种湿式催化氧化治理含硫酸有机废水的装置，按照废水流程，具有依次联通的废水储罐、加热塔、催化氧化塔、尾液罐;催化氧化塔具有废水入口、废水循环出口、内部的催化氧化反应腔、空气补给口，净化气出口，尾液出口;
其特征在于：反应涉及的装置及管路内壁都是耐硫酸的材料制成，催化氧化反应腔中预置有不与浓度为50-85%的硫酸进行化学反应的金属催化剂;
尾液出口联通尾液罐，尾液罐中具有沉淀或者过滤装置，沉淀或过滤出金属催化剂，其余溶液连通硫酸储罐。
2.如权利要求1所述的湿式催化氧化治理含硫酸有机废水的装置，其特征在于：加热塔与催化氧化塔之间可以连接有循环加热管路和循环泵，实现对反应中的污水进行循环加热。
3.如权利要求1所述的湿式催化氧化治理含硫酸有机废水的装置，其特征在于：催化剂为颗粒状的金属Pt、Au或Cu或它们的合金催化剂。
4.如权利要求1所述的湿式催化氧化治理含硫酸有机废水的装置，其特征在于：废水储罐连接有废硫酸补给装置。
5.如权利要求1所述的湿式催化氧化治理含硫酸有机废水的装置，其特征在于：硫酸储罐连通废硫酸补给装置。
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的湿式催化氧化治理含硫酸有机废水的装置，其特征在于：具有两个催化氧化塔、两个加热塔、两个循环泵及循环管路，在催化氧化塔的尾液出口联通第二催化氧化塔的废水入口，第二催化氧化塔的尾液出口连接尾液罐。
7.一种湿式催化氧化治理含硫酸有机废水的治理工艺，其特征在于：采用权利要求1或6所述的装置，催化氧化反应腔中还连接有负压装置，使得产生的水蒸气尽快排出，使得尾液中硫酸浓度提高为70-85%。
8.如权利要求7所述的湿式催化氧化治理含硫酸有机废水的治理工艺，其特征在于：废水催化氧化温度达到165~260℃，催化氧化的时间为2-3小时。
9.如权利要求7或8所述的湿式催化氧化治理含硫酸有机废水的治理工艺，其特征在于：一级循环泵的泵送速度较慢，加热速度较低;二级循环泵的泵送速度较快，加热温度较高，使得两级反应的气态产物排放量相近。
说明书
湿式催化氧化治理含硫酸有机废水的装置及其治理工艺
技术领域
本发明涉及有机废水的净化处理技术。
背景技术
有机废水中存在烃类，醛、酮、醇、羧酸、脂类等有机物质，有时还混有无机的酸、碱或盐。其净化治理技术有吸附法、生物降解法、蒸馏法等等。
还有有机物质的催化氧化法，是指在一定压力和温度条件下,以金属材料为催化剂,如Pt、Pd、Ni、Cu等存在情况下与以空气、氧气、臭氧等为氧化剂，对有机物质进行氧化反应，包括“加氧”，“去氢”两方面。但是对某些有机物，比如羧酸没有作用。
有机物质存在于水溶液中时，可以采用湿式催化氧化法进行处理。但是当水溶液中还存在酸、碱、盐等多种成分时，该办法就没有成熟的应用技术。
专利申请号为2010102739908的发明属于环保领域一种基于湿式催化氧化法处理液体集装箱清洗废水的方法，其主要技术特点之一是该工艺利用隔油池及过滤预处理、湿式催化氧化法、活性炭吸附再生的集成技术治理化工集装罐清洗废水，实现组合创新。对不断变化的多种类废水适应性强，处理过程不产生污泥，对高浓有机废水或生化法不能降解的化合物的各种清洗有机废水，COD及NH3-N去除率可达到95%以上，不再需要进行后处理，只经一次处理即可达回用标准。该处理涉及的处理方式过多，流程较长，设备投资较大。
专利申请号为2007101507920的发明属于环保领域一种湿式催化氧化处理高浓有机废水的工艺。主要技术特点是首先制备了固体专用催化剂，该催化剂对处理多种有机废水均具有很好的催化性能，且成本低廉;其以固态存在，与废水的分离比较简便，可简化处理流程。该处理工艺是在一定温度(170～300℃)和压力(1.0～10MPa)的条件下，利用氧化剂对高浓度工业有机废水中的COD、氨、氰等污染物进行催化氧化分解的深度处理。该工艺不适合用于处理含酸废水。
发明内容
发明目的：
提供一种设备工艺都很简便，硫酸得到回收利用，有机物得到净化降解处理的湿式催化氧化治理酸性有机废水的装置及其工艺。
技术方案：
本发明涉及的湿式催化氧化治理酸性有机废水的装置，用于处理同时含有硫酸和有机物的废水，该装置按照废水流程，具有依次联通的废水储罐、加热塔、催化氧化塔、尾液罐。
加热塔与催化氧化塔之间可以连接有循环加热管路和循环泵，实现对反应中的废水进行循环加热。反应涉及的装置及管路内壁都是耐硫酸的材料制成。
催化氧化塔具有废水入口、废水循环出口(联通循环加热管路，进入加热塔加热后再从废水入口进入催化氧化塔)、内部的催化氧化反应腔、空气补给口(补充含有氧气的空气)，净化气出口(用于排放催化氧化反应后生成的二氧化碳和水蒸气)，尾液出口(供催化氧化后形成的液态产物流出)。
催化氧化反应腔中预置有促进氧化反应的金属催化剂，选用不与浓度为50-85%的硫酸进行化学反应的金属催化剂，而只参与有机物的催化氧化反应过程。优选颗粒状的金属或合金的催化剂，优选金属Pt、Au或Cu。其中的废水催化氧化温度达到165~260℃，催化氧化的时间2-3小时，使得氧化反应比较彻底，有机物质基本被氧化降解。
尾液出口联通尾液罐，尾液罐中具有沉淀或者过滤装置，沉淀或过滤出金属催化剂，其余溶液进入硫酸储罐。
废水储罐或可连接有(65-75%)废硫酸补给装置，当有机废水中的硫酸含量低于50%时予以补给。
硫酸储罐可以连通中废硫酸补给装置，硫酸储罐中的硫酸可以作为补给装置中的硫酸来源或另行回收使用。
催化氧化反应腔中可连接负压装置，使得产生的净化气尽快排出，尤其便于排出较多的水蒸气，使得尾液中硫酸浓度提高为70-85%。
优选有两个催化氧化塔、两个加热塔、两个循环泵及循环管路，采用两级催化氧化装置使得废水在催化氧化塔中滞留时间延长，氧化更彻底。在催化氧化塔的尾液出口联通第二催化氧化塔的废水入口，第二催化氧化塔的尾液出口连接尾液罐。
采用两级催化氧化塔时，由于以及反应的有机物浓度较大，反应速度较快。一级循环泵的泵送速度较慢，加热速度较低。二级循环泵的泵送速度较快(由变频器控制)，加热温度较高，使得两级反应的气态产物排放量相近，均匀使用装置中的零部件。或者水蒸气汽化较多，尾液得到浓缩。
有益效果：
本发明的设备部件较少，流程较短，制造成本较低、安装维护方便。反应温度较低，反应压力为常压或较小负压，能耗较小，安全性较高。催化剂和反应获得的硫酸溶液可以重复使用，节约原料消耗。使得废水中的硫酸酸液和大量的有机物质同步得到净化处理，废水的处理效率高，治理量大，净化效果好。