一種工業(yè)循環(huán)水的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)和工業(yè)節(jié)能節(jié)水技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種工業(yè)循環(huán)水的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)的工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)多數(shù)采用敞開(kāi)式結(jié)構(gòu)，容易滋生微生物；而且在循環(huán)水系統(tǒng)中，換熱設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間使用，會(huì)因?yàn)楦g等原因出現(xiàn)物料泄漏，有機(jī)物料會(huì)使循環(huán)水COD明顯升高，這些有機(jī)物能夠?yàn)槲⑸锾峁I(yíng)養(yǎng)，促使微生物的繁衍滋生，造成生物粘泥危害。如果物料中含有有機(jī)酸、S2等腐蝕性物質(zhì)，還會(huì)加劇結(jié)垢和設(shè)備腐蝕。因此，在循環(huán)水系統(tǒng)中，需要連續(xù)補(bǔ)充大量的補(bǔ)充水(一般選用新鮮的地表水或地下水)，一部分作為循環(huán)水系統(tǒng)蒸發(fā)損失、風(fēng)冷塔風(fēng)吹損失水的補(bǔ)充，另一部分作為保障循環(huán)水水質(zhì)穩(wěn)定、避免因水質(zhì)惡化造成冷換設(shè)備腐蝕、結(jié)垢和熱交換率下降而需要由循環(huán)水系統(tǒng)排污的水量補(bǔ)充。在這兩部分補(bǔ)充水中，作為循環(huán)水系統(tǒng)蒸發(fā)損失、風(fēng)冷塔風(fēng)吹損失水的補(bǔ)充量一般是恒定的，主要取決于環(huán)境的溫度和風(fēng)冷塔的形式；而第二部分作為保障循環(huán)水水質(zhì)穩(wěn)定需要由循環(huán)系統(tǒng)排污的水量補(bǔ)充則受到循環(huán)水水質(zhì)和對(duì)循環(huán)水處理技術(shù)的影響，如循環(huán)水中懸浮物的濃度、細(xì)菌和微生物的含量、總固體含量、補(bǔ)充水的來(lái)源和水質(zhì)、對(duì)循環(huán)水水質(zhì)采取的處理措施等。
[0003]目前的循環(huán)水處理系統(tǒng)主要采用向系統(tǒng)中投加各種類型的阻垢劑、緩蝕劑、殺菌劑等化學(xué)藥劑，以及對(duì)少部分水作旁路過(guò)濾除懸浮物等處理措施，并多集中在對(duì)循環(huán)水處理的化學(xué)藥劑的開(kāi)發(fā)上，如各種有機(jī)磷酸鹽、能與Ca2+、Mg2+絡(luò)合的螯合劑聚磷酸鹽等。CN1125697A公開(kāi)了一種生物凈化劑在循環(huán)水系統(tǒng)中的應(yīng)用及其使用方法，主要涉及一種循環(huán)水系統(tǒng)中物料泄漏、生物粘泥、菌藻的新的去除和控制方法；涉及一種用生物制劑復(fù)配的具備緩蝕、阻垢去污、抑菌多功能的復(fù)合型新型水質(zhì)穩(wěn)定劑。CN200510025392.8公開(kāi)了一種在循環(huán)水系統(tǒng)中控制微生物生長(zhǎng)的方法，首先在循環(huán)水系統(tǒng)中加入氯化十二烷基二甲基芐基銨和異噻唑啉酮的混合物，然后在循環(huán)水系統(tǒng)中加入多元醇磷酸酯。上述加入殺菌劑、表面活性劑和生物酶制劑等方法，在加藥初期能夠控制循環(huán)水系統(tǒng)中微生物的生長(zhǎng)，但是微生物本身具有一定的耐受性和抗藥性，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，微生物的抗藥性增強(qiáng)，則所投加的藥劑量會(huì)逐漸增大，昂貴的藥劑勢(shì)必增加運(yùn)行成本，藥劑一旦失效后便成為新的污染物。同時(shí)殺滅的生物粘泥又釋放出C0D，給循環(huán)水在循環(huán)過(guò)程中再次帶進(jìn)來(lái)的微生物提供了生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，所以還會(huì)有生物再度生長(zhǎng)，不能從根本上解決微生物的生長(zhǎng)和繁殖及生物粘泥的產(chǎn)生問(wèn)題。對(duì)于某一種特定水質(zhì)的循環(huán)水，選擇合適的化學(xué)藥劑進(jìn)行處理確實(shí)能起到穩(wěn)定循環(huán)水水質(zhì)、防腐、防垢、殺死微生物的作用，但在對(duì)循環(huán)水處理過(guò)程中，由于該方法的特點(diǎn)決定了仍會(huì)出現(xiàn)上面所述的問(wèn)題。
[0004]現(xiàn)在的已建設(shè)循環(huán)水處理裝置大都通過(guò)旁濾池部分排污，這種對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)中少部分水做旁路處理的措施，主要是利用過(guò)濾器內(nèi)所裝的填料，用來(lái)截留去除水中懸浮物、泥砂、膠體和顆粒性雜質(zhì)，使渾濁度在10mg/L以下，同時(shí)通過(guò)部分循環(huán)水外排維持循環(huán)水水質(zhì)穩(wěn)定。US6086772 (EP0893412)公開(kāi)了一種預(yù)防水系統(tǒng)循環(huán)水生物污染的方法，在水循環(huán)系統(tǒng)中放置臭氧發(fā)生器，通過(guò)臭氧發(fā)生器產(chǎn)生高濃度的臭氧，代替殺菌劑如氯氣等，完成對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)中循環(huán)水生物和微生物污染的殺菌作用，但這種方法只改善了循環(huán)水水質(zhì)中因生物污染所帶來(lái)的問(wèn)題，對(duì)循環(huán)水中因有機(jī)酸、S2等腐蝕性物質(zhì)等導(dǎo)致的循環(huán)水水質(zhì)惡化的問(wèn)題基本不發(fā)生作用。
[0005]綜上所述，使用化學(xué)藥劑時(shí)由于水質(zhì)的復(fù)雜性、化學(xué)藥劑的多樣性、藥劑間以及藥劑與循環(huán)水之間難免會(huì)發(fā)生不良的化學(xué)反應(yīng)，而且化學(xué)藥劑必須定期定量添加，掌握不當(dāng)反而會(huì)加快水質(zhì)的惡化，產(chǎn)生相反的作用，同時(shí)所加入的化學(xué)藥劑失效后便成為新的污染物，同時(shí)不能減少循環(huán)水中的固體含量，一般情況下仍需部分外排處理。對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)中少部分水作旁路過(guò)濾除懸浮物處理的措施，也只能緩解或部分解決循環(huán)水中的懸浮物所帶來(lái)的生物粘泥問(wèn)題，不能有效降解微生物可以利用的物質(zhì)。并且要達(dá)到一定的處理效果，需要控制非常低的濃縮倍數(shù)。兩者結(jié)合使用，在添加化學(xué)藥劑的同時(shí)部分旁路過(guò)濾，但也只有控制著非常低的濃縮倍數(shù)(如2.0以下)，才能有效維持循環(huán)水系統(tǒng)的正常運(yùn)行，由于采用較低的濃縮倍數(shù)，系統(tǒng)需要排出大量的污水，同時(shí)需向循環(huán)系統(tǒng)中補(bǔ)充大量新鮮水，這不僅造成大量水資源的浪費(fèi)、增加污水排放量，而且增加了生產(chǎn)成本。
[0006]濕式氧化法(wet air oxidat1n，WA0)是指在一定溫度(180?320°C )和一定壓力(0.5?20MPa)下，以空氣中的氧氣為氧化劑，在液相體系中，將廢水中的有機(jī)物氧化分解為無(wú)機(jī)物或小分子有機(jī)物的過(guò)程。由于是在高溫、高壓條件下進(jìn)行，所需能耗較大。催化濕式氧化技術(shù)(Catalytic Wet Air Oxidat1n, CWA0)是在傳統(tǒng)的濕式氧化處理體系中加入催化劑，降低反應(yīng)的活化能，從而在不降低處理效果的情況下，降低反應(yīng)的溫度和壓力，縮短反應(yīng)的時(shí)間，提高反應(yīng)效率。但是，該方法常規(guī)使用的催化劑有選擇性，在污染物濃度較高時(shí)，所需的溫度和壓力仍然很高，并且廢水中含有許多種類和結(jié)構(gòu)不同的有機(jī)物，至今尚無(wú)低耗能高效率的催化濕式氧化催化劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種循環(huán)水的處理方法。本發(fā)明將循環(huán)水系統(tǒng)中泄漏點(diǎn)的高COD循環(huán)水引出并利用催化濕式氧化法進(jìn)行處理，可以高效去除循環(huán)水中的有機(jī)物及S2，出水經(jīng)換熱后可以直接返回循環(huán)水系統(tǒng)中，有效解決了循環(huán)水系統(tǒng)中物料泄漏導(dǎo)致的水質(zhì)污染問(wèn)題，處理能耗較低。
[0008]本發(fā)明循環(huán)水的處理方法包括如下內(nèi)容:從循環(huán)水系統(tǒng)中引出該部分因物料泄漏導(dǎo)致的高COD循環(huán)水，然后進(jìn)入催化濕式氧化反應(yīng)器處理，催化濕式氧化反應(yīng)器內(nèi)裝填固定床催化劑，所述催化劑包括載體、活性金屬組分及助劑，其中以Pt、Pd、Rh、Ru中的一種或者幾種為活性金屬組分，稀土金屬為助劑，載體是以150目?300目的活性炭為核、以無(wú)定形硅鋁為殼，其中活性炭占載體重量的30%?70%，無(wú)定形硅鋁占載體重量的30%?70% ;催化濕式氧化處理后的循環(huán)水排往氣液分離器進(jìn)行氣液分離，分離出的高溫水用于加熱反應(yīng)器進(jìn)水后返回循環(huán)水系統(tǒng)中。
[0009]本發(fā)明根據(jù)監(jiān)測(cè)COD值確定物料泄漏的循環(huán)水換熱裝置，在該換熱裝置循環(huán)水出口引出這部分導(dǎo)致高COD的循環(huán)水，一般其COD濃度(Cr法，下同)在1000?20000mg/L。本發(fā)明中，控制催化濕式氧化的壓力為(表壓，下同)0.1?2.5MPa，優(yōu)選為0.5?1.5MPa ；溫度為60?200°C，優(yōu)選為90?130°C ;體積空速為0.5?5h_ \優(yōu)選為I?3 h_ 1O
[0010]本發(fā)明在開(kāi)工期，可以采用加熱器或者高溫待冷卻物料加熱循環(huán)水至所需要的溫度；待處理系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定期后，則可以采用氣液分離器分離出的高溫水預(yù)熱循環(huán)水至所需要的溫度，如果預(yù)熱后不能達(dá)到催化濕式氧化所需的溫度，可以采用加熱器或者高溫待冷卻物料加熱至所需溫度。本發(fā)明管道內(nèi)的壓力可以通過(guò)增壓栗增壓，使循環(huán)水不發(fā)生汽化。
[0011]本發(fā)明所述的稀土金屬為鑭、鈰、鐠、釹中的一種或多種；以催化劑的重量為基準(zhǔn)，貴金屬以元素計(jì)的含量為0.01%?1.0%，稀土金屬以元素計(jì)的含量為1%?15%。