公布日：2022.07.22
申请日：2022.05.25
分类号：C02F9/04(2006.01)I;B01J23/889(2006.01)I;C02F1/66(2006.01)N;C02F1/76(2006.01)N;C02F1/52(2006.01)N;C02F1/56(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N;
C02F103/28(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种催化氧化混凝沉淀集成化的污水处理工艺，将二氧化氯催化氧化单元和混凝沉淀单元集成在一起，两者集成化具有很好的协同作用，兼具了高级氧化的高效性和混凝沉淀的经济性。混凝沉淀去除大部分有机物，二氧化氯催化氧化强氧化作用进行兜底，实现工业废水各项指标的达标排放。二氧化氯催化氧化塔中所使用的硅藻土基过渡金属催化剂比表面积大，孔隙率高，催化剂在基底上负载均匀，具有很好的催化效果，能使二氧化氯高效的对工业污水中的难降解有机物进行氧化。
权利要求书
1.一种催化氧化混凝沉淀集成化的污水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1：通过二氧化氯发生器制备浓度为0.5％-5％的二氧化氯溶液；S2：将经过生化处理的二沉池污水经过调节池，调节pH在6-7.5；将步骤S1中的二氧化氯溶液按照与经过调节处理的污水中COD质量比1.5-3:1输送到二氧化氯催化氧化塔底部；所述二氧化氯催化氧化塔的中部至少设置有两层硅藻土基过渡金属催化剂层，每层催化剂层厚度为10-30cm，硅藻土粒径为0.2-1mm；所述二氧化氯催化氧化塔底部设置钛板曝气层；反应时间在2-4h；S3：经过催化氧化处理的污水通过管道进入中间水池，再经管道输送到絮凝池；污水pH为5-6，采用加药装置向絮凝池中加入絮凝剂，加药量为0.6-1g/L，对絮凝池进行持续搅拌，使得废水与药剂充分反应，维持水流速为5-15m/h；S4：充分反应后的污水经过管道从上端流入混凝池，向混凝池中加入混凝药剂，污水pH调节至6.5-7.5，并通过搅拌充分混合、接触、反应；S5：充分反应后的污水经过管道从混凝池出来进入沉淀池，由沉淀池底部斜管收集到达污泥浓缩区；上层废水则通过溢流堰溢流进入出水槽实现外排，完成废水催化氧化及混凝沉淀一体化处理过程。
2.根据权利要求1所述的一种催化氧化混凝沉淀集成化的污水处理工艺，其特征在于：所述硅藻土基过渡金属催化剂层中的过渡金属采用离子交换和退火结晶均匀负载在硅藻土上制备。
3.根据权利要求1所述的一种催化氧化混凝沉淀集成化的污水处理工艺，其特征在于：所述硅藻土基过渡金属催化剂层设置两层，分别设置在二氧化氯催化塔的四分之一及四分之三处。
4.根据权利要求1所述的一种催化氧化混凝沉淀集成化的污水处理工艺，其特征在于：所述步骤S2中从二氧化氯催化氧化塔底部流入的污水及二氧化氯吸收液以30-50m/h的流速从催化氧化塔底部向上流动，同时钛板曝气盘在底部进行曝气，曝气速率为4-5m/s。
5.根据权利要求4所述的一种催化氧化混凝沉淀集成化的污水处理工艺，其特征在于：所述二氧化氯催化氧化塔顶部设置有尾气吸收装置。
6.根据权利要求1所述的一种催化氧化混凝沉淀集成化的污水处理工艺，其特征在于：所述S3中的絮凝剂由以下重量份的原料组成：工业水玻璃0.5-2份、铁盐2-7份、铝盐45-65份、氧化剂0.2-1份。
7.根据权利要求6所述的一种催化氧化混凝沉淀集成化的污水处理工艺，其特征在于：所述絮凝池中水样反应温度为20℃-35℃。
8.根据权利要求1所述的一种催化氧化混凝沉淀集成化的污水处理工艺，其特征在于：所述步骤S4中混凝药剂为PAM或碱液与聚丙烯酰胺的混合液；所述聚丙烯酰胺加入量为1-2mg/L。
9.根据权利要求8所述的一种催化氧化混凝沉淀集成化的污水处理工艺，其特征在于：所述步骤S4中混凝药剂投药量占污水总量的0.0001％-0.001％。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种用于工业废水深度处理的二氧化氯催化氧化和混凝沉淀集成一体化装置。既能达到高级氧化对难降解有机物的去除，又能实现混凝沉淀的经济性，有效的将两种工业污水处理方法协同起来。
本发明是通过如下方式实现的：
一种催化氧化混凝沉淀集成化的污水处理工艺，包括以下步骤：
S1：通过二氧化氯发生器制备浓度为0.5％-5％的二氧化氯溶液；
S2：将经过生化处理的二沉池污水经过调节池，调节pH在6-7.5；将步骤S1中的二氧化氯溶液按照与经过调节处理的污水中COD质量比1.5-3:1输送到二氧化氯催化氧化塔底部；所述二氧化氯催化氧化塔的中部至少设置有两层硅藻土基过渡金属催化剂层，每层催化剂层厚度为10-30cm，硅藻土粒径为0.2-1mm；所述二氧化氯催化氧化塔底部设置钛板曝气层；反应时间在2-4h；
S3：经过催化氧化处理的污水通过管道进入中间水池，再经管道输送到絮凝池；污水pH为5-6，采用加药装置向絮凝池中加入絮凝剂，加药量为0.6-1g/L，对絮凝池进行持续搅拌，使得废水与药剂充分反应，维持水流速为5-15m/h；
S4：充分反应后的污水经过管道从上端流入混凝池，向混凝池中加入混凝药剂，污水pH调节至6.5-7.5，并通过搅拌充分混合、接触、反应；
S5：充分反应后的污水经过管道从混凝池出来进入沉淀池，由沉淀池底部斜管收集到达污泥浓缩区；上层废水则通过溢流堰溢流进入出水槽实现外排，完成废水催化氧化及混凝沉淀一体化处理过程。
进一步的，所述硅藻土基过渡金属催化剂层中的过渡金属采用离子交换和退火结晶均匀负载在硅藻土上制备。
进一步的，所述硅藻土基过渡金属催化剂层设置两层，分别设置在二氧化氯催化塔的四分之一及四分之三处。
进一步的，所述步骤S2中从二氧化氯催化氧化塔底部流入的污水及二氧化氯吸收液以30-50m/h的流速从催化氧化塔底部向上流动，同时钛板曝气盘在底部进行曝气，曝气速率为4-5m/s。
进一步的，所述二氧化氯催化氧化塔顶部设置有尾气吸收装置。
进一步的，所述S3中的絮凝剂由以下重量份的原料组成：工业水玻璃0.5-2份、铁盐2-7份、铝盐45-65份、氧化剂0.2-1份。
进一步的，所述絮凝池中水样反应温度为20℃-35℃。
进一步的，所述步骤S4中混凝药剂为PAM或碱液与聚丙烯酰胺的混合液；所述聚丙烯酰胺加入量为1-2mg/L。
进一步的，所述步骤S4中混凝药剂投药量占污水总量的0.0001％-0.001％。
本发明的有益效果在于：
1、本发明将二氧化氯催化氧化单元和混凝沉淀单元集成在一起，两者集成化具有很好的协同作用，兼具了高级氧化的高效性和混凝沉淀的经济性。
2、本发明二氧化氯催化氧化塔中所使用的硅藻土基过渡金属催化剂比表面积大，孔隙率高，催化剂在基底上负载均匀，具有很好的催化效果，能使二氧化氯高效的对工业污水中的难降解有机物进行氧化。
3、本发明所采用的二氧化氯催化氧化绿色高效，且所采用的二氧化氯发生装置和吸收装置避免了二氧化氯气体在制备和储存过程中可能造成的危害。
4、本发明选用多孔硅藻土作为催化剂载体，不仅能提高二氧化氯的催化效果从而提升二氧化氯在废水中催化氧化的处理效率，还能利用其多孔结构吸附水中的难降解有机物，进一步提高处理效率。
5、本发明混凝沉淀单元所用到的絮凝剂的制备方法工艺简单、投药量少、效果好。所需成本较低。各成分之间配置合理，絮凝效率高。对环境污染程度小。本工艺流程采用催化氧化与混凝沉淀联合技术。催化氧化所选用的催化剂是自主设计的硅藻土基过渡金属催化剂，以硅藻土为催化剂载体，硅藻土具有成本低廉、比表面积大、空隙结构稳定、活性位点丰富等优点，过渡金属的负载方法可有效提高过渡金属负载量、且经过二次阳离子交换使得过渡金属原水分布更均匀、结合更稳定。混凝沉淀所选用的药剂为自主设计的药剂配方，配方采用无机高分子铝盐、铁盐混合、引入水玻璃和氧化剂，提升了混凝沉淀对工业废水COD的去除效率。两种技术结合实现工业废水处理的更高效率。
（发明人：邱宇;冯义彪;刘港;林有胜;丁欣玥;郭素铭;于丹青）