高濃度吡啶廢水處理.doc

_1高濃度吡啶廢水處理達(dá)標(biāo)工程工藝流程1.設(shè)計依據(jù)： 國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）； 室外排水設(shè)計規(guī)范（GB5000142006）； 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GBJ1089）； 給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GBJ6984）； 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GBJ6889）； 電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范（GBJ 63-90）； 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GBJ987）； 中華人民共和國工業(yè)企業(yè)廠房標(biāo)準(zhǔn)（GB5096-93）； 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)（GB3096-2003）； 工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)（GB123481990）； 惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB14554-93）； 上海安裝工程概算基價表（2000）2.設(shè)計原則：1、本設(shè)計方案嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)環(huán)境保護(hù)的各項規(guī)定，污水處理后必須確保各項出水水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）中二級標(biāo)準(zhǔn)排放標(biāo)準(zhǔn)要求。2、采用簡單、成熟、穩(wěn)定、實用、經(jīng)濟(jì)合理的處理工藝，保證處理效果，并節(jié)省投資和運行管理費用，確保出水的各項指標(biāo)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。3、設(shè)備選型兼顧通用性和先進(jìn)性，運行穩(wěn)定可靠、效率高、管理方便、維修維護(hù)工作量少、價格適中。4、系統(tǒng)運行靈活、管理方便、維修簡單，盡量考慮操作自動化，工藝控制簡單，操作方便，減少操作勞動強(qiáng)度。5、設(shè)計美觀、布局合理，與廠區(qū)內(nèi)設(shè)施統(tǒng)一協(xié)調(diào)考慮，構(gòu)筑物盡量采用地上式，布置在機(jī)房內(nèi)，方便設(shè)備維修保養(yǎng)。6、廢水處理設(shè)施力求占地面積小，工程投資省，運行費用低，設(shè)置必要的監(jiān)控儀表，提高控制操作的自動化程度。7、設(shè)計時充分考慮廢水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲、異味，以及污泥的處理，避免對環(huán)境造成二次污染。8、建筑設(shè)計在滿足工藝要求的前提下，建筑風(fēng)格及色調(diào)上力求新穎、簡潔、明快，結(jié)合環(huán)境，建設(shè)一座和諧有致、綠色低碳，節(jié)能環(huán)保的廢水處理站。3.設(shè)計內(nèi)容和范圍：設(shè)計內(nèi)容為廢水處理站區(qū)的土建、工藝、電氣、控制系統(tǒng)的設(shè)計以及工程投資估算等。1、污水處理站的總體設(shè)計，包括工藝、土建、電氣設(shè)計等；（處理系統(tǒng)進(jìn)、出水的第一個閥門開始與結(jié)束）。2、廢水處理站的設(shè)計主要分為廢水處理和污泥處理及處置兩大部分。1）污水處理調(diào)查研究水量、水質(zhì)變化情況，結(jié)合污水本身所特有的情況，選擇技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)合理、運行靈活、管理方便、處理效果穩(wěn)定的方案。2）污泥處理與處置廢水處理過程中產(chǎn)生污泥，應(yīng)進(jìn)行后續(xù)穩(wěn)定處理，防止對環(huán)境造成二次污染；并妥善考慮污泥的定期外運，最終委托專業(yè)單位外運處置。4.廢水來源及水質(zhì)特點、水量：某廠主要生產(chǎn)醫(yī)藥中間體，在氟胺氰聚酯生產(chǎn)加工操作過程中產(chǎn)生的廢水和建設(shè)項目運行過程中各個工段、工序的污染物排放特征產(chǎn)生的廢水，含有大量的吡啶和吡啶衍生物，其中主要成分為2-氯-3氨基-4甲基吡啶，色度高。含吡啶廢水導(dǎo)致生化系統(tǒng)無法運行，但采用混凝破氰預(yù)處理+微電解+催化氧化+復(fù)合生化的組合工藝，處理效果良好。吡啶是一種廣泛使用的化工產(chǎn)品，有惡臭，對神經(jīng)有致毒作用，對眼角膜有傷害。吡啶對微生物呈強(qiáng)烈抑制作用，且難于被空氣氧化，因而給地面水的自凈及污水的無害化處理過程造成困難。 吡啶不能被重鉻酸鉀氧化，含吡啶環(huán)的物質(zhì)，用國標(biāo)法中的測法，吡啶測不出COD，只有能夠被重鉻酸鉀氧化的物質(zhì)才能測出COD。 吡啶對生化過程的生物菌有很強(qiáng)的抑制性或毒性，即“殺菌”，造成生化不能進(jìn)行，也即廢水中的吡啶類物質(zhì)“不可生化”，使得污泥死亡，生化癱瘓。因此廢水要先進(jìn)行預(yù)處理，目的是把吡啶分解成小分子物質(zhì)，預(yù)處理的工藝有微電解、濕式氧化等，本解決方案采用多維電催化氧化作為核心工藝進(jìn)行預(yù)處理，再輔以生化法，污染物可以得到有效處理，性價比高。吡啶是重鉻酸難以氧化降解的環(huán)狀類、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的物質(zhì)，經(jīng)多維電催化氧化處理后，環(huán)狀結(jié)構(gòu)已被打開，經(jīng)微電解進(jìn)一步處理后，B/C比提高，使后繼厭氧、好氧生物處理成為可能。本工藝中，二級氧化可成為典型工藝，第一級強(qiáng)力氧化，打開苯環(huán)，處理最難降解的有機(jī)物，第二級內(nèi)電解處理，能耗低，又可進(jìn)一步降解有機(jī)物。 根據(jù)上述資料，綜合排放廢水情況，采用工藝：混凝破氰預(yù)處理+微電解+催化氧化混凝沉淀復(fù)合生物反應(yīng)消毒沉淀。處理效果：COD達(dá)到生化系統(tǒng)進(jìn)水標(biāo)準(zhǔn)；廢水色度降低，B/C比（可生化性）顯著提高生化可行性。 某廠工業(yè)廢水中各類污染物濃度：CODcr15000mg/l， BOD53000mg/l， SS1000mg/lNH3-N1200mg/l， PH=1.5 ， 石油類200mg/ll設(shè)計水量：60立方米/天5.排放標(biāo)準(zhǔn)：國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）中二級標(biāo)準(zhǔn)）處理出水達(dá)到二級排放標(biāo)準(zhǔn)后納管排放，濃度為：CODcr 100mg/l， BOD530mg/l， SS100mg/l，石油類10mg/l， NH3-N10mg/l， PH=696.工藝流程及說明：6.1進(jìn)水水質(zhì)分析 吡啶廢水主要特點：吡啶是重鉻酸鉀難以氧化降解的環(huán)狀類、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的物質(zhì)，經(jīng)微電解+催化氧化處理后，環(huán)狀結(jié)構(gòu)已被打開，經(jīng)微電解進(jìn)一步處理后，B/C比提高，使后繼兼氧、好氧生物處理成為可能。本工藝中，二級催化氧化可成為典型工藝，第一級強(qiáng)力氧化，打開苯環(huán)，處理最難降解的有機(jī)物，第二級內(nèi)電解處理，能耗低，又可進(jìn)一步降解有機(jī)物。 廢水主要來源：根據(jù)業(yè)主提供的有效資料文件； 生活廢水考慮直排，或由工業(yè)廢水的生化系統(tǒng)處理后排放。 經(jīng)催化反應(yīng)后，COD的去除率達(dá)80%，色度的去除率達(dá)90%，達(dá)到了大幅度降低污染物濃度的效果，凈化水質(zhì)，為后續(xù)生化提供幫助。6.2設(shè)計思路（1）根據(jù)吡啶廢水的特點和考慮到在去除水中一般性污染物質(zhì)，確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的同時，兼顧經(jīng)濟(jì)合理和運行管理的科學(xué)性，重點考慮污水的水質(zhì)水量變化大、吡啶類化合物含量高等因素，在處理工藝中考慮物化和生化相結(jié)合處理，生化處理作為處理成本比較低的處理工藝應(yīng)該是較好的選擇，考慮到污水的沖擊負(fù)荷和污水處理的要求比較高，選用工藝應(yīng)選用滿足以上要求的處理工藝。（混凝破氰預(yù)處理+微電解+催化氧化+復(fù)合生化）（2）按照企業(yè)瞬時排放水量穩(wěn)定，色度、CODcr等濃度較高等特點。利用混凝-催化氧化去除高COD。廢水B/C值很低，可生化性很差，可利用生化處理，節(jié)約運行成本。6.3總結(jié)該類廢水僅僅通過加藥物化沉淀、或生化處理工藝，是達(dá)不到建設(shè)方要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，必須把生化處理工藝和物化處理工藝有機(jī)的結(jié)合，并且針對吡啶類物質(zhì)有毒的特點，添加UASB（厭氧生物反應(yīng)）的過程才能達(dá)到處理要求，其中物化中催化氧化是廢水處理的核心，生化處理是水質(zhì)達(dá)標(biāo)的保障。關(guān)鍵是節(jié)省投資，降低運行費用，低碳環(huán)保，綠色無二次污染。污水處理工藝流程見圖3-2-1 工 藝 流 程 簡 圖7 主要工藝說明7.1微電解（必須結(jié)合催化氧化同步可去除COD、氨氮、鹽份）微電解持續(xù)高活鐵床，又名持續(xù)高活性內(nèi)電解床，主要利用了鐵的還原性、鐵的電化學(xué)性、鐵離子的絮凝吸附三者共同作用來凈化廢水。就其處理原理而言，應(yīng)歸類于電解法，因此也稱為鐵炭內(nèi)電解法或鐵炭微電解法，在酸性條件下，鐵與炭之間形成無數(shù)個微電流反應(yīng)器，廢水中的有機(jī)物在微電流的作用下被還原氧化。當(dāng)廢水通過含鐵和炭的填料時，鐵成為陽極，碳成為陰極，并有微電流流動，形成無數(shù)個小電池，產(chǎn)生降解和破壞。其相關(guān)反應(yīng)如下：陽極反應(yīng)：Fe2eFe2+ E0(Fe2+/Fe)=-0.44V陰極反應(yīng)：2H+2eH2 E0 (H2+/H2)=0.00 V當(dāng)有氧氣時：O2+4H+4e2H20 E0(O2)=1.23VO2+4H2O+4e4OH E0(O2/OH)=0.40V上述反應(yīng)在酸性和充氧的情況下被證實了的功能：由于有機(jī)物參與陰極的還原反應(yīng)，使官能團(tuán)發(fā)生了變化，改變了原有機(jī)物的性質(zhì)，降低了色度，改善了B/C值；一些無機(jī)物也參與反應(yīng)生成沉淀得以去除，如：Fe2+ S2-= FeS廢水的膠體粒子和微小分散污染物受電場作用，產(chǎn)生電泳現(xiàn)象，向相反電荷的電極移動，并聚集在電極上使水澄清；陽極新生態(tài)的Fe2經(jīng)石灰中和生成Fe(OH)2、Fe(OH)3有極強(qiáng)的吸附能力，使水得以澄清，鹽份可去除；7.2催化氧化設(shè)備（含催化劑、氧化劑，物化系統(tǒng)核心部件）催化氧化裝置主要結(jié)合鐵碳填料的微電解反應(yīng)產(chǎn)生OH自由基，分解廢水中的有機(jī)物，降低色度。微電解時陽極、陰極在外加催化劑作用下，在廢液中形成羥基效應(yīng)，破壞廢液中分散膠體粒子的穩(wěn)定體系，膠體粒子向相反電荷的電極移動、沉積或吸附在催化劑上，從而去除廢液中懸浮態(tài)和膠體態(tài)污染物質(zhì)。與傳統(tǒng)的氧化還原反應(yīng)方式不同，本設(shè)計中的催化氧化裝置采用稀有金屬燒灼催化劑，同時復(fù)配非金屬催化劑作為水體內(nèi)催化系統(tǒng)，我公司研發(fā)的新型催化氧化填料在傳統(tǒng)填料的基礎(chǔ)上進(jìn)行多方面改進(jìn)。 催化劑產(chǎn)生的氧化自由基在非金屬催化劑作用下持續(xù)對水體進(jìn)行催化氧化，大大提高了催化效率。其鐵碳結(jié)合作用一種是直接氧化，即污染物直接在陽極失去電子而發(fā)生氧化反應(yīng)，另一種是間接氧化，即在H2O2作用下氧化過程中產(chǎn)生的OH、HO自由基等因壽命短，氧化性極強(qiáng)，無選擇地直接與廢水中的有機(jī)污染物反應(yīng)，降解為二氧化碳、水和簡單有機(jī)物。我司的催化氧化技術(shù)具有以上兩者的優(yōu)點結(jié)合，絮凝體大且沉降迅速，沉淀密實，對后續(xù)固液分離處理大大有利，能在較短時間內(nèi)針對高濃度有機(jī)物達(dá)到有效徹底地去除，同時由于對大分子的破壞分解作用提高了水體的可生化性。7.3復(fù)合生化處理（有效馴化缺氧、兼氧、好氧，活性污泥）復(fù)合生化池由池體、填料、支架、曝氣裝置、布水裝置及排泥管道等部件所組成。下部中心進(jìn)水、PPR穿孔管或微孔管布?xì)?，水、氣同向流動。組合生化池構(gòu)造見下圖：生物膜固著在表面粗糙度極大的JR-填料上，其生物固體平均停留時間（污泥齡）較長，一般18小時以上，因此在生物膜上能夠生長世代時間較長、比增殖速度很小的微生物。在 生物膜上還可能大量出現(xiàn)絲狀菌，而且沒有污泥膨脹的可能。生物膜上生長繁育的生物類型廣泛，種屬繁多，食物鏈長且較為復(fù)雜。生物膜上能夠形成穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)與食物鏈，微生物豐富，除細(xì)菌和多種種屬原生動物和后生動物外，還能夠生長氧化能力較強(qiáng)的球衣菌屬的絲狀菌。由于進(jìn)行曝氣，生物膜表面不斷地接受曝氣吹脫，有利于保持生物膜的活性，抑制厭氧膜的增殖，能夠保持較高濃度的活性生物量。對沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，在間歇運行條件下，仍能夠保持良好的處理效果。污泥生成量少，污泥顆粒較大，易于沉淀，不會產(chǎn)生污泥膨脹。操作簡單、運行方便、易于維護(hù)管理，不需污泥回流，不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象，也不產(chǎn)生濾池蠅，污泥產(chǎn)生量少。8、小試試驗方法8.1 預(yù)處理 取800mL廢水進(jìn)行燒杯試驗，投加酸調(diào)節(jié)pH值，然后投加一定量的混凝劑進(jìn)行磁力攪拌，靜沉1h后取上清液進(jìn)行分析。8.2物化處理取上清液，在催化劑催化下，曝氣反應(yīng)，經(jīng)過24小時后，取上清液，待生化處理。 8.2 生化處理 取沉淀后的上清液進(jìn)行水復(fù)合生化試驗。缺氧、好氧反應(yīng)器均采用80mm500mm的有機(jī)玻璃柱(厭氧柱內(nèi)進(jìn)行攪拌，好氧柱內(nèi)掛設(shè)軟性填料)。缺氧、兼氧污泥取自某工業(yè)廢水處理站水解酸化池，好氧污泥取自某城市污水處理廠的二沉池排泥，污泥在馴化一個多月后開始進(jìn)行測試。為了考察廢水中污染物濃度的變化，進(jìn)一步確定該廢水在實際工程應(yīng)用中所需的停留時間，采用間歇運行方式24h后進(jìn)入好氧池(停留時間為24h)。 8.3 后處理 取缺氧24h、好氧12h的生化出水進(jìn)行燒杯混凝沉淀試驗(與預(yù)處理相同)。 8.4 測定方法 COD：快速重鉻酸鉀法；BOD5：標(biāo)準(zhǔn)稀釋法；色度：稀釋倍數(shù)法結(jié)果與分析 .1 預(yù)處理（含破氰過程）因此廢水要先進(jìn)行預(yù)處理，目的是把吡啶分解成小分子物質(zhì)，預(yù)處理的工藝有微電解、濕式氧化等，本解決方案采用混凝破氰預(yù)處理+微電解+催化氧化作為核心工藝進(jìn)行預(yù)處理，再輔以生化法，污染物可以得到有效處理，性價比高。.2 缺氧、兼氧、好氧生化反應(yīng) 吡啶對生化過程的生物菌有很強(qiáng)的抑制性或毒性，即“殺菌”，造成生化不能進(jìn)行，也即廢水中的吡啶類物質(zhì)“不可生化”，使得污泥死亡，生化癱瘓。因此，在物化處理之后，必須添加一個缺氧生化反應(yīng)池，以降低廢水中的吡啶類物質(zhì)，方可進(jìn)入后續(xù)復(fù)合式二段生化系統(tǒng)處理。.3 后處理 吡啶廢水經(jīng)預(yù)處理和生化處理后水質(zhì)得到了明顯改善，但出水仍然不能達(dá)標(biāo)，尤其是色度較大。為此，分別采用臭氧氧化、活性炭吸附和混凝沉淀進(jìn)行后處理試驗來再一次驗證。 以上工藝流程，根據(jù)不同廢水情況，不同分析，做不同設(shè)計要求和提供不同工藝標(biāo)準(zhǔn)。歡迎來電來函咨詢63453870破氰工藝-氯氧化法 硫酸亞鐵破氰效果專利名稱一種高效破氰的催化劑及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及電鍍廢水處理領(lǐng)域，特別是涉及一種高效破氰的催化劑及其制備方法。背景技術(shù)在電鍍過程中產(chǎn)生的廢水對自然環(huán)境會產(chǎn)生極大的危害，其中的含氰廢水是極具毒性的一種工業(yè)廢水，為了使其不會對自然環(huán)境產(chǎn)生危害，對其進(jìn)行處理已經(jīng)成為電鍍廢水處理過程中的一項重要工藝過程。含氰廢水處理的主要技術(shù)之一就是使其氰化物結(jié)構(gòu)破壞，即破氰；目前電鍍含氰廢水的處理方法中，較常用的次氯酸鈉破氰，但該方法加藥量大， 處理會有副產(chǎn)物產(chǎn)生等不足。臭氧氧化無二次污染，不產(chǎn)生污泥和異臭異味，因此臭氧破氰的應(yīng)用存在較大的前景。臭氧破氰的原理為臭氧氧化處理氰化物和硫氰酸鹽的化學(xué)機(jī)理為CNO3 CNOO2 (1)2CN0303+H20 N2 個 +2HC(V+302 (2)2SCN1103+40r 2HC032S03N2 +3H20+1102 (3)但臭氧對鐵、亞鐵氰化物中的氰無氧化能力，只能把Fe (CN) 64_氧化為Fe (CN) 63_，因此當(dāng)廢水中含有Fe (CN) 64_時，臭氧氧化法效果不理想。發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本發(fā)明的目的在提供一種能夠提高氰化物的去除效率，特別是有效去除鐵、亞鐵氰化物中的氰的催化劑及其制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所提出的技術(shù)方案為一種高效破氰的催化劑，其特征在于所述的催化劑為均勻布有鎳離子的X-型分子篩通過高溫閃蒸后所得。本發(fā)明還涉及上述高效破氰的催化劑的制備方法取含鎳離子物質(zhì)按2% -3%濃度配成溶液，將-型分子篩浸泡在此溶液，使鎳離子均勻分布在X-型分子篩表面上，倒出上層溶液，用清水沖洗X-型分子篩數(shù)遍后，烘干，高溫閃蒸后制備而成。進(jìn)一步，所述的X-型分子篩浸泡在溶液中的時間為24-36h。進(jìn)一步，所述的含鎳離子物質(zhì)為硫酸鎳、鹵化鎳等。本發(fā)明的所述的催化劑破氰原理為X-型分子篩本身具有較強(qiáng)的催化作用，一般來說，Al/Si比越高，OH基的比活性越高，X-型分子篩的Si/Al為1-1. 5，相對較低。X-型分子篩在各種不同的酸催化劑中能夠提供很高的活性和不尋常的選擇性，從鎳原子的電子組態(tài)顯示，鎳的d帶中某些能未被充滿，即“d帶空穴”，d帶空穴的存在，使之有從外界接受電子和吸附物種并與之成鍵的能力，但d帶空穴并非越多越好，在金屬及其合金催化劑中， 催化活性對比鎳銅 鎳鐵，其中，銅的d帶空穴為0，鐵的d帶空穴為2. 2，鎳的d帶空穴為0. 6。金屬催化劑在載體表面上均勻分布，充分發(fā)揮其催化效果，對于負(fù)載型的催化劑，理想的情況是活性組分既與載體有較強(qiáng)的相互作用，又不至于滯留金屬的還原，有CO3參與的反應(yīng)，活性得到很大的提高。鎳負(fù)載催化劑急劇閃蒸前顯正常的催化活性，高溫閃蒸后，分子篩載體表面形成高度非平衡的點缺陷濃度，使鎳負(fù)載催化劑顯示出超活性。為此，選擇在臭氧處理含氰廢水裝置中，添加鎳負(fù)載分子篩催化劑，含氰廢水在分子篩催化劑的表面上利用臭氧破氰產(chǎn)生的氧氣進(jìn)行氧化反應(yīng)，于是加快了臭氧破氰正反應(yīng)的速率，另外加上高溫閃蒸后，鎳負(fù)載分子篩催化劑顯示出超活性，亞鐵氰化物被吸附在分子篩上，在其高活性下被氧化，從而提高了氰化物的去除效率。因此，在臭氧破氰中加入鎳負(fù)載分子篩催化劑，不但加快了反應(yīng)速率，且提高了氰化物的去除效率，從而達(dá)到臭氧破氰的高效催化作用。具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實施例1:(以小試為例)取硫酸鎳10g，溶解于500mL水中，稱取500gX_型分子篩于容器中，加入配好的500mL硫酸鎳溶液中，浸泡30h后，倒出溶液，使鎳離子分布于X-型分子篩中，清洗X-型分子篩數(shù)遍，烘干后，高溫閃蒸，得催化劑，用于臭氧破氰。實施例2 :(以小試為例)取硫酸鎳15g，溶解于500mL水中，稱取500gX_型分子篩于容器中，加入配好的500mL硫酸鎳溶液中，浸泡24h后，倒出溶液，使鎳離子分布于X-型分子篩中，清洗X-型分子篩數(shù)遍，烘干后，高溫閃蒸，得催化劑，用于臭氧破氰。實施例3 :(以小試為例)取氯化鎳12g，溶解于500mL水中，稱取500gX_型分子篩于容器中，加入配好的500mL氯化鎳溶液中，浸泡3 !后，倒出溶液，使鎳離子分布于X-型分子篩中，清洗X-型分子篩數(shù)遍，烘干后，高溫閃蒸，得催化劑，用于臭氧破氰。催化劑破氰實施例1在臭氧破氰裝置中，加入制備好的鎳負(fù)載分子篩催化劑500g，加入50L含氰水，調(diào)節(jié)原水PH為9. 0左右，用間歇式處理方式破氰，通入臭氧，對運行時間及運行效果分析處理，并與未加入催化劑臭氧破氰進(jìn)行對比，其中原水條件及臭氧通入量條件相同，實驗結(jié)果