申请日2017.06.21
公开(公告)日2017.08.04
IPC分类号C02F9/08; C02F103/34
摘要
本发明提供了一种制药尾水处理的装置和方法。本发明提供的制药尾水处理的装置包括催化氧化塔和复合接触停留塔;所述催化氧化塔的下部设有第一配水区，第一配水区的上方设有催化反应区，所述催化反应区内投放有第一催化剂;所述复合接触停留塔的下部设有第二配水区，第二配水区的上方设有接触停留区，所述接触停留区包括与第二配水区顶部连通的UV光催化停留区和与第二配水区分隔的固定床接触停留区。本发明充分利用不同类型的催化氧化反应，对制药尾水中的难降解有机物进行分级氧化处理，最大限度地实现了污染物的去除和臭氧的高效利用。
权利要求书
1.一种制药尾水处理的装置，包括催化氧化塔和复合接触停留塔;
所述催化氧化塔的下部设有第一配水区，所述第一配水区设有第一入水口;所述第一配水区的上方设有催化反应区，所述催化反应区内投放有第一催化剂;所述第一配水区的顶部与催化反应区的底部连通;所述催化反应区的上部设有第一出水口;所述催化反应区还通过回流管与第一配水区连通，所述回流管的入口低于第一出水口;所述回流管上设有臭氧输入口;所述催化氧化塔的顶部设有第一排气口;
所述复合接触停留塔的下部设有第二配水区;所述第二配水区的上方设有接触停留区，所述接触停留区包括与第二配水区顶部连通的UV光催化停留区和与第二配水区分隔的固定床接触停留区;所述UV光催化停留区设有UV灯;所述固定床接触停留区投放有第二催化剂;所述UV光催化停留区与固定床接触停留区的顶部连通;
所述第一出水口与第二配水区通过输水管道连通;所述输水管道上设有双氧水输入口;所述第一排气口与第二配水区通过输气管道连通。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一配水区与催化反应区的高度比为1:(8～10)。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二配水区与接触停留区的高度比为1:(8～10)。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二催化剂在固定床接触停留区的填充比为50～90%。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述回流管的臭氧输入口处设有溶气泵，所述溶气泵的进气口连通有臭氧发生器。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输水管道上设置有水中臭氧分析仪。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述双氧水输入口的下游设有管道混合器。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述催化氧化塔的上游设置有pH调节系统，所述pH调节系统与第一入水口连通。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述复合接触停留塔的顶部设有第二排气口，所述第二排气口与尾气破坏装置连通。
10.一种制药尾水处理的方法，使用权利要求1～9中任意一项所述装置进行处理，包括以下步骤：
(1)使制药尾水经第一入水口流入催化氧化塔的下部的第一配水区，然后经第一配水区的顶部流入催化反应区，部分制药尾水经回流管回流与臭氧混合，得到含有臭氧的制药尾水;
(2)所述步骤(1)中含有臭氧的制药尾水回流入第一配水区，与第一入水口流入的制药尾水混合，经第一配水区的顶部流入催化反应区，进行第一催化反应，得到一级处理水;部分臭氧经第一排气口排出，经输气管道进入第二配水区;
(3)所述步骤(2)中的一级处理水经第一出水口流出，通过输水管道与双氧水混合，得到含有双氧水的一级处理水;
(4)所述步骤(3)中含有双氧水的一级处理水流入复合接触停留塔的下部的第二配水区与输气管道输入的臭氧混合，经第二配水区的顶部流入UV光催化停留区，进行UV光催化反应，得到二级处理水;
(5)所述步骤(4)中的二级处理水经UV光催化停留区的顶部流入固定床接触停留区，进行第二催化反应后排出。
说明书
一种制药尾水处理的装置及方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，特别涉及一种制药尾水处理的装置及方法。
背景技术
制药尾水污染物浓度高、水质复杂，色度高，含盐量高，废水中的抗生素类及其它有毒有害污染物可生化降解性极差，处理难度大。制药工业园区产生的综合制药尾水经二级生化处理后，出水中仍含有较高浓度的COD和有毒有害污染物，出水难以达到国家规定的排放标准。因此，对制药尾水进行强化深度处理，不仅可满足污水处理厂达标排放的迫切需求，而且对有毒有害污染物消减和区域控源减排具有重要的现实意义。
氧化处理法是利用强氧化剂对废水中的有机污染物进行氧化，在去除有机污染物的同时还具很强的杀菌和脱色功能，被广泛应用于饮用水和废水的处理。虽然氧化处理对水中有机污染物具有较好的氧化降解能力，但不同氧化剂与有机物的反应具有很强的选择性，难以将有机物彻底氧化降解，部分中间产物还具有很强的毒性。因此，对于可生化降解性极差的制药尾水而言，如何提高氧化剂的利用率和氧化效率，强化污染物的氧化降解效果成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制药尾水处理的装置及方法。本发明提供的制药尾水处理的装置提高了氧化剂的利用率和氧化效率，对于制药尾水中的污染物具有良好的氧化降解效果。
本发明提供了一种制药尾水处理的装置，包括催化氧化塔和复合接触停留塔;
所述催化氧化塔的下部设有第一配水区，所述第一配水区设有第一入水口;所述第一配水区的上方设有催化反应区，所述催化反应区内投放有第一催化剂;所述第一配水区的顶部与催化反应区的底部连通;所述催化反应区的上部设有第一出水口;所述催化反应区还通过回流管与第一配水区连通，所述回流管的入口低于第一出水口;所述回流管上设有臭氧输入口;所述催化氧化塔的顶部设有第一排气口;
所述复合接触停留塔的下部设有第二配水区;所述第二配水区的上方设有接触停留区，所述接触停留区包括与第二配水区顶部连通的UV光催化停留区和与第二配水区分隔的固定床接触停留区;所述UV光催化停留区设有UV灯;所述固定床接触停留区投放有第二催化剂;所述UV光催化停留区与固定床接触停留区的顶部连通;
所述第一出水口与第二配水区通过输水管道连通;所述输水管道上设有双氧水输入口;所述第一排气口与第二配水区通过输气管道连通。
优选的，所述第一配水区与催化反应区的高度比为1:(8～10)。
优选的，所述第二配水区与接触停留区的高度比为1:(8～10)。
优选的，所述第二催化剂在固定床接触停留区的填充比为50～90%。
优选的，所述回流管的臭氧输入口处设有溶气泵，所述溶气泵的进气口连通有臭氧发生器。
优选的，所述输水管道上设置有水中臭氧分析仪。
优选的，所述双氧水输入口的下游设有管道混合器。
优选的，所述催化氧化塔的上游设置有pH调节系统，所述pH调节系统与第一入水口连通。
优选的，所述复合接触停留塔的顶部设有第二排气口，所述第二排气口与尾气破坏装置连通。
本发明还提供了一种制药尾水处理的方法，使用上述技术方案所述装置进行处理，包括以下步骤：
(1)使制药尾水经第一入水口流入催化氧化塔的下部的第一配水区，然后经第一配水区的顶部流入催化反应区，部分制药尾水经回流管回流与臭氧混合，得到含有臭氧的制药尾水;
(2)所述步骤(1)中含有臭氧的制药尾水回流入第一配水区，与第一入水口流入的制药尾水混合，经第一配水区的顶部流入催化反应区，进行第一催化反应，得到一级处理水;部分臭氧经第一排气口排出，经输气管道进入第二配水区;
(3)所述步骤(2)中的一级处理水经第一出水口流出，通过输水管道与双氧水混合，得到含有双氧水的一级处理水;
(4)所述步骤(3)中含有双氧水的一级处理水流入复合接触停留塔的下部的第二配水区与输气管道输入的臭氧混合，经第二配水区的顶部流入UV光催化停留区，进行UV光催化反应，得到二级处理水;
(5)所述步骤(4)中的二级处理水经UV光催化停留区的顶部流入固定床接触停留区，进行第二催化反应后排出。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供的制药尾水处理的装置包括催化氧化塔和复合接触停留塔;所述催化氧化塔的下部设有第一配水区，所述第一配水区设有第一入水口，制药尾水通过第一入水口流入催化氧化塔的第一配水区;所述第一配水区的上方设有催化反应区，所述催化反应区内投放有第一催化剂;所述第一配水区的顶部与催化反应区的底部连通;所述催化反应区的上部设有第一出水口;制药尾水经第一配水区流入催化反应区，在催化反应区进行第一催化反应，然后经第一出水口流出催化氧化塔;所述催化反应区还通过回流管与第一配水区连通，所述回流管的入口低于第一出水口;所述回流管上设有臭氧输入口;部分制药尾水经回流管回流与臭氧混合，与第一入水口流入的制药尾水混合后进入催化反应区，臭氧在第一催化剂的催化作用下产生高活性羟基自由基，实现废水中主要难降解有机物的有效降解;所述催化氧化塔的顶部设有第一排气口，制药尾水中溢出的臭氧经第一排气口排出;
所述复合接触停留塔的下部设有第二配水区;所述第一出水口与第二配水区通过输水管道连通;所述输水管道上设有双氧水输入口;催化氧化塔中流出的制药尾水经输水管道与双氧水混合，然后流入复合接触停留塔中的第二配水区;所述第一排气口与第二配水区通过输气管道连通;催化氧化塔中排出的臭氧在第二配水区与制药尾水混合;所述第二配水区的上方设有接触停留区，所述接触停留区包括与第二配水区顶部连通的UV光催化停留区和与第二配水区分隔的固定床接触停留区;所述UV光催化停留区设有UV灯;第二配水区中的制药尾水流入UV光催化停留区，臭氧、双氧水在UV光催化作用下，发生协同催化作用，污染物进一步被氧化降解，废水中残留臭氧浓度进一步降低;所述固定床接触停留区投放有第二催化剂;所述UV光催化停留区与固定床接触停留区的顶部连通;UV光催化停留区的制药尾水经顶部流入固定床接触停留区，在第二催化剂的催化作用下，实现废水中残留溶解性臭氧的深度利用，实现废水中污染物的有效降解和臭氧的高效利用。
本发明提供的制药尾水多相催化臭氧氧化处理装置，通过设置回流管在催化反应塔内形成循环，提高了臭氧的传质效率和利用效率，实现了废水中有机物的快速降解;催化反应区的反应过程中第一催化剂在水中呈流化状态，提高了催化剂与臭氧分子的接触效果，加快了反应速率和臭氧利用效率;接触停留区的UV光和第二催化剂可使废水中残留的臭氧进一步发生催化氧化反应产生高活性自由基，此外进入接触停留塔中的双氧水与臭氧发生反应，在二者的协同作用下进一步强化残留污染物降解效果，同时也降低了废水中残留臭氧含量;催化氧化塔中的臭氧尾气循环至接触停留塔中进一步利用，不但提高了臭氧利用率，还避免了臭氧尾气排放引起的二次污染。
本发明充分利用不同类型的催化氧化反应，对制药尾水中的难降解有机物进行分级氧化处理，最大限度地实现了污染物的去除和臭氧的高效利用。实验结果表明，制药尾水经本发明提供的装置处理后，黄连素浓度低于0.1mg/L，COD浓度可低至87mg/L，COD去除率可达40%以上。