《二级生化出水的处理装置及方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《二级生化出水的处理装置及方法.pdf（9页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202310701925.8(22)申请日 2023.06.14(71)申请人 江南大学地址 214200 江苏省无锡市宜兴市新庄街道太湖大道江南大学东氿校区(72)发明人 谢利娟张加洋任思涵邓芸施万胜阮文权(74)专利代理机构 哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司 23211专利代理师 仇钰莹(51)Int.Cl.C02F 1/72(2023.01)C02F 1/66(2023.01)C02F 7/00(2006.01)C02F 101/30(2006.01)(54)发明名称一种二级生化出水的处。
2、理装置及方法(57)摘要本发明涉及一种二级生化出水的处理装置及方法，涉及废水处理工艺技术领域。本发明的装置，包括反应器、由管路连接所述反应器底部的第一泵体、连接所述反应器外壁的第二泵体和第三泵体以及第四泵体；所述反应器内部由底部至顶部依次设置环流区、过渡区和分离区，所述环流区为柱形空间且设置有两个平行于所述反应器内壁的导流板；本发明还提供一种应用上述装置进行二级生化出水的方法。本发明将气泡分离技术耦合到多相芬顿高级氧化技术中，并通过同一个装置来完成整个工艺流程，不仅能够预先为芬顿反应去除悬浮物、有机胶体和疏水性大分子有机物，为芬顿反应减轻有机负荷，同时也避免了有机物对催化剂活性的影响，提高了芬。
3、顿反应的效率，降低成本。权利要求书2页 说明书4页 附图2页CN 116605976 A2023.08.18CN 116605976 A1.一种二级生化出水的处理装置，其特征在于，包括反应器、由管路连接所述反应器底部的第一泵体、连接所述反应器外壁的第二泵体和第三泵体以及第四泵体，所述第一泵体用于向所述反应器泵入气体，所述第二泵体用于向所述反应器泵入氧化剂，所述第三泵体用于向所述反应器泵入表面活性剂，所述第四泵体用于向所述反应器泵入二级生化处理后的废水；所述反应器内部由底部至顶部依次设置环流区、过渡区和分离区，所述反应器不封顶；所述环流区为柱形空间且设置有两个平行于所述反应器内壁的导流板，两个所。
4、述导流板连接所述反应器内壁，两个所述导流板之间的区域位于所述第一泵体与所述反应器连接处的正上方；所述分离区为横截面大于所述环流区的柱形空间；所述过渡区为圆台形或梯台形空间，连接在所述环流区和所述分离区之间；所述反应器外壁还设有处在不同高度的多个取样口。2.一种应用权利要求1所述的装置进行二级生化出水的处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤一：气泡分离阶段：由所述第四泵体向所述反应器泵入二级生化处理后的废水直至液面到达分离区，关闭第四泵体；随后打开所述第三泵体向所述反应器泵入适量表面活性剂，同时打开所述第一泵体向所述反应器曝气并产生气泡，关闭第三泵体，停止加入表面活性剂；所述气泡会在环。
5、流区吸附废水中的悬浮物、有机胶体和疏水性大分子有机物并通过过渡区上升到所述分离区的最高液面形成稳定的泡沫层，不断刮除泡沫层直至最高液面不出现泡沫层；步骤二：多相芬顿反应阶段：打开所述第二泵体向反应器内的废水中加入氧化剂，同时由所述反应器顶部加入催化剂；由于两个所述导流板之间的区域位于所述第一泵体与所述反应器连接处的正上方且产生了大量气泡，而两个所述导流板与所述反应器内壁之间的气泡较少，因此两个所述导流板之间相较于两个所述导流板与所述反应器内壁之间的液体密度更小，从而形成液体由两个导流板之间的区域到导流板与内壁之间的区域流动，形成液体绕两个导流板做内循环运动的现象，使得环流区的废水充分反应；步骤。
6、二中能够通过取样口取样检测水质；步骤三：待处理达标后将处理后的水通过出水口排出。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤二中，由所述反应器顶部加入催化剂后，加入pH调节剂以调节反应器内的pH值为28，随后打开取样口取样检测pH值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤二中，打开多个所述取样口取样以检测不同区域的COD。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤二中，环流区废水充分反应的时间为0.52h，每0.5h检测一次COD。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述表面活性剂为离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂中的一种或多。
7、种，浓度为1040mg/L，空气流速为100L/min，在所述步骤一中不需要调节反应器内pH值。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的催化剂为金属氧化物，所述催化剂的添加量为0.53g/L。权利要求书1/2 页2CN 116605976 A28.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述催化剂为CuMn尖晶石催化剂，添加量为1g/L。9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述氧化剂为过硫酸盐，所述氧化剂的添加量为50200mg/L。10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述表面活性剂为CTAB。权利要求书2/2 页3CN 116605976 A3一种二级生化出水的处理装置及。
8、方法技术领域0001本发明涉及一种二级生化出水的处理装置及方法，涉及废水处理工艺技术领域。背景技术0002随着工业的发展，废水的种类越来越多，也出现大量成分复杂，处理难度大的工业废水。在实际处理过程中，传统的生化处理已经很难满足水污染治理和废水回用的需求。0003污水一级处理是指污水物理处理，是污水处理级别中的第一级，又称污水的预处理。通过简单的沉淀、格栅过滤或适当的曝气，以去除部分悬浮物，减轻后续处理负荷。0004污水二级处理是指在一级处理的基础上，利用生物化学作用，对污水进行进一步的处理，除去水中胶体和溶解性有机物的净化过程。0005但工业废水往往具有成分复杂、含盐量高、毒性大以及难降解成。
9、分多的特点，该类废水经过常规的一、二级处理后往往难以达到理想效果，需要进一步处理。目前，对于二级生化出水的处理主要有膜分离法、混凝沉淀法、活性炭吸附以及高级氧化法等。其中，高级氧化中的多相芬顿因其反应速度快、适用范围广和去除能力强，得到了广泛关注。0006但其也存在药剂消耗大、处理成本高等问题，不仅需要花费大量时间和经济来处理污水，还很难避免反应过程中废水中的悬浮物、有机胶体和疏水性大分子有机物吸附在催化剂表面影响催化效率，给处理工艺带来不便，也大大降低了处理效果和效率。0007然而，目前市面上还未见能够兼具优化多相芬顿高级氧化技术的处理效率和防止废水影响催化剂活性的方法和设备。发明内容000。
10、8为了解决上述问题，本发明首先提供一种二级生化出水处理的装置，包括反应器、由管路于所述反应器底部连接的第一泵体、与所述反应器外壁连接的第二泵体和第三泵体以及第四泵体，所述第一泵体用于向所述反应器泵入气体，所述第二泵体用于向所述反应器泵入氧化液，所述第三泵体用于向所述反应器泵入表面活性剂，所述第四泵体用于向所述反应器泵入二级生化处理后的废水；0009所述反应器内部由底部至顶部依次设置环流区、过渡区和分离区，所述反应器不封顶；0010所述环流区为柱形空间且设置有两个平行于所述反应器内壁的导流板，两个所述导流板连接所述反应器内壁且与所述反应器内壁之间留有空间，两个所述导流板之间的区域位于所述第一泵体。
11、与所述反应器连接处的正上方；0011所述分离区为横截面大于所述环流区的柱形空间；0012所述过渡区为圆台形或梯台形空间，设置在所述环流区和所述分离区之间；0013所述反应器外壁还设有处在不同高度的多个取样口。0014其次，本发明还提供一种应用上述装置进行二级生化出水的处理方法，所述方法包括如下步骤：说明书1/4 页4CN 116605976 A40015步骤一：气泡分离阶段：由所述第四泵体向所述反应器泵入二级生化处理后的废水直至液面到达分离区，打开所述第三泵体向所述反应器泵入适量表面活性剂后关闭第三泵体，充分混合后关闭第三泵体。打开所述第一泵体向所述反应器曝气并产生气泡，所述气泡会在环流区吸附。
12、废水中的悬浮物、有机胶体和疏水性大分子有机物并通过过渡区上升到所述分离区的最高液面形成稳定的泡沫层，不断刮除泡沫层直至液面不出现稳定的泡沫层，关闭第一泵体；0016步骤二：多相芬顿反应：由所述反应器顶部加入催化剂并调节废水pH，打开所述第二泵体向反应器内的废水中加入氧化液；由于曝气孔位于两个所述导流板之间的区域，因此曝气产生的气泡集中于所述两块导流板之间，而两个所述导流板与所述反应器内壁之间的气泡较少，因此两个所述导流板之间相较于两个所述导流板与所述反应器内壁之间的液体密度更小，从而形成液体由两个导流板之间的区域到导流板与内壁之间的区域流动，形成液体绕两个导流板做内循环运动的现象，使得环流区的。
13、废水充分反应；0017在此过程中，反应器下方动能大，越往上，动能呈现衰减趋势，所以在反应器上方的气液对催化剂颗粒的携带能力减弱，大多数催化剂颗粒跟随液相重新沉降到环流区底部再次参与循环运动。0018在本发明的一种实施方式中，所述步骤二中，由所述反应器顶部加入催化剂后，加入pH调节剂以调节反应器内的pH值为28，随后打开取样口取样检测pH值。0019在本发明的一种实施方式中，所述步骤二中，打开多个所述取样口取样以检测不同区域的COD。0020优选的，环流区废水充分反应的时间为0.52h，每0.5h检测一次COD。0021在本发明的一种实施方式中，所述表面活性剂为离子型表面活性剂、非离子型表面活性。
14、剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂中的一种或多种，浓度为1040mg/L，空气流速为100L/min，在所述步骤一中不需要调节反应器内pH值。0022在本发明的一种实施方式中，所述的催化剂为金属氧化物，所述催化剂的添加量为0.53g/L；优选的，所述催化剂为CuMn尖晶石催化剂，添加量为1g/L。0023在本发明的一种实施方式中，所述氧化剂为过硫酸盐，所述氧化剂的添加量为50200mg/L。0024在本发明的一种实施方式中，所述表面活性剂为CTAB。0025需说明的是，本发明以反应器与第一泵体连接处为反应器的“底部”，以分离区所在区域为反应器的“顶部”，所述“底部”朝向所述“顶部”的方向为“正。
15、上方”，与所述反应器“内壁”和“外壁”的平行方向为竖直方向。0026本发明的有益效果：00271、本发明将气泡分离技术耦合到多相芬顿高级氧化技术中，并通过同一个装置来完成整个工艺流程，不仅能够预先为芬顿反应去除悬浮物、有机胶体和疏水性大分子有机物，为芬顿反应减轻有机负荷，同时也避免了有机物对催化剂活性的影响，提高了芬顿反应的效率，降低成本。00282、本发明所用的装置结构紧凑，能够先后完成气泡分离和芬顿反应两项技术，操作便捷，减少了繁琐的工艺流程，应用前景广泛。00293、本发明在多相芬顿反应过程中通过曝气流化的形式，提升了溶液中溶解氧浓说明书2/4 页5CN 116605976 A5度，加强。
16、多相芬顿反应中单线态氧的产生，进一步提高氧化效率。00304、本发明设置有多个不同高度的取样口，可以在处理过程中及时了解各个区域的反应环境和反应情况。00315、本发明相较于单独的多项芬顿反应，能够达到更高的COD去除率，同时大大减轻多相芬顿的负担，减少反应时间。附图说明0032图1为本发明一种实施方式中整体装置的结构示意图。0033图2为本发明一种实施方式中相较于单独的多项芬顿反应在COD去除率上的数据对比图。0034图3为本发明一种实施方式中相较于单独的多项芬顿反应在COD去除率达到55时工艺耗时的数据对比图。0035图中，1：第一泵体，2：第二泵体，3：第三泵体，4：第四泵体，5：曝气多。
17、孔板，6：导流板，7：取样口，8：出水及排污口，9：反应器，具体实施方式0036实施例10037如图1所示，本发明提供一种二级生化出水的处理装置，包括反应器9、由管路连接所述反应器9底部的第一泵体1、由底部到顶部依次连接所述反应器9外壁的第二泵体2和第三泵体3以及第四泵体4，所述第一泵体1与所述反应器9连接处为曝气多孔板5。0038所述反应器9内部由底部至顶部依次设置环流区、过渡区和分离区，所述反应器9不封顶。0039所述环流区为柱形空间且设置有两个平行于所述反应器9内壁的导流板，两个所述导流板6之间的区域位于所述曝气多孔板5的正上方。0040所述分离区为横截面大于所述环流区的柱形空间，所述过。
18、渡区为圆台形或梯台形空间，连接在所述环流区和所述分离区之间。0041所述反应器9外壁还设有处在不同高度的四个取样口4，底部有出水排污口8。0042实施例20043应用实施例1的装置进行螺旋霉素制药废水二级生化出水的处理方法，具体步骤如下：0044步骤一：气泡分离阶段：由所述第四泵体4向所述反应器9泵入二级生化处理后的螺旋霉素制药废水直至液面到达所述分离区的溢水槽的高度，关闭第四泵体。随后打开所述第三泵体向所述反应器9中泵入CTAB，添加量为20mg/L，关闭第三泵体。待充分混合后，打开第一泵体1向所述反应器9曝气并产生气泡；所述气泡会在环流区吸附废水中的悬浮物、有机胶体和疏水性大分子有机物并通。
19、过过渡区上升到所述分离区的最高液面形成稳定的泡沫层，不断刮除泡沫层直至最高液面不出现泡沫层；步骤一中不需要调节pH值，直到不出现泡沫层即可开始步骤二。0045步骤二：进行多相芬顿反应：从所述反应器9的顶部加入CuMn尖晶石催化剂，添加量为1g/L，打开所述第二泵体2向反应器内的废水加入氧化剂过二硫酸钠(PDS)，添加量为说明书3/4 页6CN 116605976 A6100mg/L，加入pH调节剂调节pH值直至取样口4取样的pH值为4.5；0046由于两个所述导流板6之间的区域位于所述曝气多孔板5的正上方，而两个所述导流板2与所述反应器9内壁之间的气泡较少，因此两个所述导流板2之间相较于两个所。
20、述导流板2与所述反应器9内壁之间的液体密度更小，从而形成液体绕两个导流板2做内循环运动，使得环流区的废水充分反应；0047整个步骤二过程持续2h，期间每0.5h通过四个取样口4进行取样检测COD。0048步骤三：待处理达标后将处理后的水通过出水口排出。0049也可以继续由所述第一泵体1曝气，环流区的气泡与反应后的液体、催化剂颗粒结合形成气、液、固的三相混合体，所述三相混合体在曝气的作用下上升到过渡区，由于运动速度降低，对催化剂颗粒的携带能力减弱，大多数催化剂颗粒重新沉降到环流区再次参与循环反应，少部分催化剂颗粒随三相混合体继续上升至分离区；待所述三相混合体上升到分离区的最高液面时，气泡由于排液。
21、而破碎并直接由反应器顶部排出；废水和催化剂在反应器9内做循环运动。0050整个过程结束后，对收集装置中水的COD再次进行检测。0051对比例10052提供相同反应条件的单独的多相芬顿反应的实验结果与实施例2进行对比：0053在本对比例中未做气泡分离的预先处理，加入和实施例2相同剂量的CuMn尖晶石催化剂、氧化剂过二硫酸钠(PDS)到反应器9中，处理的是相同条件的螺旋霉素制药废水的二级生化出水，最后对处理后的水进行检测。0054经数据对比后，如图2所示，实施例2与本对比例相比，COD去除率提升了25.2；若以55的COD去除率作为水质达标的标准，如图3所示，实施例2达到55的COD去除率仅用了30min，而对比例中单独的多项芬顿反应则需要80min。0055可见，本发明的耦合工艺不仅降低了处理成本，也提高了COD去除率。0056虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。说明书4/4 页7CN 116605976 A7图1说明书附图1/2 页8CN 116605976 A8图2图3说明书附图2/2 页9CN 116605976 A9。