專利名稱：一種流化床電解催化氧化反應(yīng)裝置和處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流化床電解催化氧化反應(yīng)裝置和處理方法，用于煉油、化工等企 業(yè)的含鹽污水的處理，特別是污染物含量相對(duì)較低的循環(huán)水站排污、動(dòng)力站排污以及廢水 反滲透脫鹽尾水的處理。
背景技術(shù)：
在煉油、化工等行業(yè)通常存在一種被稱為“假定凈水”的含鹽廢水，如循環(huán)水場(chǎng)排 污水、化學(xué)水站的離子交換樹脂再生排出的酸堿廢水、蒸汽鍋爐排污等，其中循環(huán)水排污占 有絕大的部分。“假定凈水”因其污染物含量相對(duì)較低，如COD彡60mg/L、石油類彡5mg/L、 NH3-N ^ 10mg/L，一直以來(lái)大都沒(méi)有進(jìn)入污水處理場(chǎng)處理，僅采用簡(jiǎn)單的酸堿中和后即直接 排放到外部環(huán)境。但近年來(lái)隨著石化行業(yè)節(jié)水減排和污水回用技術(shù)的廣泛實(shí)施，石化企業(yè) 污水處理場(chǎng)處理后的出水已大部分(或全部)回用作循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)充水，在為企業(yè)節(jié)省 了大量新鮮水消耗的同時(shí)，由于回用水相對(duì)新鮮水水質(zhì)較差，致使循環(huán)水排污水中的污染 物濃度大幅度增加，如COD由回用前的60mg/L以下增加到100 150mg/L，導(dǎo)致“假定凈水” 不再清潔，僅僅依靠常規(guī)的沉降和酸堿中和處理手段已不能滿足達(dá)標(biāo)排放要求。另外，石化企業(yè)遍布四方，許多企業(yè)所處區(qū)域?yàn)榻Y(jié)垢型水質(zhì)或源水采用堿度、硬 度較高的地下水，為保證回用污水達(dá)到循環(huán)水或工業(yè)用水的水質(zhì)要求，許多企業(yè)選擇了污 水反滲透脫鹽回用技術(shù)。然而在獲得優(yōu)質(zhì)回用水的同時(shí)，由于濃縮比較高以及反滲透前 所加的各種藥劑影響，導(dǎo)致反滲透尾水排水COD較高，如達(dá)到120 250mg/L，且通常含有 6000mg/L以上的無(wú)機(jī)鹽，不能滿足直接達(dá)標(biāo)排放要求。與此同時(shí)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、與國(guó)際間合作的加深，以及所面臨的越 來(lái)越嚴(yán)重的江河湖泊水質(zhì)污染問(wèn)題，促使國(guó)家和地方對(duì)工業(yè)企業(yè)排水提出了更嚴(yán)格的控制 標(biāo)準(zhǔn)。如北京、天津、河北、江蘇、山東、遼寧等都頒布了嚴(yán)格的污水排放地方標(biāo)準(zhǔn)，從其控制 指標(biāo)上看，排水COD指標(biāo)全部要求控制在60mg/L以下，部分地區(qū)甚至要求控制在50mg/L以 下，這就使得“假定凈水”不得不進(jìn)行處理后才能達(dá)標(biāo)排放。綜合以上分析，隨著石化企業(yè)污水回用工程的實(shí)施和日益嚴(yán)格的污水排放標(biāo)準(zhǔn)的 頒布，先前水質(zhì)污染相對(duì)較輕的低濃度含鹽污水，如循環(huán)水排污、化學(xué)水站的離子交換樹脂 再生排出的酸堿廢水、蒸汽鍋爐排污、污水反滲透脫鹽處理的尾水等混合而成的“假定凈 水”將不得不采取有效的達(dá)標(biāo)處理技術(shù)才能滿足排放要求。為解決當(dāng)前狀況下“假定凈水”的排放污染問(wèn)題，石化企業(yè)主要采用了三種處理 方式。第一種處理方式是將這類“假定凈水”與含油污水一起混合送入廠內(nèi)污水處理場(chǎng)處 理，但由于該種廢水普遍具有污染物濃度相對(duì)較低、難生物降解性有機(jī)組分含量相對(duì)較高、 含有較高的無(wú)機(jī)鹽等性質(zhì)，混入污水處理場(chǎng)后不僅顯著增加了污水水量，同時(shí)也在一定程 度上降低了污水處理效率，更為重要的是因?qū)е绿幚砗蟪鏊}量的大幅度增加使處理后 污水回用工程難以實(shí)施。第二種處理方式是將“假定凈水”進(jìn)行沉淀、酸堿中和預(yù)處理后送 至附近的園區(qū)污水場(chǎng)或城市污水處理廠進(jìn)行生化處理。該種方式較為經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單，企業(yè)負(fù)擔(dān)較小。但這種方式一方面將受到園區(qū)或城市污水處理廠是否建立、運(yùn)行負(fù)荷大小、輸送距 離的限制；而另一方面，因園區(qū)或城市污水處理廠幾乎采用的都是常規(guī)的生化處理工藝，對(duì) 難生化降解性有機(jī)物基本沒(méi)有去除效果，因此，該種方式對(duì)“假定凈水”僅僅起到了稀釋達(dá) 標(biāo)的作用，污染物的總量并沒(méi)有實(shí)質(zhì)上的削減。第三種處理方式是對(duì)“假定污水”進(jìn)行深度 處理后回用，其中最為典型的方法是采用超濾-反滲透(“雙膜法”)或膜生物反應(yīng)器-超 濾-反滲透(“三膜法”)組合工藝對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)的排污水進(jìn)行深度脫鹽處理，處理后的出 水回用作鍋爐給水、化學(xué)水站或循環(huán)水的補(bǔ)充水。這種處理方式目前存在的最主要問(wèn)題有 兩個(gè)第一是源水中的有機(jī)污染物不能得到有效控制，易導(dǎo)致超濾膜和反滲透膜發(fā)生污染， 致使處理過(guò)程無(wú)法長(zhǎng)期運(yùn)行；其二是反滲透濃縮液排水中的COD濃度較高，不能滿足水質(zhì) 達(dá)標(biāo)排放要求。綜合以上分析，在目前污水高比例回用、排水控制標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格的形勢(shì)下，石化企 業(yè)的循環(huán)水排污、污水反滲透脫鹽處理的尾水等低濃度含鹽廢水尚沒(méi)有有效的達(dá)標(biāo)處理措 施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)石油化工企業(yè)循環(huán)水排污、動(dòng)力站排污、污水反滲透脫鹽系統(tǒng)的尾水 廢水所具有的鹽含量高、有機(jī)污染物濃度相對(duì)較低且多為難生物降解性的水質(zhì)性質(zhì)和特 點(diǎn)，提出一種流化床電解催化氧化反應(yīng)裝置和處理方法，對(duì)這類低濃度含鹽廢水進(jìn)行單獨(dú) 處理。經(jīng)上述過(guò)程處理的出水可滿足新形勢(shì)下的達(dá)標(biāo)排放要求直接排放到外界環(huán)境；或作 為雙膜法深度脫鹽回用的優(yōu)質(zhì)源水，可保持超濾和反滲透膜的長(zhǎng)期運(yùn)行，并使反滲透濃縮 液排水滿足達(dá)標(biāo)排放要求。本發(fā)明針對(duì)含鹽廢水具有較高的電導(dǎo)率的性質(zhì)，提出一種流化床電解催化氧化反 應(yīng)裝置和處理方法。本發(fā)明流化床電解催化氧化反應(yīng)裝置主要由流化床電解反應(yīng)器1和分離器2組 成。流化床電解反應(yīng)器1由中間隔板9分隔成流化區(qū)3和氧化反應(yīng)區(qū)4，流化區(qū)3和氧化反 應(yīng)區(qū)4的上部相互連通，流化區(qū)3和氧化反應(yīng)區(qū)4的下部相互連通。流化區(qū)3底部設(shè)置氣 體分布器11，氣體分布器11與進(jìn)氣管12連接，氧化反應(yīng)區(qū)4裝有至少一組陽(yáng)極板5和陰極 板6，分別與直流穩(wěn)壓電源7的正極和負(fù)極相連接，形成回路；在氧化反應(yīng)區(qū)4的中部設(shè)有 進(jìn)水管14。流化床電解反應(yīng)器1內(nèi)隔板9之上設(shè)置沉降段8，沉降段8與分離器2由連通 管10相通，分離器2上部設(shè)置出水管15，分離器2底部與由回流管16與流化區(qū)3相通。本發(fā)明提出的一種流化床電解催化氧化反應(yīng)處理方法的實(shí)施過(guò)程包括使用本發(fā) 明流化床電解催化氧化反應(yīng)裝置，含鹽廢水由進(jìn)水管14連續(xù)進(jìn)入流化床反應(yīng)器1的氧化反 應(yīng)區(qū)4內(nèi)，與來(lái)自流化區(qū)3的循環(huán)廢水和載體13混合向下流動(dòng)，并在該區(qū)內(nèi)電解電極的作 用下，發(fā)生電解氧化反應(yīng)，此時(shí)的載體13即充當(dāng)三維電解粒子，又起到氧化催化劑的作用。 電解催化氧化反應(yīng)后的出水與載體13再由氧化反應(yīng)區(qū)4下部的縫隙流入流化區(qū)3，并被流 化區(qū)3內(nèi)的氣體向上提升至流化床電解反應(yīng)器1上部的沉降段8，部分流入氧化反應(yīng)區(qū)4進(jìn) 行循環(huán)處理，部分進(jìn)入分離器2進(jìn)行沉降處理。流化區(qū)3內(nèi)起提升作用的氣體由流化區(qū)3 下部的進(jìn)氣管12和氣體分布器11進(jìn)入。分離器2沉降下來(lái)的載體13隨回流水通過(guò)下部 的回流管16返回流化區(qū)3中循環(huán)，裝置處理后的出水則由分離器2上部的出水管15排出。
本發(fā)明所提出的流化床電解催化氧化反應(yīng)裝置主要由流化床電解反應(yīng)器1和分 離器2組成。流化床電解反應(yīng)器1由中間隔板9分隔成上下相通的流化區(qū)3和氧化反應(yīng) 區(qū)4，為減少提升氣體的消耗和提高提升流速，控制流化區(qū)3與氧化反應(yīng)區(qū)4的體積比為 1 1 1 10，最好是1 2 1 6。流化區(qū)3內(nèi)通入的提升氣體可以選擇空氣、氧氣 或含臭氧的氣體，提升氣體量以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定循環(huán)即可。氧化反應(yīng)器4內(nèi)布設(shè)至少一組與外部 直流電源相連的陰陽(yáng)電極，陽(yáng)極可以選用Ti-SnO2合金板、Ti-PbO2合金板或石墨板等；陰極 可以選用Ti-SnA合金板、Ti-PW)2合金板、Ti金屬板、PW)2板、石墨板或不銹鋼板等。流化 床電解反應(yīng)器1中的填充載體13可選用顆粒狀的活性炭、載有催化活性金屬的活性炭、分 子篩或其中幾種的混合物；載體粒徑0. 3 5mm ；載體填充量為流化床電解反應(yīng)器1體積的 1/10 1/3。為保證廢水達(dá)到有效的氧化處理效果，控制廢水在流化床電解反應(yīng)器1內(nèi)的 液體空速為1. 0 10. Oh—1，最好是2. 0 5. Oh—1。廢水在氧化反應(yīng)區(qū)4內(nèi)的電解電流控制 在0. 1 10A，最好是0. 5 5A。上述具體操作條件可以根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)情況及出水質(zhì)量要 求具體確定。本發(fā)明基于含鹽廢水具有較高電導(dǎo)率的特性，依據(jù)電解、催化氧化、流化反應(yīng)等技 術(shù)原理，將電解氧化、催化氧化、流化床三者有機(jī)地結(jié)合在一體，形成流化床電解催化氧化 反應(yīng)裝置和處理方法。采用本發(fā)明的方法處理石化企業(yè)等低有機(jī)物濃度、難生物降解性含 鹽廢水，可使處理后的出水滿足新的嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)控制指標(biāo)要求，或可作為雙膜法深度脫 鹽回用的優(yōu)質(zhì)源水，以達(dá)到解決目前備受企業(yè)關(guān)注的低濃度含鹽污水的處理問(wèn)題。本發(fā)明裝置和方法依靠電解陽(yáng)極、陰極和催化粒子組成三維催化電極，在直流電 場(chǎng)的作用下，利用三維催化電極電解產(chǎn)生的自由基和催化粒子的催化氧化作用深度氧化廢 水中各種有機(jī)污染物，達(dá)到深度去除廢水中的難生物降解性有機(jī)物的目的；同時(shí)，為保證氧 化自由基和催化粒子的均勻分布、提高氧化介質(zhì)的利用效率、提高氧化反應(yīng)的停留時(shí)間、避 免陰、陽(yáng)電極板的快速腐蝕，將反應(yīng)裝置設(shè)計(jì)成單體雙區(qū)的循環(huán)流化床形式，并在布水、布 氣、固液分離上形成獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)三相流化床相比，在固-液-氣三相分離上更易于 操作和控制。


圖1是本發(fā)明一種流化床電解催化氧化反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明一種流化床電解催化氧化反應(yīng)裝置物料流向示意圖。圖中1-流化床電解反應(yīng)器；2-分離器；3-反應(yīng)器流化區(qū)；4-反應(yīng)器氧化反應(yīng)區(qū)； 5-陽(yáng)極電極板；6-陰極電極板；7-直流穩(wěn)壓電源；8-沉降段；9-中間隔板；10-連通管； 11-氣體分布器；12-進(jìn)氣管；13-載體；14-進(jìn)水管；15-出水管；16-回流管；17-電極固定 栓；18-上蓋法蘭；19-下蓋法蘭；20-下封頭。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明方法的具體工藝過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。低有機(jī)物濃度含鹽廢水由進(jìn)水管14連續(xù)進(jìn)入流化床反應(yīng)器1的氧化反應(yīng)區(qū)4，與 來(lái)自流化區(qū)3的循環(huán)廢水和載體13混合向下流動(dòng)，在該區(qū)啟動(dòng)直流穩(wěn)壓電源7，使陽(yáng)極電 極板5、陰極電極板6以及載體13之間產(chǎn)生電流場(chǎng)，在電解電極的作用下，發(fā)生電解氧化反5應(yīng)，此時(shí)的載體13即充當(dāng)三維電解粒子，又起到氧化催化劑的作用。氧化反應(yīng)區(qū)4中的電 解催化氧化反應(yīng)后的出水與載體13再由氧化反應(yīng)區(qū)4下部的縫隙流入流化區(qū)3，并被流化 區(qū)3內(nèi)的氣體向上提升流化至流化床電解反應(yīng)器1上部的沉降段8，再大部分流入氧化反應(yīng) 區(qū)4進(jìn)行循環(huán)處理，少部分出水進(jìn)入分離器2進(jìn)行沉降處理。流化區(qū)3內(nèi)起提升作用的氣 體由流化區(qū)3下部的進(jìn)氣管12和氣體分布器11進(jìn)入。分離器2沉降下來(lái)的載體13隨回 流水通過(guò)下部的回流管16返回流化區(qū)3中循環(huán)處理，裝置處理后的出水則由分離器2上部 的出水管15排出裝置。本發(fā)明所提出的流化床電解催化氧化反應(yīng)裝置中，陽(yáng)極板和陰極板由流化床電解 反應(yīng)器1上部的上蓋法蘭18和電極固定栓17固定。流化床電解反應(yīng)器1中的填充載體13 可選用具有一定導(dǎo)電性的顆粒狀材料，如常規(guī)活性炭、分子篩；載有鈷、銅、鐵、錳、鎳、釩、鈦 中的一種或幾種催化活性金屬的活性炭，其制備方法可采用US6797184的描述的方法進(jìn)行 制備；分子篩或其中幾種的混合物。采用本發(fā)明的流化床電解催化氧化反應(yīng)裝置和處理方法對(duì)石油化工企業(yè)低濃度、 難生物降解性含鹽廢水進(jìn)行處理，可使廢水中難生物降解性有機(jī)組分得到70%以上的去 除，從而滿足污水達(dá)標(biāo)排放的控制指標(biāo)要求。經(jīng)上述處理后的出水也可以送至廢水深度處 理裝置(超濾+反滲透脫鹽)，使處理后出水回用做鍋爐給水、工業(yè)用水或循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)充 水，并能保證反滲透尾水滿足達(dá)標(biāo)排放的控制指標(biāo)要求。下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明方法和效果。實(shí)施例1采用本發(fā)明的處理裝置和方法對(duì)某煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)(已實(shí)施煉油污水全部回 用作循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)充水)排污水進(jìn)行處理。廢水中的主要污染物COD 120mg/L(本專利中 的COD值均為鉻法測(cè)量值)、B0D520mg/L、總?cè)芄?600mg/L、石油類< lmg/L、NH3-N < 5mg/ L0采用本發(fā)明的流化床電解催化氧化反應(yīng)裝置和處理方法對(duì)上述廢水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室 處理試驗(yàn)，廢水處理規(guī)模為10L/h。實(shí)驗(yàn)主要裝置規(guī)模及組成流化床電解反應(yīng)器由有機(jī)玻璃制成，容器尺寸 Φ 150X 500mm,總有效容積8. 8L。該反應(yīng)器由中間隔板分成流化區(qū)、反應(yīng)區(qū)和上部沉降 段，其中流化區(qū)有效容積2. 0L、高350mm ；反應(yīng)區(qū)有效容積4. 2L、高350mm ；靜置區(qū)有效容 積2. 6L、高150mm。反應(yīng)區(qū)內(nèi)安裝一組(陰、陽(yáng))電極板，電極板高410mm、寬20mm、厚度 3mm，其中陽(yáng)極板、陰極板分別與一臺(tái)額定電壓30V的直流穩(wěn)壓電源的正、負(fù)極相連。反應(yīng)器 內(nèi)充填一種載體，載體填充量為1L。與反應(yīng)器相連通的分離器由有機(jī)玻璃制成，容器尺寸 Φ 50 X 200mm、總有效容積0. 4L。實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程由流化床電解反應(yīng)器的上蓋加入載體；啟動(dòng)廢水進(jìn)料泵使廢水連 續(xù)流入反應(yīng)裝置；打開流化區(qū)下部的進(jìn)氣閥門，使氣體進(jìn)入反應(yīng)裝置，保持反應(yīng)裝置內(nèi)的廢 水和載體形成循環(huán)流化狀態(tài)；接通直流穩(wěn)壓電源使反應(yīng)區(qū)內(nèi)的陽(yáng)極板、陰極板以及載體之 間形成電流場(chǎng)。過(guò)程中進(jìn)水量由蠕動(dòng)泵控制；進(jìn)氣量由閥門和氣體流量計(jì)控制；電解電流 的大小由直流穩(wěn)壓電源輸出電壓控制；處理后的廢水由分離器的排水口連續(xù)排出。主要工藝運(yùn)行條件進(jìn)水量10L/h ；提升氣體采用空氣，進(jìn)氣量60L/h ；載體選用常 規(guī)活性炭顆粒，粒徑Imm ；陽(yáng)極采用Ti-SnA合金板、陰極采用Ti_PW)2合金板；反應(yīng)區(qū)控制電流5. OA。試驗(yàn)處理效果通過(guò)本發(fā)明的方法處理后，循環(huán)水系統(tǒng)排污水中的COD降低到 45mg/L、BOD5降低到5mg/L，其它污染組分基本沒(méi)有改變，可滿足達(dá)標(biāo)排放的控制指標(biāo)要求 直接外排或作為雙膜法深度脫鹽回用的優(yōu)質(zhì)源水利用。實(shí)施例2采用實(shí)施例1的處理裝置，處理與實(shí)施例1相同的污水，改變處理過(guò)程中的運(yùn)行 條件為進(jìn)水量10L/h ；提升氣體采用臭氧，進(jìn)氣量30L/h ；載體選用常規(guī)活性炭顆粒，粒徑 Imm ；陽(yáng)極采用Ti-SnA合金板、陰極采用Ti_PW)2合金板；反應(yīng)區(qū)控制電流8. OA。所獲得的主要處理效果為處理出水中的COD降低到35mg/L、BOD5降低到5mg/L， 其它污染組分基本沒(méi)有改變，可滿足達(dá)標(biāo)排放的控制指標(biāo)要求直接外排或作為雙膜法深度 脫鹽回用的優(yōu)質(zhì)源水利用。實(shí)施例3采用實(shí)施例1的處理裝置，處理與實(shí)施例1相同的污水，改變處理過(guò)程中的運(yùn)行條 件為進(jìn)水量5L/h ；提升氣體采用臭氧，進(jìn)氣量20L/h ；載體選用載鈷活性炭顆粒(金屬鈷 含量2. 0%，采用US6797184的描述的方法進(jìn)行制備)，粒徑Imm ；陽(yáng)極采用Ti-Sr^2合金板、 陰極采用Ti-PW)2合金板；反應(yīng)區(qū)控制電流5. OA。所獲得的主要處理效果為處理后出水中的COD降低到30mg/L、BOD5降低到5mg/ L，其它污染組分基本未變化，可滿足達(dá)標(biāo)排放的控制指標(biāo)要求直接外排或作為雙膜法深度 脫鹽回用的優(yōu)質(zhì)源水利用。實(shí)施例4采用實(shí)施例1的處理裝置，處理與實(shí)施例1相同的污水，改變處理過(guò)程中的運(yùn)行條 件為進(jìn)水量5L/h ；提升氣體采用空氣，進(jìn)氣量30L/h ；載體選用載鈷活性炭顆粒(金屬鈷 重量含量2. 0%，采用US6797184的描述的方法進(jìn)行制備)，粒徑Imm ；陽(yáng)極采用石墨板、陰 極采用不銹鋼板；反應(yīng)區(qū)控制電流5. OA。所獲得的主要處理效果為處理后出水中的COD降低到42mg/L、BOD5降低到5mg/ L，其它污染組分基本未變化，可滿足達(dá)標(biāo)排放的控制指標(biāo)要求直接外排或作為雙膜法深度 脫鹽回用的優(yōu)質(zhì)源水利用。實(shí)施例5采用本發(fā)明的處理方法對(duì)某煉油廠污水深度回用工程中的反滲透脫鹽系統(tǒng)的尾 水進(jìn)行處理。廢水中的主要污染物COD 180mg/L、B0D520mg/L、總?cè)芄?600mg/L、石油類 < lmg/L、NH3-N < 5mg/L。采用實(shí)施例1的處理裝置，處理過(guò)程中的運(yùn)行條件為進(jìn)水量5L/h ；提升氣體采用 空氣，進(jìn)氣量30L/h ；載體選用常規(guī)活性炭顆粒，粒徑Imm ；陽(yáng)極采用Ti-SnO2合金板、陰極采 用Ti-PM2合金板；反應(yīng)區(qū)控制電流8. 0A。試驗(yàn)處理效果通過(guò)本發(fā)明的方法處理后，污水深度反滲透脫鹽系統(tǒng)的尾水中的 COD降低到50mg/L、BOD5降低到5mg/L，其它污染組分基本沒(méi)有改變，可滿足達(dá)標(biāo)排放的控 制指標(biāo)要求直接外排。實(shí)施例6采用實(shí)施例1的處理裝置，處理與實(shí)施例5相同的污水，改變處理過(guò)程中的運(yùn)行條件為進(jìn)水量8L/h;提升氣體采用臭氧，進(jìn)氣量30L/h;載體選用常規(guī)載鈷活性炭顆粒(金 屬鈷重量含量2. 0%，采用US6797184的描述的方法進(jìn)行制備)和分子篩顆粒的混合物，其 體積比為載鈷活性炭分子篩為1 1，混合顆粒粒徑0.5 Imm;陽(yáng)極采用Ti-SnO2合金 板、陰極采用Ti-PW)2合金板；反應(yīng)區(qū)控制電流10. OA。 試驗(yàn)處理效果通過(guò)本發(fā)明的方法處理后，污水深度反滲透脫鹽系統(tǒng)的尾水中的 COD降低到42mg/L、BOD5降低到:3mg/L，其它污染組分基本沒(méi)有改變，可滿足達(dá)標(biāo)排放的控 制指標(biāo)要求直接外排。
權(quán)利要求
1.一種流化床電解催化氧化反應(yīng)裝置，其特征在于流化床電解催化氧化反應(yīng)裝置由 流化床電解反應(yīng)器[1]和分離器[2]組成；流化床電解反應(yīng)器[1]由中間隔板[9]分隔成流 化區(qū)[3]和氧化反應(yīng)區(qū)W]，流化區(qū)[3]和氧化反應(yīng)區(qū)W]的上部相互連通，流化區(qū)[3]和 氧化反應(yīng)區(qū)W]的下部相互連通；流化區(qū)[3]底部設(shè)置氣體分布器[11]，氣體分布器[11] 與進(jìn)氣管[12]連接，氧化反應(yīng)區(qū)[4]裝有至少一組陽(yáng)極板[5]和陰極板W]，分別與直流 穩(wěn)壓電源[7]的正極和負(fù)極相連接，形成回路；在氧化反應(yīng)區(qū)[4]的中部設(shè)有進(jìn)水管[14]； 流化床電解反應(yīng)器[1]內(nèi)隔板[9]之上設(shè)置沉降段[8]，沉降段[8]與分離器[2]由連通 管[10]相通，分離器[2]上部設(shè)置出水管[15]，分離器[2]底部與由回流管[16]與流化區(qū) [3]相通。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于流化區(qū)[3]與氧化反應(yīng)區(qū)W]的體積比 為 1 1 1 10。
3.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于流化區(qū)[3]與氧化反應(yīng)區(qū)W]的體積比 為 1 2 1 6。
4.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于陽(yáng)極選用Ti-SnO2合金板、Ti-PbO2合金 板或石墨板；陰極選用Ti-SnA合金板、Ti-PbO2合金板、Ti金屬板、PbO2板、石墨板或不銹 鋼板。
5.一種流化床電解催化氧化反應(yīng)處理方法，其特征在于使用權(quán)利要求1至4任一權(quán) 利要求所述的裝置，含鹽廢水由進(jìn)水管[14]連續(xù)進(jìn)入流化床反應(yīng)器[1]的氧化反應(yīng)區(qū)[4] 內(nèi)，與來(lái)自流化區(qū)[3]的循環(huán)廢水和載體[13]混合向下流動(dòng)，并在該區(qū)內(nèi)電解電極的作用 下，發(fā)生電解氧化反應(yīng)，此時(shí)的載體[13]即充當(dāng)三維電解粒子，又起到氧化催化劑的作用； 電解催化氧化反應(yīng)后的出水與載體[13]再由氧化反應(yīng)區(qū)[4]下部的縫隙流入流化區(qū)[3]， 并被流化區(qū)[3]內(nèi)的氣體向上提升至流化床電解反應(yīng)器[1]上部的沉降段[8]，部分流入氧 化反應(yīng)區(qū)[4]進(jìn)行循環(huán)處理，部分進(jìn)入分離器[2]進(jìn)行沉降處理；流化區(qū)[3]內(nèi)起提升作用 的氣體由流化區(qū)[3]下部的進(jìn)氣管[12]和氣體分布器[11]進(jìn)入；分離器[2]沉降下來(lái)的 載體[13]隨回流水通過(guò)下部的回流管[16]返回流化區(qū)[3]中循環(huán)，裝置處理后的出水則 由分離器[2]上部的出水管[15]排出。
6.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于流化區(qū)[3]內(nèi)通入的提升氣體選擇空氣、 氧氣或含臭氧的氣體。
7.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于流化床電解反應(yīng)器[1]中的填充載體 [13]選用顆粒狀的活性炭、載有催化活性金屬的活性炭、分子篩或其中幾種的混合物，載體 粒徑0. 3 5mm。
8.按照權(quán)利要求5或7所述的方法，其特征在于載體填充量為流化床電解反應(yīng)器[1] 體積的1/10 1/3。
9.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于廢水在流化床電解反應(yīng)器[1]內(nèi)的液體 空速為1. 0 10. Oh—1，廢水在氧化反應(yīng)區(qū)[4]內(nèi)的電解電流控制在0. 1 IOA。
10.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于廢水在流化床電解反應(yīng)器[1]內(nèi)的液體 空速為2. 0 5. OtT1，廢水在氧化反應(yīng)區(qū)W]內(nèi)的電解電流控制在0. 5 5A。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種流化床電解催化氧化反應(yīng)裝置和處理方法，本發(fā)明提出的方法充分利用了含鹽廢水具有較高的導(dǎo)電性，將電解氧化、催化氧化、流化床有機(jī)地結(jié)合在一起，依靠電解陽(yáng)極、陰極和催化粒子等三維催化電極電解產(chǎn)生的自由基和催化粒子的催化作用深度氧化廢水中各種有機(jī)污染物，達(dá)到深度去除廢水中的難生物降解性有機(jī)物的目的。本發(fā)明裝置和方法對(duì)煉油、化工等企業(yè)的循環(huán)水場(chǎng)排污、動(dòng)力站排污、污水反滲透脫鹽系統(tǒng)的尾水等低濃度含鹽廢水進(jìn)行處理，使處理后的出水滿足達(dá)標(biāo)要求直接排放，或作為雙膜法深度脫鹽回用的優(yōu)質(zhì)源水利用。另外，與傳統(tǒng)三相流化床相比，本發(fā)明裝置在固-液-氣三相分離上更易于操作和控制。
文檔編號(hào)C02F1/461GK102040262SQ20091020427
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月21日
發(fā)明者朱衛(wèi), 許謙, 郭宏山 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院