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1、10申请公布号CN102001767A43申请公布日20110406CN102001767ACN102001767A21申请号201010527008522申请日20101026C02F9/0420060171申请人中国矿业大学（北京）地址100083北京市海淀区学院路丁11号中国矿业大学72发明人王建兵蒋雯婷何绪文李亚男许翠华王金龙秦强74专利代理机构北京凯特来知识产权代理有限公司11260代理人郑立明赵镇勇54发明名称焦化废水深度处理系统57摘要本发明公开了一种焦化废水深度处理系统，主要由臭氧发生器、催化臭氧氧化反应器、气液分离装置、缓冲柱、生物活性炭反应器、尾气吸收装置组成，催化臭氧氧化。
2、反应器为三段重复结构，每一段重复结构又分为三小段，由下至上分别为臭氧吸收段、催化剂床层以及催化反应段。利用三段叠加方式强化了臭氧在溶液中传质的问题，提高了臭氧的利用率；通过催化臭氧氧化工艺提高了焦化废水的可生化性，继而提高了后续生物活性炭工艺的处理效率，实现了高效深度处理焦化废水的目的。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图1页CN102001777A1/1页21一种焦化废水深度处理系统，其特征在于包括臭氧发生器、催化臭氧氧化反应器、气液分离装置、缓冲柱、生物活性炭反应器、尾气吸收装置；所述的催化臭氧氧化反应器的底部设有进气口，该进气口与所述。
3、臭氧发生器的出气口相连；所述的催化臭氧氧化反应器的下部侧边设有进水口，该进水口引入焦化废水生化工艺的出水，所述进水口以上为三段重复结构，每一段重复结构分为三小段，所述三小段由下至上分别为臭氧吸收段、催化剂床层及催化反应段，所述催化剂床层的高度从下到上的高度依次减半，从上之下依次是活性炭上载钌颗粒催化剂、蜂窝陶瓷催化剂和羟基氧化铁催化剂，所述臭氧吸收段与催化反应段的高度比为1113；所述的催化臭氧氧化反应器的上部侧边设有出水口，出水依次流经所述气液分离装置进水口和出水口、所述缓冲柱进水口和出水口、所述生物活性炭反应器进水口和出水口，最后从所述生物活性炭反应器出水口流出；所述气液分离装置的尾气经所。
4、述尾气吸收装置排出。2根据权利1所述的焦化废水深度处理系统，其特征在于所述催化臭氧氧化反应器的底部设有布气板，所述布气板上的孔的孔径为3050M，所述催化剂床层底部设有穿孔板，所述穿孔板上的孔的孔径为5070M，废水在所述催化臭氧氧化反应器中的停留时间为1030MIN。3根据权利要求2所述的焦化废水深度处理系统，其特征在于所述缓冲柱的高径比为101301，废水在缓冲柱中的停留时间为1030MIN。4根据权利要求3所述焦化废水深度处理系统，其特征在于所述生物活性炭反应器的高径比为101301，所述生物活性炭反应器的底端设有布气孔，所述布气孔的孔径为1001000M。5根据权利要求4所述焦化废水深。
5、度处理系统，其特征在于废水在所述生物活性炭反应器中的停留时间为1030MIN。权利要求书CN102001767ACN102001777A1/5页3焦化废水深度处理系统技术领域0001本发明涉及一种废水处理技术，具体说是一种焦化废水深度处理系统。背景技术0002焦化废水主要是煤在高温干馏过程中及煤气净化、化学产品精制过程中形成的废水，其成分复杂，含有酚、氨氮、氰、苯、吡啶、吲哚和喹啉等多种高浓度的有毒有害物质，是一种典型的高浓度难降解有毒有害工业废水。它的超标排放对人类、水产、农作物等构成了很大危害，即使作为熄焦用水，也会对熄焦、筛焦系统设施造成腐蚀，影响生产正常进行。如何改善和解决焦化废水对环。
6、境的污染问题，已成为摆在人们面前的一个急需解决的课题。0003然而焦化废水的治理到目前为止仍然是一项世界性的难题，我国焦化废水治理起步晚，技术相对落后，有80的焦化企业存在着氨氮和COD排放不达标的情况。焦化废水治理技术已经成为我国清洁煤转换技术的瓶颈。0004据统计，我国目前有1300多家焦化企业，其焦化废水处理大多是采用蒸氨和酚萃取进行预处理，以不同形式的A/O工艺作为生物处理的主体工艺，其生物处理工艺的泥水回流比在25倍，生物系统水力停留时间HRT普遍大于60H，COD、氨氮、色度3个指标稳定达标排放存在一定的困难。一些研究表明，通过强化硝化/反硝化过程，可以实现氨氮排放达标的目标。然而。
7、在有限的HRT值下，焦化厂二级生化工艺处理后的出水中含有可用COD值表达的难降解有机物的浓度普遍在200300MG/L，在实际工程中表现为出水COD值超标。因此必须采用有效的深度处理工艺降解这些难生物降解的有机物，使得出水COD值能够达标。0005臭氧氧化技术作为一种高级氧化技术，是目前普遍采用的废水深度处理方法，也是氧化有毒有害难降解有机物的有效方法。臭氧能够氧化许多有机物，如链型不饱和化合物、芳香族、染料、腐殖质等，它可以破坏有机污染物的分子结构，使水中部分难以生物降解的大分子有机物氧化为小分子有机物，如芳香族化合物可以被臭氧打开苯环、长链的大分子化合物被氧化成短链的小分子物质或分子的某些。
8、基团被改变，从而使原来不能被生物降解的有机物变为可生物降解的有机物，提高了焦化废水的可生化性。然而单独臭氧氧化对长链脂肪烃、小分子有机酸、酯类、醇类和腐殖质类物质的氧化速率较低，而这些物质也存于焦化废水A/O工艺处理的出水中。为了提高臭氧氧化对有机物的去除效率，一般采用投加催化剂强化臭氧生成羟基自由基来提高臭氧氧化效率，即采用催化臭氧氧化工艺，而其中的非均相催化臭氧工艺是通过投加固体催化剂来提高臭氧氧化效率，是一种更有前途的高级氧化工艺。0006非均相催化臭氧氧化过程是一个气液固三相反应体系，其反应过程涉及到一系列传质、化学反应、吸附和脱附等过程。焦化废水中有机物的臭氧氧化反应大多属于慢速或中。
9、速反应区，传质对有机物的去除效率具有重要的影响，而影响传质最直接的因素是臭氧氧气混合气体的流速和反应器的结构，即反应器构造直接影响着催化臭氧氧化过程中的传质速率和反应速率，并最终决定催化臭氧氧化工艺的效率。目前应用最为广泛的说明书CN102001767ACN102001777A2/5页4气液固三相反应器主要有三相膨胀式反应器、三相旁路内循环反应器、顺流串联式反应器以及气液逆流式反应器等几类。但是以上各类反应器各自都存在着一定的缺陷，如未能很好的解决臭氧在溶液中传质的问题、臭氧的利用率偏低、反应器体积利用并不充分等，这些都将导致有机物的去除率下降。0007因此，现有的催化臭氧氧化工艺由于反应器存。
10、在的一些缺陷无法实现经济高效的深度处理焦化废水。发明内容0008本发明的目的是提供一种臭氧的利用率和有机物的去除率高的焦化废水深度处理系统。0009本发明的目的是通过以下技术方案实现的0010本发明的焦化废水深度处理系统，包括臭氧发生器、催化臭氧氧化反应器、气液分离装置、缓冲柱、生物活性炭反应器、尾气吸收装置；0011所述的催化臭氧氧化反应器的底部设有进气口，该进气口与所述臭氧发生器的出气口相连；0012所述的催化臭氧氧化反应器的下部侧边设有进水口，该进水口引入焦化废水生化工艺的出水，所述进水口以上为三段重复结构，每一段重复结构分为三小段，所述三小段由下至上分别为臭氧吸收段、催化剂床层及催化反。
11、应段，所述催化剂床层的高度从下到上的高度依次减半，从上之下依次是活性炭上载钌颗粒催化剂、蜂窝陶瓷催化剂和羟基氧化铁催化剂，所述臭氧吸收段与催化反应段的高度比为1113；0013所述的催化臭氧氧化反应器的上部侧边设有出水口，出水依次流经所述气液分离装置进水口和出水口、所述缓冲柱进水口和出水口、所述生物活性炭反应器进水口和出水口，最后从所述生物活性炭反应器出水口流出；0014所述气液分离装置的尾气经所述尾气吸收装置排出。0015由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的焦化废水深度处理系统，由于采用催化臭氧氧化生物活性炭工艺，并采用新型的催化臭氧氧化反应器解决臭氧在溶液中传质的问题，提高了臭。
12、氧的利用率和有机物的去除率，减少尾气中的臭氧。附图说明0016图1为本发明实施例提供的新型催化臭氧氧化反应器的结构示意图；0017图中各标号为1臭氧发生装置；2气体流量计；3催化臭氧氧化反应器；4气液分离器；5尾气吸收装置；6缓冲柱；7生物活性炭反应器；8臭氧吸收段；9催化剂层；10催化反应段；11孔径3050M的布气板；12孔径5070M的穿孔板；13孔径1001000M的布气板。具体实施方式0018本发明的焦化废水深度处理系统，其较佳的具体实施方式如图1所示，包括臭氧发生器、催化臭氧氧化反应器、气液分离装置、缓冲柱、生物活性炭反应器、尾气吸收装置；0019所述的催化臭氧氧化反应器的底部设有。
13、进气口，该进气口与所述臭氧发生器的出说明书CN102001767ACN102001777A3/5页5气口相连；0020所述的催化臭氧氧化反应器的下部侧边设有进水口，该进水口引入焦化废水生化工艺的出水，所述进水口以上为三段重复结构，每一段重复结构分为三小段，所述三小段由下至上分别为臭氧吸收段、催化剂床层及催化反应段，所述催化剂床层的高度从下到上的高度依次减半，从上之下依次是活性炭上载钌颗粒催化剂、蜂窝陶瓷催化剂和羟基氧化铁催化剂，所述臭氧吸收段与催化反应段的高度比为1113；0021所述的催化臭氧氧化反应器的上部侧边设有出水口，出水依次流经所述气液分离装置进水口和出水口、所述缓冲柱进水口和出水口。
14、、所述生物活性炭反应器进水口和出水口，最后从所述生物活性炭反应器出水口流出；0022所述气液分离装置的尾气经所述尾气吸收装置排出。0023所述催化臭氧氧化反应器的底部设有布气板，所述布气板上的孔的孔径为3050M，所述催化剂床层底部设有穿孔板，所述穿孔板上的孔的孔径为5070M，废水在所述催化臭氧氧化反应器中的停留时间为1030MIN。0024所述缓冲柱的高径比为101301，废水在缓冲柱中的停留时间为1030MIN。0025所述生物活性炭反应器的高径比为101301，所述生物活性炭反应器的底端设有布气孔，所述布气孔的孔径为1001000M。0026废水在所述生物活性炭反应器中的停留时间为10。
15、30MIN。0027本发明的焦化废水深度处理系统中，焦化废水由进水口进入催化臭氧氧化反应器，与此同时臭氧气体从催化臭氧氧化反应器底部鼓入反应器，经孔径为3050M的布气板布气，臭氧就有充分的时间以微小气泡的形式与溶液接触。此外，催化臭氧氧化反应器的三段式叠加设计使得臭氧可以多次通过溶液吸收段、催化反应段，溢出催化剂床层的未溶解臭氧在催化剂床层上部的溶液段充分溶解，进入下一个催化剂床层发挥催化臭氧氧化的功效，这就很好的解决了臭氧在溶液中传质的问题。焦化废水与臭氧一起自下而上通过反应器臭氧吸收段，液相中的臭氧浓度迅速达到饱和，促进焦化废水中易降解的有机物快速地与溶解性臭氧反应，先尽量提高溶液中容易。
16、与单独臭氧反应的有机物完全转化。当焦化废水经过催化剂层时，在催化剂作用下，废水中难被臭氧直接氧化降解的那部分有机物在催化剂的作用下迅速降解。同时由于反应器从下到上臭氧浓度逐渐减少，催化剂床层高度也逐渐减少，增强了单位催化剂的利用效率。根据有机物的降解过程中中间产物的类型以及催化剂对每类化合物具有最佳活性的特点，从上到下依次选择了活性炭上载钌颗粒催化剂、蜂窝陶瓷催化剂和羟基氧化铁催化剂组合。由于臭氧氧化，焦化废水中可生物降解物质的增多，废水的可生化性大大提高了，接着采用生物活性炭处理工艺对其中的可生化有机物进一步降解，这部分有机物通常是难被臭氧氧化的小分子物质，但是其可生化性较好。总之通过催化臭。
17、氧氧化生物活性炭组合能实现焦化废水深度处理后达标排放的目的。生物活性炭工艺先吸附后降解的独特降解机理使得污染物停留时间要比水力停留时间长，因而处理效果好。此外，微生物活动对活性炭起到了再生作用，能使2024的活性炭得到再生，因此生物活性炭大大延长了活性炭的再生周期，而活性炭也可减轻焦化废水中有害物质对微生物的影响，从而能发挥了微生物的生物降解作用。本发明采用催化臭氧氧化和生物活性炭联用工艺一方面采用投加催化剂强化臭氧生成羟基自由基来提高臭氧说明书CN102001767ACN102001777A4/5页6氧化效率继而提高臭氧氧化对有机物的去除效率，同时提高了焦化废水的可生化性为后续的生物活性炭工。
18、艺提供了良好的条件；另一方面利用生物活性炭工艺能够有效去除废水中氨氮的优势，进一步提高出水水质，实现高效深度处理焦化废水的目的，满足其排放标准。0028为了便于理解，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明0029本实施例提供一种焦化废水深度处理工艺，如图1所示，该工艺主要是由臭氧发生器、催化臭氧氧化反应器、缓冲柱、生物活性炭反应器、气液分离装置、尾气吸收装置组成。其中所述的臭氧发生器、催化臭氧氧化反应器、气液分离装置、缓冲柱、生物活性炭反应器顺次相连，所述的尾气吸收装置与气液分离装置相连。0030所述的催化臭氧氧化反应器为三段重复结构，每一段重复结构又分为三小段，每小段由下至上分别为臭氧。
19、吸收段、催化剂床层以及催化反应段。这样臭氧就可以多次通过溶液吸收段、催化反应段，溢出催化剂床层的未溶解臭氧在催化剂床层上部的溶液段充分溶解，进入下一个催化剂床层发挥催化臭氧氧化的功效。所述的催化剂床层的高度从下到上高度依次减半，从上之下依次是活性炭上载钌颗粒催化剂、蜂窝陶瓷催化剂和羟基氧化铁催化剂，臭氧吸收段与催化反应段高度比为1113。0031所述的催化臭氧氧化反应器底部设有布气板，布气板孔径为3050M，催化剂床层底部设有穿孔板，穿孔板孔径为5070M，缓冲柱的高径比为101301。废水在反应器中的停留时间为1030MIN。0032所述的缓冲柱的高径比为101301，废水在缓冲柱中的停留时。
20、间为1030MIN。0033所述的生物活性炭反应器的高径比为101301，底端设有布气孔，布气孔孔径为1001000M。废水在生物活性炭反应器中的停留时间为1030MIN。催化臭氧氧化处理后提高了焦化废水的可生化性，继而提高了这一阶段生物活性炭处理工艺的处理效率。0034在上述系统的基础上，在催化臭氧氧化反应器之后连接了采用重力分离原理的气液分离装置和尾气收集装置。焦化废水中剩余的臭氧气体朝着水流方向聚集到气液分离器的上部，之后进入尾气吸收装置，废水则由气液分离装置的出水口排出由缓冲柱进水口进入缓冲柱。0035下面结合附图对上述焦化废水深度处理工艺作进一步详细的说明。0036如图1所示，该焦化。
21、废水深度处理工艺主要是由臭氧发生器、催化臭氧氧化反应器、气液分离装置、缓冲柱、生物活性炭反应器、尾气吸收装置组成。0037本发明是这样工作的焦化废水通过进水管进入反应器的臭氧吸收段8，催化反应过程中，由臭氧发生装置1生成的臭氧经过气体流量计2后从反应器底部鼓入反应器。臭氧通过孔径3050M的布气板11，此时气相中的臭氧传质到液相中，然后当臭氧吸收段内的臭氧饱和溶液与气相臭氧一同经过催化剂床层9时，在催化剂作用下，溶液中的有机物被迅速降解，提高了废水的可生化性。催化臭氧氧化反应器的三段式叠加设计使得臭氧可以多次通过溶液吸收段、催化反应段，溢出催化剂床层的未溶解的臭氧在催化剂床层上部的溶液段充分溶。
22、解，进入下一个催化剂床层发挥催化臭氧氧化的功效，很好的解决了臭氧在溶液中传质的问题。同时根据臭氧浓度的不断减少，将催化剂床层高度依次减小，提高催化剂利用率。反应器里面从上之下依次放置活性炭上载钌颗粒催化剂、蜂窝陶瓷催化剂说明书CN102001767ACN102001777A5/5页7和羟基氧化铁催化剂，能够使随着反应阶段产生的中间产物，在相应的最佳催化剂的催化氧化作用下被降解。此后，废水进入采用重力分离原理的气液分离器4。废水中剩余的臭氧气体朝着水流方向聚集到气液分离器的上部，之后进入尾气吸收装置5，多余的臭氧就被吸收；废水由于重力原因由下端出水口进入缓冲柱6，缓冲后的水流同样由下端进水口进入生物活性炭反应器7，前置的催化臭氧氧化处理工艺提高了该焦化废水的可生化性，继而提高了这一阶段生物活性炭处理工艺的处理效率。焦化废水经过一系列的吸附降解过程由生物活性炭反应器上端出水口排出。0038以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。说明书CN102001767ACN102001777A1/1页8图1说明书附图CN102001767A。