[發明專利]一種復合催化氧化?膜分離廢水處理集成方法及裝置

在審

• 申請號: 201611124332.6
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106698770A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 李海濤;劉杰;孔祥西;鄒結富;邱明建
• 申請（專利權）人: 中節能工程技術研究院有限公司
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08;C02F9/14
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 王文君

技術領域

本發明屬于廢水處理領域，具體涉及一種難降解廢水的處理方法及處理裝置。

背景技術

隨著近代工業，尤其是煤化工、石油化工、精細化工、紡織印染、醫藥農藥、制漿造紙等產業的迅速發展，各種難降解有機廢水日益增多，這些廢水普遍具有污染物濃度高、毒性大、可生化性差的特點，嚴重污染水體環境、危害人體健康。這類工業廢水經過常規的物化、生化二級處理后，廢水中仍含大量有毒、生物難降解有機污染物，需要進一步深度處理才能達標排放標準或回用要求。因此，開發工業廢水深度處理技術對節水減排和環境保護意義重大。

針對這類難降解廢水，國內外現有的處理技術包括強化生物降解、混凝、吸附、膜分離以及高級氧化技術等。生物法處理速度慢，需要較大處理空間，且對入水要求高，出水不夠穩定，且對于一些難降解有機物去除效率低；混凝法對親水性污染物和小分子有機物去除效率低；吸附法對污染物有一定的選擇性，且需要吸附劑再生，存在二次污染問題；膜技術能夠有效去除水中大部分污染物，但是濃水處理問題和膜污染問題制約該技術在廢水處理方面的應用。

高級氧化技術利用產生的氧化能力很強的羥基自由基氧化水中污染物，使其經過一系列中間過程，最終生成CO2和其它無機離子。高級氧化技術包括臭氧催化氧化、光催化氧化、Fenton氧化、電化學氧化、超聲空化、微波催化氧化以及超臨界氧化等。為解決單一高級氧化技術在技術和經濟性方面的局限性，復合氧化技術作為一種有效的廢水深度處理技術正受到越來越多的關注，尤其在生物難降解有毒、有害有機污染物處理領域，在合理的投資和運行成本情況下，可有效保障出水達標，逐漸成為高級氧化技術的一種新趨勢。

發明內容

針對現有技術的不足之處，本發明的目的是提供一種用于難降解廢水處理的復合催化氧化-膜分離的集成方法，從而提高氧化劑利用效率、提高污染物的降解效率、提高催化劑回收率以及緩解膜污染，延長膜更換周期。

本發明的另一目的是提出一種用于難降解廢水的復合催化氧化-膜分離廢水處理集成方法裝置。

實現本發明目的的技術方案為：

一種復合催化氧化-膜分離廢水處理集成方法，包括以下步驟：

S1，將含有懸浮態催化劑的廢水、臭氧和氧氣的混合氣體、雙氧水共同通入氣液混合器中進行氣液混合，在廢水中形成大量的微氣泡、溶解氧和溶解臭氧；

S2，離開氣液混合器的廢水通入復合催化氧化反應器，同時通過能量場發生裝置向所述的復合催化氧化反應器輸入能量場；在催化劑和能量場共同作用下將溶解氧進一步轉化為臭氧，將溶解臭氧、雙氧水進一步轉化為羥基自由基，將廢水中難降解污染物氧化去除；所述能量場發生裝置同時發生超聲波和微波；

S3，將離開復合催化氧化反應器的廢水通過陶瓷膜過濾器進行過濾處理，將透過陶瓷膜過濾器的含有氧氣和少量臭氧的出水進行氣液分離，出水達標排放，氣體經處理后排空，將未透過陶瓷膜過濾器的含有懸浮態催化劑的膜濃水排出并與待處理廢水混合后，作為含有懸浮態催化劑的廢水返回到步驟S1，以實現催化劑的循環使用。

其中，步驟S1中，所述催化劑為納米二氧化鈦、粉末活性炭、粉末γ-氧化鋁、粉末沸石分子篩中的一種或多種，每升廢水中添加催化劑0.2～2g。

其中，步驟S1中，廢水和混合氣體的流量比例為1：2～5。

其中，步驟S1中，進入氣液混合器的混合物中臭氧的質量體積比為2～40mg/L，雙氧水的質量體積比為20～100mg/L(雙氧水按純物質計)。

其中，步驟S2中，相對于每小時10升廢水的流量，所述能量場發生裝置的功率為10～200W。

其中，步驟S3中，所述陶瓷膜過濾器中陶瓷膜的孔徑為0.02～0.5μm，過濾時的跨膜壓差為0.1～0.5MPa。

陶瓷膜過濾器每經過3～10分鐘用空氣進行反沖洗。

其中，步驟S1所述廢水的COD為60～400mg/L。所述廢水可以是先進行了混凝、沉降、過濾、厭氧、缺氧、好氧處理中的一種或多種方法處理后再進入氣液混合器。對廢水的混凝、沉降、過濾、厭氧、缺氧、好氧處理均可采用本領域已有的工藝。

所述混凝時加入的絮凝劑可以為聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁，聚馬來酸酐、聚硫酸鋁鐵、聚合氯化鋁中的一種或多種。

一種復合催化氧化-膜分離廢水處理集成裝置，包括氣液混合器、復合催化氧化反應器、能量場發生裝置、陶瓷膜過濾器；