三相催化氧化深度处理化工废水方法
摘要
本发明涉及一种SKL三相催化氧化-BAF深度处理化工废水的方法。本发明为进水至SKL三相催化氧化反应器反应，再进入调节稳定池，再进入曝气生物滤池，最后出水;将经“物化+生化”二级处理后的化工废水，由泵提升进入SKL三相催化氧化反应器，废水经磁化预处理后，与固相催化剂SKL-A和氧化剂发生催化氧化反应，反应过程辅以超声作用，对化工废水中难降解污染物断链开环，进一步调节水量完善反应，进入曝气生物滤池进行生化处理。本发明克服了过去方法存在的处理负荷有限、运行费高、投资大、工程经验少的困难等缺陷。本发明通过磁化预处理，使化学反应的速度和反应程度显著增高，减少了固相催化剂的损耗和氧化剂的使用量，运行成本显著降低。
摘要附图
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权利要求书
1.一种SKL三相催化氧化-BAF深度处理化工废水的方法，其特征在于进水至SKL三相催化氧化反应器反应，再进入调节稳定池，从调节稳定池出来进入曝气生物滤池，最后出水;
包括以下3个工艺单元：
(1)将经“物化+生化”二级处理后的化工废水，由泵提升进入SKL三相催化氧化反应器，废水经磁化预处理后，与固相催化剂SKL-A和氧化剂发生催化氧化反应，反应过程辅以超声作用，对化工废水中难降解污染物断链开环;
(2)步骤(1)的出水进入调节稳定池，进一步调节水量完善反应;
(3)步骤(2)的出水进入曝气生物滤池进行生化处理。
2.根据权利要求1所述的一种SKL三相催化氧化-BAF深度处理化工废水的方法，其特征在于所述SKL-三相催化氧化反应器是由SKL-反应器I型连通SKL-反应器II型组成;所述SKL-反应器I型进水口设在底部，出水口设在顶部，底部设置布水器，下半部内置永磁材料，上半部内置固相催化剂SKL-A和超声波换能器I型;所述SKL-反应器II型底部设置布水器，布水器上面安置磁环，SKL-反应器II型上半部内置超声波换能器II型。
3.根据权利要求2所述的一种SKL三相催化氧化-BAF深度处理化工废水的方法，其特征在于所述SKL-反应器I型下半部内置永磁材料为稀土永磁材料钕铁硼Nd2Fe14B，其剩磁为1.12-1.37T，矫顽力836-915kA/m，最大磁能积239-358kJ/m3，工作温度≤80℃。
4.根据权利要求2所述的一种SKL三相催化氧化-BAF深度处理化工废水的方法，其特征在于所述SKL-反应器I型上半部内置超声波换能器I型，对应的超声波发生器I型为外置，所发出的频率f为35-50kHz;SKL-反应器II型上半部内置超声波换能器II型，对应的超声波发生器II型为外置，所发出的频率f为25-35kHz。
5.根据权利要求2所述的一种SKL三相催化氧化-BAF深度处理化工废水的方法，其特征在于所述SKL-反应器II型底部设置的布水器上面安置的磁环为T650-2，电感系数58.0L/N2，相对磁导率10μ0，涂层为环氧树脂。
6.根据权利要求2所述的一种SKL三相催化氧化-BAF深度处理化工废水的方法，其特征在于废水经提升泵，从SKL-反应器I型底部经布水器均匀进水;首先经磁化预处理，SKL-反应器I型下半部内置永磁材料，磁化时间5-10min，永磁材料采用稀土永磁材料钕铁硼Nd2Fe14B，其剩磁为1.12-1.37T，矫顽力836-915kA/m，最大磁能积239-358kJ/m3，工作温度≤80℃。
7.根据权利要求2所述的一种SKL三相催化氧化-BAF深度处理化工废水的方法，其特征在于磁化预处理后废水进入SKL-反应器I型上半部，上半部内置固相催化剂SKL-A和超声波换能器I型，反应时间5-10min，超声波发生器I型外置，其所发出的频率f为35-50kHz。固相催化剂SKL-A装填密度为50kg/m3。
8.根据权利要求2所述的一种SKL三相催化氧化-BAF深度处理化工废水的方法，其特征在于SKL-反应器I型出水和氧化剂均匀混合后经管道进入SKL-反应器II型。在SKL-反应器I型出水口管道上加入氧化剂，氧化剂储槽、加药泵外置。
9.根据权利要求2所述的一种SKL三相催化氧化-BAF深度处理化工废水的方法，其特征在于废水进入SKL-反应器II型完善催化氧化反应，降解污染物，SKL-反应器II型反应时间7-15min。SKL-反应器II型底部设置布水器，布水器上面安置磁环，磁环采用进口磁环T650-2，电感系数58.0L/N2，相对磁导率10μ0，涂层为环氧树脂，数量30-45个。SKL-反应器II型上半部内置超声波换能器II型，超声波发生器II型外置，其所发出的频率f为25-35kHz。
10.根据权利要求2或8所述的一种SKL三相催化氧化-BAF深度处理化工废水的方法，其特征在于氧化剂优选双氧水，浓度30%，投加量在300-500ppm之间;所述调节稳定池反应时间根据处理废水性质和氧化剂的投加量而定。一般反应时间在0.5-1.5h之间，其中，含农药类的化工废水调节稳定池反应时间优选1.5h;所述曝气生物滤池可选用一级或多级，每级水力停留时间在2-8h，曝气量以满足水中溶氧量含量不低于3mg/L为宜。
说明书
一种SKL三相催化氧化-BAF深度处理化工废水的方法
技术领域
本发明涉及深度水处理领域，特别涉及一种SKL三相催化氧化-BAF深度处理化工废水的方法。
背景技术
在本发明作出之前，对于化工废水在进行厌氧-好氧生物处理的基础上再进行深度处理的方法主要包括：Fenton氧化法、臭氧氧化法、超临界水氧化法、催化湿式氧化法与电化学氧化法等。这些新技术由于存在处理负荷有限、运行费高、投资大、工程经验少的困难，无法大规模的工程应用。
另外，化工废水中可能含有一定量的吡啶、DMF(N-N-二甲基甲酰胺)等杂环含氮类物质，吡啶为医药中间体，化学性质很稳定，重铬酸钾都难以氧化;DMF为农药中间体，有机溶剂，化学性质稳定。采用高电位的催化氧化技术(SKL三相催化氧化技术)，可以将吡啶、DMF等含氮杂环类物质开环断链转化为氨氮，导致化工废水深度处理后出水氨氮升高，总氮保持不变。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述缺陷，研制一种SKL三相催化氧化-BAF深度处理化工废水的方法。
本发明的技术方案是：
一种SKL三相催化氧化-BAF深度处理化工废水的方法，其特征在于进水至SKL三相催化氧化反应器反应，再进入调节稳定池，从调节稳定池出来进入曝气生物滤池，最后出水;
包括以下3个工艺单元：
(1)将经“物化+生化”二级处理后的化工废水，由泵提升进入SKL三相催化氧化反应器，废水经磁化预处理后，与固相催化剂SKL-A和氧化剂发生催化氧化反应，反应过程辅以超声作用，对化工废水中难降解污染物断链开环;
(2)步骤(1)的出水进入调节稳定池，进一步调节水量完善反应;
(3)步骤(2)的出水进入曝气生物滤池进行生化处理。
所述SKL-三相催化氧化反应器是由SKL-反应器I型连通SKL-反应器II型组成;所述SKL-反应器I型进水口设在底部，出水口设在顶部，底部设置布水器，下半部内置永磁材料，上半部内置固相催化剂SKL-A和超声波换能器I型;所述SKL-反应器II型底部设置布水器，布水器上面安置磁环，SKL-反应器II型上半部内置超声波换能器II型。
所述SKL-反应器I型下半部内置永磁材料为稀土永磁材料钕铁硼Nd2Fe14B，其剩磁为1.12-1.37T，矫顽力836-915kA/m，最大磁能积239-358kJ/m3，工作温度≤80℃。
所述SKL-反应器I型上半部内置超声波换能器I型，对应的超声波发生器I型为外置，所发出的频率f为35-50kHz;SKL-反应器II型上半部内置超声波换能器II型，对应的超声波发生器II型为外置，所发出的频率f为25-35kHz。
所述SKL-反应器II型底部设置的布水器上面安置的磁环为T650-2，电感系数58.0L/N2，相对磁导率10μ0，涂层为环氧树脂。
所述废水经提升泵，从SKL-反应器I型底部经布水器均匀进水;首先经磁化预处理，SKL-反应器I型下半部内置永磁材料，磁化时间5-10min，永磁材料采用稀土永磁材料钕铁硼Nd2Fe14B，其剩磁为1.12-1.37T，矫顽力836-915kA/m，最大磁能积239-358kJ/m3，工作温度≤80℃。
所述磁化预处理后废水进入SKL-反应器I型上半部，上半部内置固相催化剂SKL-A和超声波换能器I型，反应时间5-10min，超声波发生器I型外置，其所发出的频率f为35-50kHz。固相催化剂SKL-A装填密度为50kg/m3。
所述SKL-反应器I型出水和氧化剂均匀混合后经管道进入SKL-反应器II型。在SKL-反应器I型出水口管道上加入氧化剂，氧化剂储槽、加药泵外置。
所述废水进入SKL-反应器II型完善催化氧化反应，降解污染物，SKL-反应器II型反应时间7-15min。SKL-反应器II型底部设置布水器，布水器上面安置磁环，磁环采用进口磁环T650-2，电感系数58.0L/N2，相对磁导率10μ0，涂层为环氧树脂，数量30-45个。SKL-反应器II型上半部内置超声波换能器II型，超声波发生器II型外置，其所发出的频率f为25-35kHz。
所述氧化剂优选双氧水，浓度30%，投加量在300-500ppm之间;所述调节稳定池反应时间根据处理废水性质和氧化剂的投加量而定。一般反应时间在0.5-1.5h之间，其中，含农药类的化工废水调节稳定池反应时间优选1.5h;所述曝气生物滤池可选用一级或多级，每级水力停留时间在2-8h，曝气量以满足水中溶氧量含量不低于3mg/L为宜。
本发明与现有技术相比具有如下特点和优势：
1.本发明所采用的SKL三相催化氧化工艺为成熟、先进、已实现大规模应用的催化氧化技术，具有较强的可行性。
2.SKL三相催化氧化技术解决了传统高级氧化技术的缺陷。
3.通过磁化预处理，减少了极性有机物活性点与药剂分子的碰撞屏障，从而使化学反应的速度和反应程度显著增高，减少了固相催化剂的损耗和氧化剂的使用量，运行成本显著降低。
4.采用超声技术避免了长期运行后固相催化剂被废水中悬浮物包裹、堵塞，确保催化剂SKL-A的活性。同时超声技术使废水中难降解污染物分子结构发生改变，加速催化氧化反应，从而加速污染物质的水解、分解和聚合过程，大大提高了催化氧化反应速率。
5.优选固相催化剂SKL-A代替传统亚铁催化氧化，比表面积大，催化活性点多，催化活性提高，氧化反应速率和氧化能力提高。针对化工废水，催化剂SKL-A更为高效、光谱，使用时浸出少，可连续重复使用，产泥量少。
6.SKL三相催化氧化反应器处理效果好、运行成本低、能耗低、操作简单。已实现大规模应用，处理规模2万-30万吨/日。
7.工艺操作简单，运行管理方便。不需要设置单独的沉淀系统，可直接联合BAF，去除少量的悬浮固体。
8.达到深度脱氮、降COD的效果。农药、染料类化工废水一般含吡啶、DMF(N-N-二甲基甲酰胺)等杂环含氮类物质，属于有机溶剂，化学性质稳定，难以氧化。SKL三相催化氧化技术具有非常高的电位，可以将吡啶、DMF等含氮杂环类物质开环断链转化为氨氮。联合BAF工艺，可达到深度降解污染物和脱氮的目的。
9.该发明工艺深度处理后的化工废水可直排，生态性良好，社会环境效益好。
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