申请日2019.07.12
公开(公告)日2019.09.06
IPC分类号C02F9/04; C02F101/30; G05D11/08; G05D11/13
摘要
本发明提供一种高浓有机废水催化氧化工艺控制系统，包括调节池、污水提升泵、气动调节阀I、风机、催化氧化塔、排空阀、回流阀、冲洗泵、中间水池、排水阀、在线COD监测仪、中控系统、稀硫酸储罐、稀硫酸计量泵、混合阀、多功能在线监测仪I、气动调节阀II、多功能在线监测仪II、气动调节阀III、氧化剂储罐、氧化剂计量泵、在线pH检测仪。是一种自动控制化程度高，氧化剂、稀硫酸利用率高，药剂投加量少，运行成本低，操作难度小的新型催化氧化工艺及方法，可广泛适用于可生化性低、高浓度、有毒有害有机废水的预处理。
权利要求书
1.一种高浓有机废水催化氧化工艺控制系统，其特征在于，包括调节池(1)、污水提升泵(2)、气动调节阀I(3)、风机(4)、催化氧化塔(5)、排空阀(6)、回流阀(7)、冲洗泵(8)、中间水池(9)、排水阀(10)、在线COD监测仪(11)、中控系统(12)、稀硫酸储罐(13)、稀硫酸计量泵(14)、混合阀(15)、多功能在线监测仪I(16)、气动调节阀II(17)、多功能在线监测仪II(18)、气动调节阀III(19)、氧化剂储罐(20)、氧化剂计量泵(21)及在线pH检测仪(22);
废水进水管同调节池(1)连接，调节池(1)同污水提升泵(2)、气动调节阀I(3)、依次连接;催化氧化塔(5)同排水阀(10)、中间水池(9)依次连接，还同回流阀(7)连接;中间水池(9)还同冲洗泵(8)连接;催化氧化塔(7)底部设有排空阀(6);风机(4)同调节池(1)连接;
稀硫酸储罐(13)经稀硫酸计量泵(14)同调节池(1)、混合阀(15)依次连接;氧化剂储罐(20)同氧化剂计量泵(21)、混合阀(15)依次连接;混合阀(15)同气动调节阀II(17)、气动调节阀III(19)连接;气动调节阀II(17)、气动调节阀III(19)同催化氧化塔(5)连接;催化氧化塔(5)设有多功能在线监测仪I(16)、多功能在线监测仪II(18);调节池(1)内设有在线pH检测(27);中间水池(9)内设有在线COD监测仪(11);
多功能在线监测仪I(16)同气动调节阀II(17)进行连锁;多功能在线监测仪II(18)同气动调节阀III(19)进行连锁;在线pH检测(22)同稀硫酸计量泵(14)连锁;在线COD监测仪(11)经中控系统(12)同污水提升泵(2)、气动调节阀I(3)、冲洗泵(8)、稀硫酸计量泵(14)、氧化剂计量泵(21)连锁。
2.根据权利要求1所述的一种高浓有机废水催化氧化工艺控制系统，其特征在于：稀硫酸储罐(13)经稀硫酸计量泵(14)同调节池(1)连接，在线pH检测(22)同稀硫酸计量泵(14)连锁，控制调节池(1)内pH为3~6，当调节池(1)内pH小于3时，在线pH检测(22)对稀硫酸计量泵(14)发出指令，减小稀硫酸计量泵(14)运行频率，减少调节池(1)内稀硫酸投加量，控制调节池(1)内pH为3~6，当调节池(1)内pH为大于6时，在线pH检测(22)对稀硫酸计量泵(14)发出指令，增大稀硫酸计量泵(14)运行频率，增大调节池(1)内稀硫酸投加量;
稀硫酸储罐(13)经稀硫酸计量泵(14)、混合阀(15)、气动调节阀II(17)、气动调节阀III(19)同催化氧化塔(5)连接;多功能在线监测仪I(16)对催化氧化塔(5)顶部pH进行检测，催化氧化塔(5)顶部pH为3~6，当催化氧化塔(5)顶部pH大于6时，多功能在线监测仪I(16)对气动调节阀II(17)发出指令，增大气动调节阀II(17)开度，增大对催化氧化塔(5)顶部稀硫酸投加量，确保催化氧化反应对废水中污染物的去除效果，催化氧化塔(5)中部pH为3~6，当催化氧化塔(5)中部pH大于6时，多功能在线监测仪II(18)对气动调节阀III(19)发出指令，增大气动调节阀III(19)开度，增大对催化氧化塔(5)中部稀硫酸投加量，确保催化氧化反应对废水中污染物的去除效果。
3.根据权利要求1所述的一种高浓有机废水催化氧化工艺控制系统，其特征在于：通过调节氧化剂计量泵(21)的同催化氧化塔(5)连接管道上的阀门，控制进入催化氧化塔(5)的氧化剂投加量为氧化剂计量泵(21)泵入催化氧化塔(5)总氧化剂量的50~80%;控制氧化剂计量泵(21)经气动调节阀II(17)、气动调节阀III(19)进入催化氧化塔(5)的氧化剂投加量为氧化剂计量泵(21)泵入催化氧化塔(7)总氧化剂量的20~50%。
4.根据权利要求1所述的一种高浓有机废水催化氧化工艺控制系统，其特征在于：中间水池(9)设有在线COD监测仪(11)，在线COD监测仪(11)经中控系统(12)同污水提升泵(2)、气动调节阀I(3)、冲洗泵(8)、稀硫酸计量泵(14)、氧化剂计量泵(21)连锁。
5.一种高浓有机废水催化氧化工艺，其特征在于，包括如下步骤：
当中间水池(9)内废水COD高于设计值或低于设计值时的控制方法如下：
S1:在线COD监测仪(11)监测到中间水池(9)COD较高时，增大氧化剂计量泵(21)频率，增加对催化氧化塔(5)内氧化剂的投加量，最大投加量控制为调节池(1)内废水COD需氧当量的1.2倍;
S2:当通过上述手段无法提高处理效率时，中控系统(12)采用自动或人工控制：污水提升泵(2)停止，气动调节阀I(3)关闭，排水阀(10)关闭，回流阀(7)打开，冲洗泵(8)启动，中间水池(9)内废水对催化氧化塔(6)进行反冲洗程序;同时增大稀硫酸计量泵(14)和氧化剂计量泵(21)频率，对催化氧化塔(5)内催化剂进行氧化活化;
S3:在线COD监测仪(11)监测到中间水池(9)COD远低于设计值时，减小氧化剂计量泵(21)频率，减少对催化氧化塔(5)内氧化剂的投加量。
6.一种基于异相催化氧化耦合生化技术的BDO废水处理的方法，包括以下步骤：
S1:稀硫酸储罐经稀硫酸计量泵同调节池连接，在线pH检测同稀硫酸计量泵连锁;
S2:稀硫酸储罐经稀硫酸计量泵、混合阀、气动调节阀II、气动调节阀III同催化氧化塔连接;多功能在线监测仪I对催化氧化塔顶部pH进行检测;
S3:氧化剂计量泵经同催化氧化塔连接的阀门、调节阀II、气动调节阀III对催化氧化塔进行多点泵入氧化剂，并根据实际运行情况予以控制;
S4:中间水池设有在线COD监测仪，在线COD监测仪经中控系统同污水提升泵、气动调节阀I、冲洗泵、稀硫酸计量泵、氧化剂计量泵连锁;中间水池内废水COD高于设计值或低于设计值时的控制方法。
7.根据权利要求6所述的基于异相催化氧化耦合生化技术的BDO废水处理的方法，其特征在于：稀硫酸储罐经稀硫酸计量泵同调节池连接，在线pH检测同稀硫酸计量泵连锁的步骤具体包括：
控制调节池内pH为3~6，当调节池内pH小于3时，在线pH检测对稀硫酸计量泵发出指令，减小稀硫酸计量泵运行频率，减少调节池内稀硫酸投加量;
控制调节池内pH为3~6，当调节池内pH为大于6时，在线pH检测对稀硫酸计量泵发出指令，增大稀硫酸计量泵运行频率，增大调节池内稀硫酸投加量。
8.根据权利要求6所述的基于异相催化氧化耦合生化技术的BDO废水处理的方法，其特征在于：稀硫酸储罐经稀硫酸计量泵、混合阀、气动调节阀II、气动调节阀III同催化氧化塔连接;多功能在线监测仪I对催化氧化塔顶部pH进行检测的步骤具体包括：
催化氧化塔顶部pH为3~6，当催化氧化塔顶部pH大于6时，多功能在线监测仪I对气动调节阀II发出指令，增大气动调节阀II开度，增大对催化氧化塔顶部稀硫酸投加量，确保催化氧化反应对废水中污染物的去除效果;
催化氧化塔中部pH为3~6，当催化氧化塔中部pH大于6时，多功能在线监测仪II对气动调节阀III发出指令，增大气动调节阀III开度，增大对催化氧化塔中部稀硫酸投加量，确保催化氧化反应对废水中污染物的去除效果。
9.根据权利要求6所述的基于异相催化氧化耦合生化技术的BDO废水处理的方法，其特征在于：氧化剂计量泵经同催化氧化塔连接的阀门、调节阀II、气动调节阀III对催化氧化塔进行多点泵入氧化剂，并根据实际运行情况予以控制具体包括如下步骤：
通过调节氧化剂计量泵同催化氧化塔连接的阀门，控制进入催化氧化塔的氧化剂投加量为氧化剂计量泵泵入催化氧化塔总氧化剂量的50~80%;
控制氧化剂计量泵经气动调节阀II、气动调节阀III进入催化氧化塔的氧化剂投加量为氧化剂计量泵泵入催化氧化塔总氧化剂量的20~50%。
10.根据权利要求6所述的基于异相催化氧化耦合生化技术的BDO废水处理的方法，其特征在于：中间水池设有在线COD监测仪，在线COD监测仪经中控系统同污水提升泵、气动调节阀I、冲洗泵、稀硫酸计量泵、氧化剂计量泵连锁;中间水池内废水COD高于设计值或低于设计值时的控制方法具体包括如下步骤：
在线COD监测仪监测到中间水池COD较高时，增大氧化剂计量泵频率，增加对催化氧化塔内氧化剂的投加量，最大投加量控制为调节池内废水COD的1.2倍;
当通过上述手段无法提高处理效率时，中控系统采用自动或人工控制：污水提升泵停止，气动调节阀I关闭，排水阀关闭，回流阀打开，冲洗泵启动，中间水池内废水对催化氧化塔进行反冲洗程序;同时增大稀硫酸计量泵和氧化剂计量泵频率，对催化氧化塔内催化剂进行氧化活化;
在线COD监测仪监测到中间水池COD远低于设计值时，减小氧化剂计量泵频率，减少对催化氧化塔内氧化剂的投加量。
说明书
一种高浓有机废水催化氧化工艺控制系统
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种高浓有机废水催化氧化工艺控制系统。
背景技术
我国2017年工业废水排放量约为195.5亿吨，其中化工行业废水排放量约为39.2亿吨，涉及石油化工、合成化工、医药化工、煤化工、纺织印染等行业。工业废水环境危害大、成分复杂，有机污染浓度高、毒性大、生化性差、处置难度大，是污水处理的重中之重。
目前国内外针对高浓有机废水的处置技术有：焚烧法、芬顿氧化、湿法催化氧化、超临界氧化、催化氧化等高级氧化技术，鉴于现有处置技术高昂的投资运行成本、二次污染等客观现状(如焚烧法关于二噁英的控制、芬顿氧化产生大量的化学污泥、湿法催化氧化、超临界氧化高昂的投资运行成本等)。近年来国内外关于高浓、有毒有害有机废水的研究以催化氧化作为预处理，以生化法为深度处理的组合工艺为主要趋势。
现有催化氧化工艺控制自动化程度低，控制手段缺乏，运行过程操作难度大，处理效率较低，对药剂浪费严重，致使运行成本较高。
因此迫切需要研发一种自动控制化程度高，药剂利用率高，药剂投加量少，运行成本低，操作难度小的新型催化氧化工艺及方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高浓有机废水催化氧化工艺控制系统，该高浓有机废水催化氧化工艺控制系统可以很好地解决上述问题。
为达到上述要求，本发明采取的技术方案是：提供一种高浓有机废水催化氧化工艺控制系统，该高浓有机废水催化氧化工艺控制系统包括调节池、污水提升泵、气动调节阀I、风机、催化氧化塔、排空阀、回流阀、冲洗泵、中间水池、排水阀、在线COD监测仪、中控系统、稀硫酸储罐、稀硫酸计量泵、混合阀、多功能在线监测仪I、气动调节阀II、多功能在线监测仪II、气动调节阀III、氧化剂储罐、氧化剂计量泵、在线pH检测仪;废水进水管同调节池连接，调节池同污水提升泵、气动调节阀I、依次连接;催化氧化塔同排水阀、中间水池依次连接，还同回流阀连接;中间水池还同冲洗泵连接;催化氧化塔底部设有排空阀;风机同调节池连接;稀硫酸储罐经稀硫酸计量泵同调节池、混合阀依次连接;氧化剂储罐同氧化剂计量泵、混合阀依次连接;混合阀同气动调节阀II、气动调节阀III连接;气动调节阀II、气动调节阀III同催化氧化塔连接;催化氧化塔设有多功能在线监测仪I、多功能在线监测仪II;调节池内设有在线pH检测;中间水池内设有在线COD监测仪;多功能在线监测仪I同气动调节阀II进行连锁;多功能在线监测仪II同气动调节阀III进行连锁;在线pH检测同稀硫酸计量泵连锁;在线监测仪经中控系统同污水提升泵、气动调节阀I、冲洗泵、稀硫酸计量泵、氧化剂计量泵连锁;
该高浓有机废水催化氧化工艺控制系统具有的优点如下：
1)稀硫酸储罐经稀硫酸计量泵同调节池连接，在线pH检测同稀硫酸计量泵连锁，对调节池内pH进行控制。
2)稀硫酸储罐经稀硫酸计量泵、混合阀、气动调节阀II、气动调节阀III同催化氧化塔连接;多功能在线监测仪I对催化氧化塔顶部pH、催化氧化塔中部pH控制为优化范围内，确保催化氧化反应对废水中污染物的去除效果。
3)中间水池设有在线COD监测仪，在线COD监测仪经中控系统同污水提升泵、气动调节阀I、冲洗泵、稀硫酸计量泵、氧化剂计量泵连锁;中间水池内废水COD高于设计值或低于设计值时的实现自动控制，提高了催化氧化工艺自动控制化程度，氧化剂、稀硫酸利用率高，减少了药剂投加量，降低了运行成本和操作难度。