高浓度吡啶废水处理

1高浓度吡啶废水处理达标工程

工艺流程

1. 设计依据：

《国家污水综合排放标准》（GB18918-2002）；

室外排水设计规范（GB500014—2006）；

混凝土结构设计规范（GBJ10－89）；

给水排水工程结构设计规范（GBJ69－84）；

建筑结构设计统一标准（GBJ68－89）；

电力装置的电测量仪表装置设计规范（GBJ 63-90）；

建筑结构荷载规范（GBJ9－87）；

中华人民共和国《工业企业厂房标准》（GB5096-93）；

城市区域环境噪声标准（GB3096-2003）；

《工业企业厂界噪声标准》（GB12348－1990）；

恶臭污染物排放标准（GB14554-93）；

上海安装工程概算基价表（2000）

2. 设计原则：

1、本设计方案严格执行有关环境保护的各项规定，污水处理后必须确保各项出水水质指标均达到《国家污水综合排放标准》（GB18918-2002）中二级标准排放标准要求。

2、采用简单、成熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺，保证处理效果，并节省投资和运行管

理费用，确保出水的各项指标达到排放标准。

3、设备选型兼顾通用性和先进性，运行稳定可靠、效率高、管理方便、维修维护工作量少、价格适中。

4、系统运行灵活、管理方便、维修简单，尽量考虑操作自动化，工艺控制简单，操作方便，减少操作劳动强度。

5、设计美观、布局合理，与厂区内设施统一协调考虑，构筑物尽量采用地上式，布置在机房内，方便设备维修保养。

6、废水处理设施力求占地面积小，工程投资省，运行费用低，设置必要的监控仪表，提高控制操作的自动化程度。

7、设计时充分考虑废水处理系统产生的噪声、异味，以及污泥的处理，避免对环境造成二次污染。

8、建筑设计在满足工艺要求的前提下，建筑风格及色调上力求新颖、简洁、明快，结合环境，建设一座和谐有致、绿色低碳，节能环保的废水处理站。

3. 设计内容和范围：

设计内容为废水处理站区的土建、工艺、电气、控制系统的设计以及工程投资估算等。

1、污水处理站的总体设计，包括工艺、土建、电气设计等；（处理系统进、出水的第一个阀门开始与结束）。

2、废水处理站的设计主要分为废水处理和污泥处理及处置两大部分。

1）污水处理

调查研究水量、水质变化情况，结合污水本身所特有的情况，选择技术成熟、经济合理、运行灵活、管理方便、处理效果稳定的方案。

2）污泥处理与处置

废水处理过程中产生污泥，应进行后续稳定处理，防止对环境造成二次污染；并妥善考虑污泥的定期外运，最终委托专业单位外运处置。

4. 废水来源及水质特点、水量：

某厂主要生产医药中间体，在氟胺氰聚酯生产加工操作过程中产生的废水和建设项目运行过程中各个工段、工序的污染物排放特征产生的废水，含有大量的吡啶和吡啶衍生物，其中主要成分为2-氯-3氨基-4甲基吡啶，色度高。含吡啶废水导致生化系统无法运行，但采用混凝破氰预处理+微电解+催化氧化+复合生化的组合工艺，处理效果良好。

吡啶是一种广泛使用的化工产品，有恶臭，对神经有致毒作用，对眼角膜有伤害。吡啶对微生物呈强烈抑制作用，且难于被空气氧化，因而给地面水的自净及污水的无害化处理过程造成困难。

① 吡啶不能被重铬酸钾氧化，含吡啶环的物质，用国标法中的测法，吡啶测不出COD ，只有能够被重铬酸钾氧化的物质才能测出COD 。

② 吡啶对生化过程的生物菌有很强的抑制性或毒性，即“杀菌”，造成生化不能进行，也即废水中的吡啶类物质“不可生化”，使得污泥死亡，生化瘫痪。

因此废水要先进行预处理，目的是把吡啶分解成小分子物质，预处理的工艺有微电解、湿式氧化等，本解决方案采用多维电催化氧化作为核心工艺进行预处理，再辅以生化法，污染物可以得到有效处理，性价比高。

吡啶是重铬酸难以氧化降解的环状类、结构稳定的物质，经多维电催化氧化处理后，环状结构已被打开，经微电解进一步处理后，B/C比提高，使后继厌氧、好氧生物处理成为可能。本工艺中，二级氧化可成为典型工艺，第一级强力氧化，打开苯环，处理最难降解的有机物，第二级内电解处理，能耗低，又可进一步降解有机物。

根据上述资料，综合排放废水情况，采用工艺：混凝破氰预处理+微电解+催化氧化—>混凝沉淀—>复合生物反应—>消毒沉淀。

处理效果：COD 达到生化系统进水标准；废水色度降低，B/C比（可生化性）显著提高生化可行性。

某厂工业废水中各类污染物浓度：

CODcr ≤15000mg/l， BOD5≤3000mg/l， SS≤

1000mg/l

NH3-N ≤1200mg/l， PH=1.5 ， 石油类≤200mg/ll

设计水量：60立方米/天

5. 排放标准：《国家污水综合排放标准》（GB18918-2002）中二级标

准）

处理出水达到二级排放标准后纳管排放，浓度为：

CODcr ≤ 100mg/l， BOD5≤30mg/l， SS ≤100mg/l，

石油类≤10mg/l， NH3-N≤10mg/l， PH=6~9

6. 工艺流程及说明：

6.1进水水质分析

吡啶废水主要特点：吡啶是重铬酸钾难以氧化降解的环状类、结构稳定的物

质，经微电解+催化氧化处理后，环状结构已被打开，经微电解进一步处理后，B/C比提高，使后继兼氧、好氧生物处理成为可能。本工艺中，二级催化氧化可成为典型工艺，第一级强力氧化，打开苯环，处理最难降解的有机物，第二级内电解处理，能耗低，又可进一步降解有机物。

废水主要来源：根据业主提供的有效资料文件；

生活废水考虑直排，或由工业废水的生化系统处理后排放。

经催化反应后，COD 的去除率达80%，色度的去除率达90%，达到了大

幅度降低污染物浓度的效果，净化水质，为后续生化提供帮助。

6.2设计思路

（1）根据吡啶废水的特点和考虑到在去除水中一般性污染物质，确保出水水质

达标的同时，兼顾经济合理和运行管理的科学性，重点考虑污水的水质水量变化大、吡啶类化合物含量高等因素，在处理工艺中考虑物化和生化相结合处理，生化处理作为处理成本比较低的处理工艺应该是较好的选择，考虑到污水的冲击负荷和污水处理的要求比较高，选用工艺应选用满足以上要求的处理工艺。（混凝破氰预处理+微电解+催化氧化+复合生化）

（2）按照企业瞬时排放水量稳定，色度、CODcr 等浓度较高等特点。利用混凝

--催化氧化去除高COD 。废水B/C值很低，可生化性很差，可利用生化处理，节约运行成本。

6.3总结 该类废水仅仅通过加药物化沉淀、或生化处理工艺，是达不到建设方

要求的排放标准，必须把生化处理工艺和物化处理工艺有机的结合，并且针对吡啶类物质有毒的特点，添加UASB （厌氧生物反应）的过程才能达到处理要求，其中物化中催化氧化是废水处理的核心，生化处理是水质达标的保障。

关键是节省投资，降低运行费用，低碳环保，绿色无二次污染。 污水处理工艺流程见图3-2-1

7主要工艺说明

7.1微电解（必须结合催化氧化同步可去除COD 、氨氮、盐份）

微电解持续高活铁床，又名持续高活性内电解床，主要利用了铁的还原性、铁的电化学性、铁离子的絮凝吸附三者共同作用来净化废水。就其处理原理而言，应归类于电解法，因此也称为铁炭内电解法或铁炭微电解法，在酸性条件下，铁与炭之间形成无数个微电流反应器，废水中的有机物在微电流的作用下被还原氧化。当废水通过含铁和炭的填料时，铁成为阳极，碳成为阴极，并有微电流流动，形成无数个小电池，产生降解和破坏。 其相关反应如下：

阳极反应：

Fe －2e →Fe2+ E0(Fe2+/Fe)=-0.44V

阴极反应：

2H++2e→H2 ↑ E0 (H2+/H2)=0.00 V

当有氧气时：

O2+4H++4e→2H20 E0(O2)=1.23V

O2+4H2O++4e→4OH E0(O2/OH)=0.40V

上述反应在酸性和充氧的情况下被证实了的功能：由于有机物参与阴极的还原反应，使官能团发生了变化，改变了原有机物的性质，降低了色度，改善了B/C值；一些无机物也参与反应生成沉淀得以去除，如：Fe2++ S2-= FeS

废水的胶体粒子和微小分散污染物受电场作用，产生电泳现象，向相反电荷的电极移动，并聚集在电极上使水澄清；阳极新生态的Fe2＋经石灰中和生成Fe(OH)2、Fe(OH)3有极强的吸附能力，使水得以澄清，盐份可去除；

7.2催化氧化设备（含催化剂、氧化剂，物化系统核心部件）

催化氧化装置主要结合铁碳填料的微电解反应产生[•OH]自由基，分解废水中的有机物，降低色度。微电解时阳极、阴极在外加催化剂作用下，在废液中形成羟基效应，破坏废液中分散胶体粒子的稳定体系，胶体粒子向相反电荷的电极移动、沉积或吸附在催化剂上，从而去除废液中悬浮态和胶体态污染物质。

与传统的氧化还原反应方式不同，本设计中的催化氧化装置采用稀有金属烧灼催化剂，同时复配非金属催化剂作为水体内催化系统，我公司研发的新型催化氧化填料在传统填料的基础上进行多方面改进。

催化剂产生的氧化自由基在非金属催化剂作用下持续对水体进行催化氧化，大大提高了催化效率。其铁碳结合作用一种是直接氧化，即污染物直接在阳极失去电子而发生氧化反应，另一种是间接氧化，即在H2O2作用下氧化过程中产生的·OH 、HO·自由基等因寿命短，氧化性极强，无选择地直接与废水中的有机污染物反应，降解为二氧化碳、水和简单有机物。我司的催化氧化技术具有以上两者的优点结合，絮凝体大且沉降迅速，沉淀密实，对后续固液分离处理大大有利，能在较短时间内针对高浓度有机物达到有效彻底地去除，同时由于对大分子的破坏分解作用提高了水体的可生化性。

7.3复合生化处理（有效驯化缺氧、兼氧、好氧，活性污泥）

复合生化池由池体、填料、支架、曝气装置、布水装置及排泥管道等部件所组成。下部中心进水、PPR 穿孔管或微孔管布气，水、气同向流动。

组合生化池构造见下图：

生物膜固着在表面粗糙度极大的JR-Ⅰ填料上，其生物固体平均停留时间（污泥龄）较长，一般18小时以上，因此在生物膜上能够生长世代时间较长、比增殖速度很小的微生物。在 生物膜上还可能大量出现丝状菌，而且没有污泥膨胀的可能。生物膜上生长繁育的生物类型广泛，种属繁多，食物链长且较为复杂。生物膜上能够形成稳定的生态系统与食物链，微生物丰富，除细菌和多种种属原生动物和后生动物外，还能够生长氧化能力较强的球衣菌属的丝状菌。由于进行曝气，生物膜表面不断地接受曝气吹脱，有利于保持生物膜的活性，抑制厌氧膜的增殖，能够保持较高浓度的活性生物量。对冲击负荷有较强的适应能力，在间歇运行条件下，仍能够保持良好的处理效果。污泥生成量少，污泥颗粒较大，易于沉淀，不会产生污泥膨胀。操作简单、运行方便、易于维护管理，不需污泥回流，不产生污泥膨胀现象，也不产生滤池蝇，污泥产生量少。

8、小试试验方法

8.1 预处理

取800mL 废水进行烧杯试验，投加酸调节pH 值，然后投加一定量的混凝剂进行磁力搅拌，静沉1h 后取上清液进行分析。

8.2物化处理

取上清液，在催化剂催化下，曝气反应，经过24小时后，取上清液，待生化处理。

8.2 生化处理

取沉淀后的上清液进行水复合生化试验。缺氧、好氧反应器均采用80mm ×500mm 的有机玻璃柱(厌氧柱内进行搅拌，好氧柱内挂设软性填料) 。缺氧、兼氧污泥取自某工业废水处理站水解酸化池，好氧污泥取自某城市污水处理厂的二沉池排泥，污泥在驯化一个多月后开始进行测试。为了考察废水中污染物浓度的变化，进一步确定该废水在实际工程应用中所需的停留时间，采用间歇运行方式24h 后进入好氧池(停留时间为24h) 。

8.3 后处理

取缺氧24h 、好氧12h 的生化出水进行烧杯混凝沉淀试验(与预处理相同) 。 8.4 测定方法

COD ：快速重铬酸钾法；BOD5：标准稀释法；色度：稀释倍数法

结果与分析

.1 预处理（含破氰过程）

因此废水要先进行预处理，目的是把吡啶分解成小分子物质，预处理的工艺有微电解、湿式氧化等，本解决方案采用混凝破氰预处理+微电解+催化氧化作为核心工艺进行预处理，再辅以生化法，污染物可以得到有效处理，性价比高。 .2 缺氧、兼氧、好氧生化反应

吡啶对生化过程的生物菌有很强的抑制性或毒性，即“杀菌”，造成生化不能进行，也即废水中的吡啶类物质“不可生化”，使得污泥死亡，生化瘫痪。因此，在物化处理之后，必须添加一个缺氧生化反应池，以降低废水中的吡啶类物质，方可进入后续复合式二段生化系统处理。

. 3 后处理

吡啶废水经预处理和生化处理后水质得到了明显改善，但出水仍然不能达标，尤其是色度较大。为此，分别采用臭氧氧化、活性炭吸附和混凝沉淀进行后处理试验来再一次验证。 以上工艺流程，根据不同废水情况，不同分析，做不同设计要求和提供不同工艺标准。欢迎来电来函咨询：021-63450205、63453870

破氰工艺--氯氧化法

硫酸亚铁破氰效果

专利名称一种高效破氰的催化剂及其制备方法

技术领域本发明涉及电镀废水处理领域，特别是涉及一种高效破氰的催化剂及其制备方法。

背景技术在电镀过程中产生的废水对自然环境会产生极大的危害，其中的含氰废水是极具毒性的一种工业废水，为了使其不会对自然环境产生危害，对其进行处理已经成为电镀废水处理过程中的一项重要工艺过程。含氰废水处理的主要技术之一就是使其氰化物结构破坏，即破氰；目前电镀含氰废水的处理方法中，较常用的次氯酸钠破氰，但该方法加药量大， 处理会有副产物产生等不足。臭氧氧化无二次污染，不产生污泥和异臭异味，因此臭氧破氰的应用存在较大的前景。臭氧破氰的原理为臭氧氧化处理氰化物和硫氰酸盐的化学机理为CN^O3 — CNO^O2 (1)2CN0>303+H20 — N2 个 +2HC(V+302 (2)2SCN>1103+40r ^

2HC03>2S03>N2 +3H20+1102 (3)但臭氧对铁、亚铁氰化物中的氰无氧化能力，只能把Fe (CN) 64_氧化为Fe (CN) 63_，因此当废水中含有Fe (CN) 64_时，臭氧氧化法效果不理想。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在提供一种能够提高氰化物的去除效率，特别是有效去除铁、亚铁氰化物中的氰的催化剂及其制备方法。为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为一种高效破氰的催化剂，其特征在于所述的催化剂为均勻布有镍离子的X-型分子筛通过高温闪蒸后所得。本发明还涉及上述高效破氰的催化剂的制备方法取含镍离子物质按2% -3%浓度配成溶液，将χ-型分子筛浸泡在此溶液，使镍离子均勻分布在X-型分子筛表面上，倒出上层溶液，用清水冲洗X-型分子筛数遍后，烘干，高温闪蒸后制备而成。进一步，所述的X-型分子筛浸泡在溶液中的时间为24-36h 。进一步，所述的含镍离子物质为硫酸镍、卤化镍等。本发明的所述的催化剂破氰原理为X-型分子筛本身具有较强的催化作用，一般来说，Al/Si比越高，OH 基的比活性越高，X-型分子筛的Si/Al为1-1. 5，相对较低。X-型分子筛在各种不同的酸催化剂中能够提供很高的活性和不寻常的选择性，从镍原子的电子组态显示，镍的d 带中某些能未被充满，即“d带空穴”，d 带空穴的存在，使之有从外界接受电子和吸附物种并与之成键的能力，但d 带空穴并非越多越好，在金属及其合金催化剂中， 催化活性对比镍铜 镍铁，其中，铜的d 带空穴为0，铁的d 带空穴为2. 2，镍的d 带空穴为0. 6。金属催化剂在载体表面上均勻分布，充分发挥其催化效果，对于负载型的催化剂，理想的情况是活性组分既与载体有较强的相互作用，又不至于滞留金属的还原，有CO

3参与的反应，活性得到很大的提高。镍负载催化剂急剧闪蒸前显正常的催化活性，高温闪蒸后，分子筛载体表面形成高度非平衡的点缺陷浓度，使镍负载催化剂显示出超活性。为此，选择在臭氧处理含氰废水装置中，添加镍负载分子筛催化剂，含氰废水在分子筛催化剂的表面上利用臭氧破氰产生的氧气进行氧化反应，于是加快了臭氧破氰正反应的速率，另外加上高温闪蒸后，镍负载分子筛催化剂显示出超活性，亚铁氰化物被吸附在分子筛上，在其高活性下被氧化，从而提高了氰化物的去除效率。因此，在臭氧破氰中加入镍负载分子筛催化剂，不但加快了反应速率，且提高了氰化物的去除效率，从而达到臭氧破氰的高效催化作

用。

具体实施例方式下面结合附图

和具体实施例，对本发明做进一步说明。实施例1:(以小试为例) 取硫酸镍10g ，溶解于500mL 水中，称取500gX_型分子筛于容器中，加入配好的500mL 硫酸镍溶液中，浸泡30h 后，倒出溶液，使镍离子分布于X-型分子筛中，清洗X-型分子筛数遍，烘干后，高温闪蒸，得催化剂，用于臭氧破氰。实施例2 :(以小试为例) 取硫酸镍15g ，溶解于500mL 水中，称取500gX_型分子筛于容器中，加入配好的500mL 硫酸镍溶液中，浸泡24h 后，倒出溶液，使镍离子分布于X-型分子筛中，清洗X-型分子筛数遍，烘干后，高温闪蒸，得催化剂，用于臭氧破氰。实施例3 :(以小试为例) 取氯化镍12g ，溶解于500mL 水中，称取500gX_型分子筛于容器中，加入配好的500mL 氯化镍溶液中，浸泡3 ! 后，倒出溶液，使镍离子分布于X-型分子筛中，清洗X-型分子筛数遍，烘干后，高温闪蒸，得催化剂，用于臭氧破氰。催化剂破氰实施例1在臭氧破氰装置中，加入制备好的镍负载分子筛催化剂500g ，加入50L 含氰水，调节原水PH 为9. 0左右，用间歇式处理方式破氰，通入臭氧，对运行时间及运行效果分析处理，并与未加入催化剂臭氧破氰进行对比，其中原水条件及臭氧通入量条件相同，实验结果见下表 权利要求

1. 一种高效破氰的催化剂，其特征在于所述的催化剂为均勻布有镍离子的X-型分子筛通过高温闪蒸后所得。

2. 一种高效破氰的催化剂制备方法，其特征在于所述的制备方法步骤为取含镍离子物质按2% -3%浓度配成溶液，将X-型分子筛浸泡在此溶液，使镍离子均勻分布在X-型分子筛表面上，倒出上层溶液，用清水冲洗X-型分子筛数遍后，烘干，高温闪蒸后制备而成。

3. 根据权利要求2所述的一种高效破氰的催化剂制备方法，其特征在于所述的X-型分子筛浸泡在溶液中的时间为24-36h 。

4. 根据权利要求2所述的一种高效破氰的催化剂制备方法，其特征在于所述的含镍离子物质为硫酸镍。

5. 根据权利要求2所述的一种高效破氰的催化剂制备方法，其特征在于所述的含镍离子物质为卤化镍。

全文摘要

本发明公开了一种高效破氰的催化剂，其特征在于所述的催化剂为均匀布有镍离子的X-型分子筛通过高温闪蒸后所得。本发明还公开了一种高效破氰的催化剂制备方法，其特征在于所述的制备方法步骤为取含镍离子物质按2％-3％浓度配成溶液，将X-型分子筛浸泡在此溶液，使镍离子均匀分布在X-型分子筛表面上，倒出上层溶液，用清水冲洗X-型分子筛数遍后，烘干，高温闪蒸后制备而成。通过在臭氧破氰中加入镍负载X-型分子筛催化剂，不但加快了反应速率，且提高了氰化物的去除效率，从而达到臭氧破氰的高效催化作用。

文档编号C02F1/78GK102380409SQ[1**********]

公开日2012年3月21日 申请日期2011年8月25日 优先权日2011年8月25日

发明者任以伟, 张燕玲, 王俊川 申请人:厦门市威士邦膜科技有限公司

X 技术网 原文链接:http://www.xjishu.com/zhuanli/40/[1**********]2.html