一種微波誘導(dǎo)催化氧化處理焦化生化出水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種焦化生化出水的方法，尤其是一種微波誘導(dǎo)催化氧化技術(shù)處理焦 化生化出水的方法，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] W下對本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)背景進(jìn)行說明，但運(yùn)些說明并不一定構(gòu)成本發(fā)明的現(xiàn)有 技術(shù)。
[0003] 焦化廢水是指在煤制焦、煤氣凈化及焦化產(chǎn)品回收等過程中產(chǎn)生的廢水。焦化廢 水污染物種類繁多，成分復(fù)雜，其中COD、NH4+-N和酪、氯的濃度比較高，有機(jī)成分復(fù)雜，多 數(shù)W多環(huán)芳控、芳香族及雜環(huán)化合物的形式存在，且含有相當(dāng)數(shù)量的有毒有害物質(zhì)，可生化 性差，并且該廢水中含NH4+-N、TN較高，其中一些含氮雜環(huán)化合物對人體和動物有毒性、致 突變性和致癌性。
[0004] 幾年來焦化廢水的處理備受各級政府和企業(yè)的關(guān)注，因此，研究開發(fā)焦化廢水進(jìn) 行處理后回用于企業(yè)內(nèi)部，一方面減少了污染物的排放，節(jié)約了生產(chǎn)成本，另一方面節(jié)省了 水資源。我國焦化生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水中含有高濃度的酪、氯、氨氮、COD等污染物，用現(xiàn) 有的生化系統(tǒng)處理后，COD、總氯化物、色度等仍難W達(dá)到排放或回用標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)焦化污水的 達(dá)標(biāo)處理和回用已成為污水處理中的難題之一。隨著國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的不斷深化，改 善和解決焦化廢水對環(huán)境的污染問題，已成為一個迫在眉睫的需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提出一種微波誘導(dǎo)催化氧化處理焦化生化出水的方法，能夠?qū)?現(xiàn)焦化出水的循環(huán)回用，達(dá)到節(jié)能減排可持續(xù)發(fā)展的目的。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的微波誘導(dǎo)催化氧化處理焦化生化出水的方法，包括：
[0007] S1、通過抑調(diào)節(jié)劑將焦化生化出水的抑值調(diào)節(jié)至最適抑值，分別向焦化生化出 水中加入&〇2和高鐵酸鐘并混合均勻，得到第一反應(yīng)液；其中，所述最適抑值的范圍為2~ 4化〇2的添加量為2mmol/L~5mmol/L，高鐵酸鐘的添加量為0.Immol/L~3mmol/L;
[0008] S2、向第一反應(yīng)液中加入化2+試劑并混合均勻，得到第二反應(yīng)液；其中，H2O2與化2+ 之間的摩爾比為：4~6:1 ;
[0009] S3、通過抑調(diào)節(jié)劑將第二反應(yīng)液的抑值調(diào)節(jié)至最適抑值，然后對第二反應(yīng)液進(jìn) 行微波處理20s~40s，得到第Ξ反應(yīng)液；
[0010] S4、將第Ξ反應(yīng)液的抑值調(diào)節(jié)至6~9,然后向第Ξ反應(yīng)液中投加絮凝劑聚合硫酸 鐵或者聚娃侶酸鐵，投加量為lOmg/L~500mg/L。
[0011] 優(yōu)選地，通過抑調(diào)節(jié)劑將抑值調(diào)節(jié)至最適抑值包括：
[0012] 在線實時檢測混合液的當(dāng)前抑值；
[0013] 根據(jù)所述當(dāng)前抑值與所述最適抑值的差值，查詢預(yù)設(shè)的映射關(guān)系表，確定抑調(diào) 節(jié)劑的種類和/或濃度；
[0014] 根據(jù)確定的抑調(diào)節(jié)劑的種類和或濃度調(diào)節(jié)混合液的抑值。
[0015] 優(yōu)選地，步驟S3進(jìn)一步包括：
[0016] 在線實時檢測第二反應(yīng)液的當(dāng)前抑值；若IpHt-pH。I>ΔpH，則通過抑調(diào)節(jié)劑將 焦化生化出水的抑值調(diào)節(jié)至最適抑值； 陽017] 其中，pHt為第二反應(yīng)液的當(dāng)前抑值；pH。為最適抑值；Δ抑為預(yù)設(shè)的抑幅值。
[001引優(yōu)選地，選擇至少兩種種類和/或濃度的抑調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)焦化生化出水的抑值；前 一次使用的抑調(diào)節(jié)劑的酸性大于后一次使用的抑調(diào)節(jié)劑的酸性，和/或，前一次使用的抑 調(diào)節(jié)劑的濃度大于后一次使用的抑調(diào)節(jié)劑的濃度。
[0019] 優(yōu)選地，步驟S3之前進(jìn)一步包括：根據(jù)公式1確定進(jìn)行微波處理的微波功率P。；
[0020]
公式 1
[0021] 式中，P。為進(jìn)行微波處理的微波功率，單位為：kW/m^h;Q為焦化生化出水量，單位 為：mVh;ci為待微波處理的混合液的COD值，單位為：mg/L;c2為Η2〇2的摩爾濃度、C3為高 鐵酸鐘的摩爾濃度、C4為化2+的摩爾濃度，單位為：mmol/L;f為微波頻率，單位為：MHz;ε 為焦化生化出水的介電常數(shù)；t為化2+的微波處理的時間，單位為：s。
[0022] 優(yōu)選地，步驟S3進(jìn)一步包括：
[0023] 實時檢測待微波處理的混合液的COD值Ct;
[0024] 當(dāng)ICi-CtI>C。時，按照公式1確定當(dāng)前微波功率P';
[00巧]將進(jìn)行微波處理的微波功率調(diào)整至P';
[00%] 其中，C。為預(yù)設(shè)的微波功率幅值，單位為：kW。
[0027] 優(yōu)選地，所述抑調(diào)節(jié)劑包括W下酸試劑中的任意一種或組合：硫酸、鹽酸或者硝 酸。
[0028] 優(yōu)選地，所述化2+試劑為：硫酸亞鐵、氯化亞鐵。
[0029] 優(yōu)選地，通過管道混合器進(jìn)行混合均勻處理。
[0030] 優(yōu)選地，所述道混合器的材質(zhì)為玻璃鋼。
[0031] 本發(fā)明具有下列優(yōu)點：
[0032] 1、處理效果好、周期短。W&〇2和高鐵酸鐘作為氧化劑、化2+作為催化劑，通過調(diào) 整&〇2、高鐵酸鐘與Fe2義間的摩爾比，能顯著提高焦化生化出水中COD的去除率；通過微 波誘導(dǎo)催化氧化工藝，縮短催化氧化的處理周期，并進(jìn)一步提高COD的去除率，使焦化廢水 達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)或再利用要求。
[0033] 2、節(jié)省投資。微波處理工藝較簡單，工程占地較小，管道連接簡潔明了，設(shè)備使用 壽命長，運(yùn)行操作簡單，工程投資費(fèi)用較低。
[0034] 3、無二次污染。采用微波誘導(dǎo)催化氧化工藝，沒有二次污染物，因此減少了對環(huán)境 的二次污染，保護(hù)了環(huán)境。
[0035] 4、應(yīng)用范圍廣。本發(fā)明可應(yīng)用于焦化廢水深度處理工藝，也可應(yīng)用于生活污水、其 它工業(yè)廢水等，對污水廢水中的COD、色度等污染物的去除效果顯著。
【附圖說明】
[0036] 通過W下參照附圖而提供的【具體實施方式】部分，本發(fā)明的特征和優(yōu)點將變得更加 容易理解，在附圖中：
[0037] 圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的微波誘導(dǎo)催化氧化處理焦化生化出水的方法流程圖；
[0038] 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的微波誘導(dǎo)催化氧化處理焦化生化出水方法 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0039] 下面參照附圖對本發(fā)明的示例性實施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。對示例性實施方式的描 述僅僅是出于示范目的，而絕不是對本發(fā)明及其應(yīng)用或用法的限制。
[0040] 參見圖1，根據(jù)本發(fā)明的微波誘導(dǎo)催化氧化處理焦化生化出水的方法包括W下步 驟：
[00川 S1、通過抑調(diào)節(jié)劑將焦化生化出水的抑值調(diào)節(jié)至最適抑值，分別向焦化生化出 水中加入&02和高鐵酸鐘并混合均勻，得到第一反應(yīng)液。本發(fā)明中提及的最適抑值的范圍 為2~4。焦化生化出水中的有機(jī)污染物可W被氧化劑氧化，本發(fā)明中為了降低焦化生化出 水中的化學(xué)需氧量COD煙lemicalOxygenDemand), 和高鐵酸鐘作為氧化劑。氧化劑 的添加量越多，氧化越徹底，COD的去除率越高；但是，氧化劑的添加量也不宜過多，否則會 造成資源浪費(fèi)，同時也會給焦化生化出水帶來二次污染。高鐵酸鐘是強(qiáng)氧化劑，在酸性條件 下的氧化作用表現(xiàn)地更強(qiáng)。將焦化生化出水中的有機(jī)污染物氧化后，高鐵酸鐘被還原產(chǎn)生 化 3+，化在水中水解之后形成化(0H) 3膠體沉淀析出。本發(fā)明中，^12化的添加量為2臟01/ L~5mmol/l，高鐵酸鐘的添加量為0.Immol/L~3mmol/L。優(yōu)選地，&化與高鐵酸鐘之間的 摩爾比為：4~6:0. 7~1. 8。
[0042] S2、向第一反應(yīng)液中加入化2+試劑并混合均勻，得到第二反應(yīng)液。本發(fā)明WH202和 高鐵酸鐘作為氧化劑、Fe2+作為催化劑，通過調(diào)整H2化、高鐵酸鐘與化2+之間的摩爾比，能顯著提高焦化生化出水中COD的去除率。優(yōu)選地，&〇2與化2+之間的摩爾比為：4~6:1。 陽0創(chuàng) S3、通過抑調(diào)節(jié)劑將第二反應(yīng)液的抑值調(diào)節(jié)至最適抑值。&化、高鐵酸鐘與化2+ 的酸堿性與本發(fā)明的最適抑值完全相同，W溶液的形式添加上述氧化劑和催化劑時、溶液 的濃度對第二反應(yīng)液的抑值會產(chǎn)生影響，此外，反應(yīng)液中的氧化還原反應(yīng)也會影響反應(yīng)液 的抑值。為了使第二反應(yīng)液的抑值始終維持的最適抑值，需要通過抑調(diào)節(jié)劑將第二反 應(yīng)液的抑值調(diào)節(jié)至最適抑值。第二反應(yīng)液的抑值調(diào)節(jié)至最適抑值后，對其進(jìn)行微波處 理20s~40s，得到第Ξ反應(yīng)液。 W44] S4、向第S反應(yīng)液中投加抑調(diào)節(jié)劑將第S反應(yīng)液的抑值調(diào)節(jié)至6~9,得到第四 反應(yīng)液，然后向第四反應(yīng)液中投加絮凝劑聚合硫酸鐵或者聚娃酸侶鐵，投加量為lOmg/L~ 500mg/L〇 W45] 步驟S1和S3中通過抑調(diào)節(jié)劑將抑值調(diào)節(jié)至最適抑值，為了提高抑調(diào)節(jié)的準(zhǔn) 確性和效率，可W預(yù)先設(shè)置當(dāng)前抑值與最適抑值的差值與所采用的抑調(diào)節(jié)劑的種類和/ 或濃度的映射關(guān)系表，包括：
[0046] S11、在線實時檢測混合液的當(dāng)前抑值；
[0047]S12、根據(jù)當(dāng)前抑值與最適抑值的差值，查詢預(yù)設(shè)的映射關(guān)系表，確定抑調(diào)節(jié)劑 的種類和/或濃度；
[0048] S13、根據(jù)確定的抑調(diào)節(jié)劑的種類和或濃度調(diào)節(jié)混合液的抑值。
[0049] 對第二反應(yīng)液進(jìn)行微波處理的過