難降解廢水處理系統的製作方法

2023-05-01 16:42:11 1

難降解廢水處理系統的製作方法
【專利摘要】一種難降解廢水處理系統，廣泛應用於工業廢水處理領域。它包括注水控制系統、氧化劑生成系統、催化劑投放系統、高級氧化反應系統、剩餘氧化劑回收系統和排水系統。使難降解的工業廢水通過本系統處理後，滿足直接排放、後續生化處理、回用等各種處理要求，且設備具有運行費用低，處理效率高的特點。
【專利說明】難降解廢水處理系統
【技術領域】
[0001]一種廢水處理系統，廣泛應用於工業廢水處理領域。更具體地說，涉及一種工業難降解廢水處理系統。
【背景技術】
[0002]隨著工業的迅速發展，廢水的種類和數量迅猛增加，水體的汙染也日趨廣泛和嚴重，時刻威脅人類的健康和安全。對於保護環境來說，工業廢水的處理比城市汙水的處理更為重要。工業廢水的處理雖然早在19世紀末已經開始，並且在隨後的半個世紀進行了大量的試驗研究和生產實踐，但是由於許多工業廢水成分複雜，性質多變，仍有一些技術問題沒有完全解決。
[0003]目前在工業廢水處理領域中，採用高級氧化法處理的基本原理是採用羥基自由基的強氧化性對工業廢水中高分子有機物進行處理。通常是採用不同的方法產生羥基自由基，如芬頓試劑、光觸媒等，再通過羥基自由基與有機物發生氧化反應，從而達到分解有機物的目的。但該方法的實施需要具備一定的反應時間，並且需要投加大量的氧化劑，才能達到處理效果。按照羥基自由基的反應機理和化學特性，羥基自由基極不穩定，如果瞬間沒有捕捉到汙染物，羥基自由基將立即發生相互間等其他反應，瞬間湮滅，此時羥基自由基沒有起到強氧化處理汙染物的作用，系統生成的羥基自由基的有效利用率低，所以造成通常高級氧化方法的反應時間長，氧化劑投加量多，處理成本高等弊端。而且氧化反應處理裝置通常採用一個反應腔，氧化劑投加點通常也為一個，反應效果不佳，並存在設備體積大，裝置結構單一，設備成本高等問題。

【發明內容】

[0004]本實用新型目的就是要提供一種難降解廢水處理系統，使難降解的工業廢水通過本系統處理後，滿足直接排放、後續生化處理、回用等各種處理要求，且設備具有運行費用低，處理效率高的特點。
[0005]為了解決上述目的，本實用新型採用如下技術方案:
[0006]難降解廢水處理系統，包括注水控制系統、氧化劑生成系統、催化劑投放系統、高級氧化反應系統、剩餘氧化劑回收系統和排水系統，其中:
[0007]注水控制系統的進水池與溶氣泵相連，電控箱與溶氣泵、計量泵和氧化劑發生器電連接，溶氣泵與高級氧化反應系統的活化混合反應腔相連；
[0008]氧化劑生成系統通過氧化劑發生器通過溶氣泵與注水控制系統相連，同時與剩餘氧化劑回收系統的回收裝置相連；
[0009]催化劑投放系統在電控箱控制下，使加藥桶和加藥計量泵，通過加藥主管和多條加藥支管，分別與投加調節閥和液體流量計相連；
[0010]高級氧化反應系統通過活化混合反應腔與注水系統和催化劑投放系統相連，活化混合反應腔與優化反應腔相連，加藥口與各加藥支管及活化混合反應腔相連；[0011 ] 剩餘氧化劑回收系統由剩餘氧化劑回收裝置構成,設有一個氣液混合液的進水口，一個氣體出口和一個反應液體出口 ；
[0012]排水系統中的出水池，與剩餘氧化劑回收裝置的反應液體出口相連。
[0013]其中，高級氧化反應系統中活化混合反應腔和優化反應腔相互串聯，形成一個反應段；每個反應段採用首尾連接的串聯方式；
[0014]催化劑投放系統中的計量泵固定在催化劑加藥桶上，計量泵的加藥主管分成多路支管，各加藥支管均與投加調節閥、液體流量計依次相連；
[0015]催化劑投放系統中的加藥支管與高級氧化反應系統中的活化混合反應腔的加藥口相連。
[0016]本實用新型顯著特點在於:
[0017]1.重點針對羥基自由基極不穩定，瞬間湮滅的特性，提出採用多點投加、多個反應段組合，以及多項靈活調節的解決措施。
[0018]2.將一整個反應腔體分成若干個串聯的小反應腔，氧化劑投加點與小反應腔的數
量相匹配。
[0019]3.本系統中羥基自由基有效利用率高，處理時間短，氧化劑的投加量少，所以採用本裝置具有運行費用低，處理時間短，處理效率高等特點。
[0020]4.具有化學需氧量(COD)去除率高，可生化性能升高，處理後的廢水能夠滿足各種處理要求，比如直接排放、後續生化處理要求、回用等。
[0021 ] 5.本系統加工製造與廢水處理成本低，處理效果顯著。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型原理框圖
[0023]圖2為本實用新型結構示意圖
[0024]進水池1、溶氣泵2、氧化劑發生器3、催化劑加藥桶4、加藥計量泵5、催化劑投加調節閥 6 (6-(1) ,6-(2)、6-(n-l)、6_(n))、液體流量計 7 (7-(1) ,7-(2)、7_(η_1)、7_(η))、活化混合反應腔 8 (8-(1)、8-(2)、8-(η-1)、8_(η))、優化反應腔 9 (9-(I)、9_ (2)、9_ (η_1)、9_(η))、加藥口 10、出水池11、氧化劑回收裝置12、電控箱Μ、加藥主管路Α、加藥支管路B(B-(I)、B-⑵、B- (n-1)、B- (η))。
【具體實施方式】
[0025]下面將結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步詳細說明
[0026]本實施例選用臭氧為氧化劑進行多點投加，以雙氧水為催化劑進行多段控制，確保氧化劑和催化劑配比最佳，產生足夠的羥基自由基，實現對水體的氧化處理，處理設備由注水控制系統、氧化劑生成系統、催化劑投放系統、高級氧化反應系統、剩餘氧化劑回收系統和排水系統構成。
[0027]注水控制系統的進水池I與溶氣泵2採用金屬管相連，電控箱M與溶氣泵2、計量泵5和臭氧發生器3連接控制，臭氧發生器3與溶氣泵2採用耐腐蝕的氟膠管連接，使溶氣泵2對處理廢水實施高壓，溶氣泵2與高級氧化反應系統的活化混合反應腔8-(I)採用不鏽鋼管連接。[0028]氧化劑生成系統通過臭氧發生器3產生的臭氧與處理廢水溶解。剩餘臭氧回收系統是將經過高級氧化反應系統的氣液混合體通過回收裝置12，將反應剩餘的臭氧返還到臭氧發生器3中，反應後的液體從回收裝置12流入出水池11中。
[0029]催化劑投放系統在電控箱M控制下，使加藥桶4和加藥計量泵5，通過加藥主管A和多條加藥支管B，分別與雙氧水投加調節閥6和液體流量計7相連，實現催化劑多點控制投放，形成多點投加藥劑系統。
[0030]高級氧化反應系統通過活化混合反應腔8與注水控制系統和雙氧水投放系統相連，活化混合反應腔8與優化反應腔9相連，加藥口 10與各加藥支管B及活化混合反應腔8相連，實現多段控制。
[0031]剩餘氧化劑回收系統的回收裝置12有一個氣液混合液的進水口，一個氣體出口和一個反應液體出口。回收裝置12的氣體出口與臭氧發生器3採用耐腐蝕的氟膠管連接，回收裝置12的液體出水與出水池11採用金屬管材連接。
[0032]排水系統中的出水池11與氧化劑回收裝置12的液體出水口相連。
[0033]高級氧化反應系統中活化混合反應腔8和優化反應腔9相互串聯，形成一個反應段；每個反應段採用首尾連接的串聯方式，即第一個反應段8-9-(1)與第η個反應段8-9-(η)採用不鏽鋼管連接。
[0034]催化劑投放系統中的加藥計量泵5固定在雙氧水加藥桶4上，計量泵5的加藥主管A分為η個支管B-(η)，各加藥支管B-(η)均與雙氧水投加調節閥6-(η)、液體流量計
7-(η)依次相連，管路材質可選用PE管。
[0035]催化劑投放系統中的加藥支管Β-(η)與高級氧化反應系統中的活化混合反應腔
8-(η)的加藥口10連接。處理後的廢水從優化反應腔9-(η)末端出來後進入回收裝置12。回收裝置12的液體出水口與出水池11採用金屬管材連接。回收裝置12的氣體出口與臭氧發生器3採用氟膠管連接。
[0036]本實用新型工作流程如下:
[0037]進水池I中為難降解的工業廢水，廢水和臭氧發生器3所產生的臭氧同時進入溶氣泵2，使臭氧溶解到廢水中。
[0038]溶解了臭氧的廢水最初進入到高級氧化反應系統的第一個反應段中，儲存在加藥桶4的雙氧水通過計量泵5同時也進入第一個反應段的前端(活化混合反應腔8-(I))。雙氧水投加量的調節通過投加調節閥6-(1)和流量計7-(1)實現。
[0039]溶解了臭氧的廢水和雙氧水在第一個反應段中完成處理後，進入第二個反應段、第三個反應段、最後從第η個反應段流出，進入氧化劑回收裝置12後，最後進入出水池11中，完成全部處理反應。反應中剩餘臭氧經過臭氧回收裝置12後，回用於臭氧發生器3中。
[0040]多個反應段的一端為活化混合反應腔，大量的微臭氧氣泡和進水，連同雙氧水，這三種物質發生劇烈高效氣相-液相混合，增大了臭氧的溶解率，增大了臭氧與雙氧水的接觸反應機率，瞬間產生的羥基自由基數量增加，對廢水的處理效果也增強。
[0041]多個反應段的另一端為優化反應腔，為在活化混合反應腔中為氧化劑提供充分的反應空間，確保反應的繼續進行。
[0042]採用多點投加方式，將一次性投加的雙氧水分為η個投加點進行投加，並對每個投加點的投加量進行調節，確保在每個反應段中的臭氧量和雙氧水量為最佳比例，即每個反應段羥基自由基的產生量最多，由此確保整個處理過程的全程高效反應，不僅節省了處理時間，而且有效降低了氧化劑的投加量。
[0043]多個反應段的調節，通過增加實際參與反應的單元反應腔的數量實現。比如:處理A類廢水，需要5段單元反應腔，此時只需分別在前5段單元反應腔中開啟雙氧水投加閥門，其餘單元反應腔不投加雙氧水，同時適當降低臭氧投加量。處理B類廢水，需要10段單元反應腔，此時只需分別在前10段的單元反應腔中開啟雙氧水投加閥門，其餘單元反應腔不投加雙氧水，同時適當提高臭氧投加量。
[0044]以對某油田採油廢水處理為例，主要汙染物為分子量萬級以上的高分子聚合物。採油廢水處理量為1.0m3/h。採油廢水進過預處理後的水質為:化學需氧量C0D=240~300mg/L、生物需氧量B0D5=0mg/L。要求處理後水的化學需氧量COD≤100mg/L，達到排放要求。
[0045]採用本裝置處理，氧化劑投加量60~120mg/L，氧化劑投加摩爾比(H202/03)為(1: 1.5~1:5)，反應I分鐘。經過本裝置處理後，化學需氧量C0D=70~80mg/L。說明採用本裝置處理後，廢水中的高分子聚合物被大大降低，出水水質的化學需氧量COD < IOOmg/L0處理成本為2.5~4.5兀/m3,含電耗和氧化劑費用。
[0046]再以選礦廢水處理為例，主要汙染物為難降解的高分子有機物，要求處理後回用於選礦工藝。廢水水質:化學需氧量C0D=300~400mg/L，生物需氧量B0D5=5~8mg/L，處理量為500m3/h。處理後的廢水要滿足工藝回用需求，其水質必須滿足化學需氧量COD ( 150mg/L。
[0047]採用本裝置處 理，氧化劑投加量20~30mg/L，氧化劑投加摩爾比(H202/03)為(1: 1.5~1:5),反應1.5分鐘。經過本裝置處理後，生物需氧量BOD5/化學需氧量COD=0.37~0.4。廢水的可生化性由原O提高到0.37~0.4。再經過常規生化處理後，化學需氧量C0D=120~150mg/L，生物需氧量B0D5=40~51mg/L，滿足工藝COD ( 150mg/L的回用要求。說明採用本裝置處理後，廢水中難降解的高分子有機物被分解為易降解的小分子有機物，提高了廢水的可生化性，為後續常規生化處理提供了保障。處理成本為0.8~
1.5元/m3，含電耗和氧化劑費用。
【權利要求】
1.難降解廢水處理系統，其特徵在於它由注水控制系統、氧化劑生成系統、催化劑投放系統、高級氧化反應系統、剩餘氧化劑回收系統和排水系統構成，其中: 注水控制系統的進水池與溶氣泵相連，電控箱與溶氣泵、計量泵和氧化劑發生器電連接，溶氣泵與高級氧化反應系統的活化混合反應腔相連； 氧化劑生成系統通過氧化劑發生器通過溶氣泵與注水控制系統相連，同時與剩餘氧化劑回收系統的回收裝置相連； 催化劑投放系統在電控箱控制下，使加藥桶和加藥計量泵，通過加藥主管和多條加藥支管，分別與投加調節閥和液體流量計相連； 高級氧化反應系統通過活化混合反應腔與注水控制系統和催化劑投放系統相連，活化混合反應腔與優化反應腔相連，加藥口與各加藥支管及活化混合反應腔相連； 剩餘氧化劑回收系統由剩餘氧化劑回收裝置構成，設有一個氣液混合液的進水口，一個氣體出口和一個反應液體出口 ； 排水系統中的出水池，與剩餘氧化劑回收裝置的反應液體出口相連。
2.如權利要求1所述的難降解廢水處理系統，其特徵在於高級氧化反應系統中活化混合反應腔和優化反應腔相互串聯，形成一個反應段；每個反應段採用首尾連接的串聯方式。
3.如權利要求1所述的難降解廢水處理系統，其特徵在於催化劑投放系統中的計量泵固定在催化劑加藥桶上，計量泵的加藥主管分有多路支管，各加藥支管均與投加調節閥、液體流量計依次相連。
4.如權利要求1所述的難降解廢水處理系統，其特徵在於催化劑投放系統中的加藥支管與高級氧化反應系統中的活化混合反應腔的加藥口相連。
【文檔編號】C02F1/72GK203419780SQ201320525850
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年8月27日 優先權日:2013年8月27日
【發明者】葛敬, 李玲玲 申請人:北京科淨源科技股份有限公司