一種廢棄汙染物的高級氧化還原無害化處理系統及方法
2023-05-18 16:36:21 1
一種廢棄汙染物的高級氧化還原無害化處理系統及方法
【專利摘要】本發明公開了一種廢棄汙染物的高級氧化還原無害化處理系統及方法，屬於汙染治理修復環保【技術領域】。所述無害化處理系統包括廢棄物降解子系統、廢液處理子系統、臭氧水製取子系統、降解藥劑加入子系統、檢測控制子系統、水位控制子系統；該方法具體為：首先確定廢棄汙染物類型，選定降解藥劑，將待廢棄汙染物倒入處理池，然後對廢棄汙染物進行高級氧化/還原反應處理，然後對經過處理的廢液進行無害化處理，再次利用，再對處理完畢的土壤進行生物降解處理。本發明降解效率明顯提高、用時短，對有機汙染物的處理可在2-3天時間內完成，對重金屬汙染物的處理可在3-5天時間內完成，大幅縮短了汙染物處理的時間，減少成本70%以上。
【專利說明】一種廢棄汙染物的高級氧化還原無害化處理系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明專利涉及一種廢棄汙染物的高級氧化還原無害化處理系統及方法，屬於汙染治理修復環保【技術領域】，特別涉及針對不同形態(氣態、液態、固態)、不同汙染物成分、不同汙染物質含量的汙染物，提供一種靈活配置、針對性強、高效快速的方法和設備，以超聲波催化臭氧水溶液分解形成大量強氧化性的羥基自由基，並與降解藥劑溶液發生高級氧化/還原反應，形成可實現高效降解汙染物質的高效降解溶液，用於處理汙染物。
【背景技術】
[0002]目前，對於汙染物處理的主要方式有高溫焚燒和生物菌填埋兩種方式，其中高溫焚燒由於存在成本高、能源消耗巨大、對周圍環境造成新的汙染等問題難以持續採用下去；而現有的生物菌填埋處理方式，則存在治理時間長(需要五至十年時間)、治理效果差，達不至國家汙染物治理標準的要求，同時也存在汙染物質隨空氣、水進入土壤、地下水、空氣的漏洞，很容易造成新的汙染。另外，不論是目前任何一種方案，均不能徹底地解決大量汙染物再生利用的問題。
【發明內容】
[0003]本發明的目的就是為了高效、低成本解決汙染物處理問題，提供一種可根據實際汙染物降解需求製取針對性強的高效降解溶液，快速準確達到汙染物各堆積層，實現有毒物質降解，然後排出處理完畢後殘液，進行廢液處理，達到淨化要求，再次用於製取降解溶液，實現水體循環利用。
[0004]本發明所採用的技術方案為:
[0005]一種無害化處理廢棄汙染物的高級氧化還原系統，一種廢棄汙染物的高級氧化還原無害化處理系統，其特徵是，所述無害化處理系統包括廢棄物降解子系統、廢液處理子系統、臭氧水製取子系統、降解藥劑加入子系統、檢測控制子系統、水位控制子系統；
[0006]所述廢棄物降解子系統包括反應池單元、處理池、滲透池單元；所述反應池單元包括內置超聲波發射器、水位控制管路及出水接口、臭氧水輸水管路及出水接口、降解藥劑溶液輸水管路及出水接口、水質探測器、外置水位探測器；所述滲透池單元包括透水牆、滲透池內置水位探測器、透水牆外置水位探測器、水位控制管路及入水口、滲透池內置水質探測器。
[0007]所述所述無害化處理系統包括二個方形池，其中任一方形池作為廢棄物降解子系統，另一方形池作為廢液處理子系統，兩個方形池同時使用，停止使用後，兩個方形池互換子系統作用，再次同時使用；
[0008]所述廢棄物降解子系統實施過程為:挖二個方形池，池底和四壁做防滲處理，池內一側修築從地面到池底的斜坡，斜坡滿足車輛上下行要求，在所述方形池中央位置設置反應池，反應池池壁呈三面延伸至斜坡，靠近斜坡面呈開放型，滿足車輛進出要求，反應池三面池壁做防滲處理，池壁延伸至斜坡，所述反應池池壁高度應高於待處理汙染物高度2-3米；在方形池內側距離四面池壁2-5米處，採用透水磚修築透水牆，透水牆高度與反應池壁高度一致，透水牆與反應池池壁共同構成的封閉區域作為處理池，處理池內用於堆放和處理待處理汙染物，滲透牆與方形池四壁構成的封閉區域為滲透池；
[0009]所述反應池單元反應池池壁內側安裝超聲波發射器，所述超聲波發射器採用不鏽鋼304/316密閉外殼，所述超聲波發射器電源線通過安裝在池壁的防水管路沿斜坡連接到檢測控制子系統；所述反應池內置水位水管出水接口，所述水位控制管路出水接口通過輸水管道與水位控制子系統連接；所述反應池內安裝有臭氧水輸水管路出水接口，並通過輸水管路連接到臭氧水製取子系統；所述反應池內安裝有降解藥劑溶液輸水管路出水接口，並通過輸水管路連接到降解藥劑加入子系統；所述反應池內側池壁池內底部、上部位置，安裝水質探測器，所述水質探測器的電源線通過安裝在池壁的防水管路沿斜坡連接到檢測控制子系統，所述水質探測器包括PH值探測器、溶液含量探測器、水樣取樣器，所述水樣取樣器通過取水管路連接到所述檢測控制子系統；所述反應池內側和外側池壁在距反應池頂部高度2-3處，分別安裝水位探測器，該水位探測器的電源線通過安裝在池壁的防水管路沿斜坡連接到所述檢測控制子系統；
[0010]所述滲透池單元透水牆外側和內側安裝水位探測器，所述滲透池內置水位控制管路入水接口，所述水位控制管路入水接口通過輸水管道與水位控制子系統連接；所述滲透池單元滲透牆壁內側安裝水質探測器，所述水質探測器的電源線通過安裝在池壁的防水管路沿斜坡連接到檢測控制子系統，所述水質探測器包括PH值探測器、溶液含量探測器、水樣取樣器，所述水樣取樣器通過取水管路連接到所述檢測控制子系統；
[0011]所述廢液處理子系統結構、系統組成和實施過程與上述廢棄物降解子系統相同；
[0012]所述臭氧水製取子系統包括制氧單位、臭氧發生單元、臭氧濃度檢測單元、冷卻單元、流量控制單元、氣液混合單元、電氣控制單元，各單元通過管路相互連接，電氣控制單元與其他單元設備通過電纜線連接；
[0013]所述汙染處理系統包括檢測控制子系統，所述檢測控制子系統包括中央控制主機、水位監測單元、反應液成分檢測單元、廢液成分檢測單元、廢液處理液檢測單元、管路壓力流量測控單元；所述檢測控制子系統中央控制主機與汙染處理系統其他子系統通過線纜連接，發送控制指令，執行系統內各設備的啟閉；所述檢測控制子系統水位監測單元通過線纜與汙染處理系統其他子系統探測器連接，獲得各位置水位信息，提供給所述檢測控制子系統中央控制主機；所述檢測控制子系統反應液成分檢測單元通過線纜與汙染處理系統汙染物處理子系統反應池內的所述水質探測器連接，獲得反應池內水質信息，提供給所述檢測控制子系統中央控制主機；所述檢測控制子系統廢液成分檢測單元通過線纜與汙染處理系統汙染物處理子系統滲透池內的所述水質探測器連接，獲得滲透池內水質信息，提供給所述檢測控制子系統中央控制主機；所述檢測控制子系統廢液成分檢測單元通過線纜與汙染處理系統廢水處理子系統滲透池內的所述水質探測器連接，獲得滲透池內水質信息，提供給所述檢測控制子系統中央控制主機；
[0014]所述水位控制子系統包括電氣控制單元、水位控制管路及抽水泵機組；
[0015]所述降解藥劑加入子系統包括降解藥劑溶解塔、流量控制單元；
[0016]所述管路壓力流量測控單元通過線纜與汙染處理系統各管路壓力探測器連接，獲得管路壓力信息，提供給所述檢測控制子系統中央控制主機。[0017]優選的，所述臭氧發生單元採用的臭氧發生製取方式包括電解純水電化學製取，紫外線照射光化學製取及電暈放電製取。
[0018]優選的，所述氣液混合單元採用的氣液混合方式包括氣液混合泵、射流器、靜態混合器。
[0019]本發明還提供了一種廢棄汙染物的高級氧化還原無害化處理方法，其特徵是，包括以下步驟:
[0020]①對廢棄汙染物進行檢測，獲知廢棄汙染物的類型、深度、土壤pH值、各種物質含量、透水性，根據以上數據確定汙染物降解藥劑類型；
[0021]如果廢棄汙染物為有機汙染物，採用高級氧化反應直接加速降解，則確定以臭氧水作為降解藥劑進行處理；
[0022]如果廢棄汙染物為重金屬汙染物，採用高級還原反應進行降解，則確定以臭氧水+降解藥劑進行處理；
[0023]②製備臭氧水，並注入反應池內，同時向臭氧水溶液發射大功率超聲波，催化臭氧水發生降解產生大量強氧化性羥基自由基；
[0024]③將廢棄汙染物移入處理池；
[0025]④降解:
[0026]將步驟②中的臭氧水注入反應池中，
[0027]若汙染物為生活垃圾、塑料廢物，則直接將含有大量羥基自由基的水溶液注入處理池反應，採用高級氧化降解方式；
[0028]若汙染物為重金屬，在反應池中，除注入臭氧水外，還需在反應池中注入降解藥劑，降解藥劑與羥基自由基溶液共同形成高效降解溶液，二者均轉入處理池中，採用高級還原降解方式；
[0029]⑤抽取滲透出的廢液進行臭氧氧化降解，再次被應用於製取臭氧水溶液，實現水體循環利用；
[0030]⑥對步驟④中處理完畢的土壤進行生物降解處理。
[0031]優選的，所述廢棄汙染物包括固態、液態、氣態廢棄物的任意一種或幾種。
[0032]優選的，步驟⑥中所述生物降解處理為:在土壤汙染物處理完畢後，在土壤中施用土壤改良劑、有機肥料、生物菌肥料，培養有益菌改善土壤養分。
[0033]優選的，所述的高級氧化和高級氧化/還原兩種化學降解方式的反應原理具體為:
[0034]高級氧化反應:
[0035]
【權利要求】
1.一種廢棄汙染物的高級氧化還原無害化處理系統，其特徵是，所述無害化處理系統包括廢棄物降解子系統、廢液處理子系統、臭氧水製取子系統、降解藥劑加入子系統、檢測控制子系統、水位控制子系統； 所述廢棄物降解子系統包括反應池單元、處理池、滲透池單元；所述反應池單元包括內置超聲波發射器、水位控制管路及出水接口、臭氧水輸水管路及出水接口、降解藥劑溶液輸水管路及出水接口、水質探測器、外置水位探測器；所述滲透池單元包括透水牆、滲透池內置水位探測器、透水牆外置水位探測器、水位控制管路及入水口、滲透池內置水質探測器；所述所述無害化處理系統包括二個方形池，其中任一方形池作為廢棄物降解子系統，另一方形池作為廢液處理子系統，兩個方形池同時使用，停止使用後，兩個方形池互換子系統作用，再次同時使用； 所述廢棄物降解子系統實施過程為:挖一個方形池，池底和四壁做防滲處理，池內一側修築從地面到池底的斜坡，在所述方形池中央位置設置反應池，反應池池壁呈三面延伸至斜坡，靠近斜坡面呈開放型，反應池三面池壁做防滲處理，池壁延伸至斜坡，所述反應池池壁高度應高於待處理汙染物高度2-3米；在方形池內側距離四面池壁2-5米處，採用透水磚修築透水牆，透水牆高度與反應池壁高度一致，透水牆與反應池池壁共同構成的封閉區域作為處理池，處理池內用於堆放和處理待處理汙染物，滲透牆與方形池四壁構成的封閉區域為滲透池； 所述反應池單元反應池池壁內側安裝超聲波發射器，所述超聲波發射器採用不鏽鋼304/316密閉外殼，所述超聲波發射器電源線通過安裝在池壁的防水管路沿斜坡連接到檢測控制子系統；所述反應池內置水位水管出水接口，所述水位控制管路出水接口通過輸水管道與水位控制子系統連接；所述反應池內安裝有臭氧水輸水管路出水接口，並通過輸水管路連接到臭氧水製取子系統；所述反應池內安裝有降解藥劑溶液輸水管路出水接口，並通過輸水管路連接到降解藥劑加入子系統；所述反應池內側池壁池內底部、上部位置，安裝水質探測器，所述水質探測器的電源線通過安裝在池壁的防水管路沿斜坡連接到檢測控制子系統，所述水質探測器包括PH值探測器、溶液含量探測器、水樣取樣器，所述水樣取樣器通過取水管路連接到所述檢測控制子系統；所述反應池內側和外側池壁在距反應池頂部高度2-3處，分別安裝水位探測器，該水位探測器的電源線通過安裝在池壁的防水管路沿斜坡連接到所述檢測控制子系統； 所述滲透池單元透水牆外側和內側安裝水位探測器，所述滲透池內置水位控制管路入水接口，所述水位控制管路入水接口通過輸水管道與水位控制子系統連接；所述滲透池單元滲透牆壁內側安裝水質探測器，所述水質探測器的電源線通過安裝在池壁的防水管路沿斜坡連接到檢測控制子系統，所述水質探測器包括PH值探測器、溶液含量探測器、水樣取樣器，所述水樣取樣器通過取水管路連接到所述檢測控制子系統； 所述廢液處理子系統結構、系統組成和實施過程與上述廢棄物降解子系統相同； 所述臭氧水製取子系統包括制氧單位、臭氧發生單元、臭氧濃度檢測單元、冷卻單元、流量控制單元、氣液混合單元、電氣控制單元，各單元通過管路相互連接，電氣控制單元與其他單元設備通過電纜線連接； 所述汙染處理系統包括檢測控制子系統，所述檢測控制子系統包括中央控制主機、水位監測單元、反應液成分檢測單元、廢液成分檢測單元、廢液處理液檢測單元、管路壓力流量測控單元； 所述檢測控制子系統中央控制主機與汙染處理系統其他子系統通過線纜連接，發送控制指令，執行系統內各設備的啟閉；所述檢測控制子系統水位監測單元通過線纜與汙染處理系統其他子系統探測器連接，獲得各位置水位信息，提供給所述檢測控制子系統中央控制主機；所述檢測控制子系統反應液成分檢測單元通過線纜與汙染處理系統汙染物處理子系統反應池內的所述水質探測器連接，獲得反應池內水質信息，提供給所述檢測控制子系統中央控制主機；所述檢測控制子系統廢液成分檢測單元通過線纜與汙染處理系統汙染物處理子系統滲透池內的所述水質探測器連接，獲得滲透池內水質信息，提供給所述檢測控制子系統中央控制主機；所述檢測控制子系統廢液成分檢測單元通過線纜與汙染處理系統廢水處理子系統滲透池內的所述水質探測器連接，獲得滲透池內水質信息，提供給所述檢測控制子系統中央控制主機； 所述水位控制子系統包括電氣控制單元、水位控制管路及抽水泵機組； 所述降解藥劑加入子系統包括降解藥劑溶解塔、流量控制單元； 所述管路壓力流量測控單元通過線纜與汙染處理系統各管路壓力探測器連接，獲得管路壓力信息，提供給所述檢測控制子系統中央控制主機。
2.根據權利要求1所述的高級氧化還原系統，其特徵是，所述臭氧發生單元採用的臭氧發生製取方式包括電解純水電化學製取，紫外線照射光化學製取及電暈放電製取。
3.根據權利要求1所述的高級氧化還原系統，其特徵是，所述氣液混合單元採用的氣液混合方式包括氣液混合泵、射流器、靜態混合器。
4.一種廢棄汙染物的高級氧化還原無害化處理方法，其特徵是，包括以下步驟: ①對廢棄汙染物進行檢測，獲知廢棄汙染物的類型、深度、土壤PH值、各種物質含量、透水性，根據以上數據確定汙染物降解藥劑類型； 如果廢棄汙染物為有機汙染物，採用高級氧化反應直接加速降解，則確定以臭氧水作為降解藥劑進行處理； 如果廢棄汙染物為重金屬汙染物，採用高級還原反應進行降解，則確定以臭氧水+降解藥劑進行處理； ②製備臭氧水，並注入反應池內，同時向臭氧水溶液發射大功率超聲波，催化臭氧水發生降解產生大量強氧化性羥基自由基； ③將廢棄汙染物移入處理池； ④降解: 將步驟②中的臭氧水注入反應池中， 若汙染物為生活垃圾、塑料廢物，則直接將含有大量羥基自由基的水溶液注入處理池反應，採用高級氧化降解方式； 若汙染物為重金屬，在反應池中，除注入臭氧水外，還需在反應池中注入降解藥劑，降解藥劑與羥基自由基溶液共同形成高效降解溶液，二者均轉入處理池中，採用高級還原降解方式； ⑤抽取滲透出的廢液進行臭氧氧化降解，再次被應用於製取臭氧水溶液，實現水體循環利用； ⑥對步驟④中處理完畢的土壤進行生物降解處理。
5.根據權利要求4所述的廢棄汙染物的高級氧化還原無害化處理方法，其特徵是，所述廢棄汙染物包括固態、液態、氣態廢棄物的任意一種或幾種。
6.根據權利要求4所述的廢棄汙染物的高級氧化還原無害化處理方法，其特徵是，步驟⑥中所述生物降解處理為:在土壤汙染物處理完畢後，在土壤中施用土壤改良劑、有機肥料、生物菌肥料，培養有益菌改善土壤養分。
7.根據權利要求4所述的廢棄汙染物的高級氧化還原無害化處理方法，其特徵是，所述的高級氧化和高級還原兩種化學降解方式的反應原理具體為: 高級氧化反應:
8.根據權利要求4所述的廢棄汙染物的高級氧化還原無害化處理方法，其特徵是，所述降解藥劑為自由基捕獲劑。
9.根據權利要求8所述的廢棄汙染物的高級氧化還原無害化處理方法，其特徵是，所述降解藥劑為乙醇、醋酸、苯酚的任意一種。
【文檔編號】B01D53/44GK103920702SQ201410135939
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月4日 優先權日:2014年4月4日
【發明者】鄧煜寶, 柳堯波, 段友臣, 李長松, 張悅麗, 周紅, 張芮青, 於躍 申請人:濟南潤土農業科技有限公司