芬頓反應深度光氧化廢水處理設備的製作方法
2023-12-12 17:16:42
專利名稱：芬頓反應深度光氧化廢水處理設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種光氧化廢水處理設備。
背景技術：
光助芬頓反應(Light-enhanced Fenton Reaction)。採用H2O2、Fe2+為氧化劑和還原劑，在UV參與下，體系內一方面能產生大量的活性態氧(如HO·、O2·、O2·-等，其中HO·的氧化電位為2.8V，是僅次於氟的最強氧化劑)，因此能使有機物較徹底的氧化；另一方面，難降解的有毒有機物常常含有不飽和健、多環或雜環結構，它們較容易直接吸收UV形成激發態，進而也容易發生裂解、聚合、異構體轉變等化學反應，使有機物降解。該方法對處理高濃度、難降解的有毒有機物廢水有很強的針對性，而一般的理化和生物方法效果差。試驗表明，該工藝的反應速度快、反應條件平和、無二次汙染、容易實現自動化，因此在處理農藥、染料、石化、醫藥等企業廢水方面有良好的應用前景。
光助芬頓反應屬深度光氧化法(Advanced Oxidation Process，簡稱AOPs)，是上世紀90年代初發展起來的廢水處理技術。德國的E.Oliveros等學者對處理條件及對象做了較系統的研究。近年來國內也有學者開展了這方面的工作，自八十年代起，南京大學孔令仁為首的光化學課題組就開始了汙染物光降解的系統研究，在國內外核心期刊上發表過多篇論文。在光助芬頓反應降解汙染物方面研究也很深入，2002年申請了江蘇省課題「光氧化、絮凝和生物技術處理廢水的協同作用及其設備(BS2002039)」、、國家高校博士點基金「光助芬頓化學法處理廢水的難點、對策及其機制的研究(20020284044)」、國家863項目「高效光催化反應器的研製(2002AA001250)」等，研究目標和任務都完成較好。在應用方面，1992年開發的「DNC系列光化學反應儀」和1999年開發的「SGY-1型多功能光化學反應儀」均通過了省級鑑定並批量投入生產。但直到目前為止，尚未見到以此技術為依據的實用型處理設備。
發明內容
本發明目的是提供一種光助芬頓反應屬深度光氧化法為依據的實用型處理設備。用於提高現有光助芬頓深度光氧化法處理廢水的效率，同時具有操作簡便，可靠、維護方便等特點。
本發明的目的是這樣實現的芬頓反應深度光氧化廢水處理設備，由預反應槽、光化學反應池、藥劑罐構成，並設有連接管道，藥劑罐通過管道連接預反應槽，預反應槽設有管道連接光化學反應池，預反應槽上部有藥劑添加孔、回流管、曝氣孔，下部有出液管、排汙管，光化學反應池由低壓汞燈與中壓汞燈串聯，平行安裝在光化學反應池內。
本發明的進一步改進是光源置於石英套管內，石英套管兩端被固定密封在光化學反應池上，設有管道使廢水從光化學反應池下部流入下一道沉澱池內，同樣設有管道連接反應池的上部與預反應器，也能從上部流出後再反流進入預反應器，廢水在反應池內進行光助芬頓反應。同時安裝中壓汞燈和低壓汞燈，聯合使用二種燈管。
本發明的特點是可以提高現有光助芬頓深度光氧化法處理廢水的效率，同時具有操作簡便，可靠、維護方便等特點。兩種汞燈結合，可提供光助芬頓反應必須的光譜，光催化的效果更好。本設備處理量為1-5T/hr，經試驗，6種有代表性廢水處理後COD、色度的去除率均大於80％，可生化性也有明顯提高。
圖1為本發明結構示意圖藥劑罐1、預反應槽2、光化學反應池3、控制系統4。
具體實施例方式
其裝置如附圖所示，主要由預反應槽、光化學反應池、控制系統、藥劑罐等部件組成。設備的基本外形尺寸2000mm×1000mm×1900mm，用戶可根據處理規模作調整。
1、預反應槽預反應槽是廢水與氧化劑、還原劑進行初步反應的容器，上部有藥劑添加孔、回流管、曝氣孔，下部有出液管、排汙管等。
2、光化學反應池用3根200W低壓汞燈與3根3000W中壓汞燈串聯，平行安裝在光化學反應池內。光源置於石英套管內，石英套管兩端被固定密封在光化學反應池上，廢水從光化學反應池下部流入箱內，也能從上部流出後再反流進入預反應器，廢水在反應池內進行光助芬頓反應。低壓汞燈發光的主波長為254nm，中壓汞燈能發紫外、可見和紅外光，其主波長為360nm。兩種汞燈結合，可提供光助芬頓反應必須的光譜。汞燈以豎直平等安裝的方式安裝在光化學池內。
中壓汞燈的有效壽命不低於500hr，低壓汞燈不低於4000hr。
3、控制系統控制系統由PLC可編程控制器和電氣控制電路組成。PLC對處理實行全過程智能化控制，包括對廢水的進入和排放、加藥、光源選擇和強度進行調節等。同時也兼容手動控制。該系統有顯示板、批示燈、控制按鈕，大功率高壓輸出電源等。
4、藥劑罐主要存放催化劑、氧化劑以及酸、鹼等藥劑，通過各自的計量泵及工藝需要，由控制系統控制加入藥液。每個藥劑罐底部裝有液位傳感器，缺液時系統會自動報警。
試驗舉例使用該設備對六種有代表性的有機汙染物進行處理，結果如表1所示。其COD去除率、脫色率均大於80％，可生化性也得到較大的提高。另外，試驗也顯示該設備處理廢水速度快，反應平和，無二次汙染等優點。
表1 六種代表性廢水的處理結果
四、設備特色(1)採用了PLC可編程控制器、模式化處理，可設置多種處理條件；(2)使用100-300W的低壓汞燈與3000W中壓汞燈聯用，提高了光源的利用率；(3)設備的機電一體化程度高，操作簡便，效率高；(4)用本方法處理廢水，既可單機運行，又可與其化廢水處理設備串聯使用。
權利要求
1.芬頓反應深度光氧化廢水處理設備，由預反應槽、光化學反應池、藥劑罐構成，並設有連接管道，其特徵是藥劑罐通過管道連接預反應槽，預反應槽設有管道連接光化學反應池，預反應槽上部有藥劑添加孔、回流管、曝氣孔，預反應槽下部設有出液管、排汙管，光化學反應池由低壓汞燈與中壓汞燈串聯，平行安裝在光化學反應池內。
2.由權利要求1所述的芬頓反應深度光氧化廢水處理設備，其特徵是光源置於石英套管內，石英套管兩端被固定密封在光化學反應池上，設有管道使廢水從光化學反應池下部流入下一道沉澱池內，同樣設有管道連接反應池的上部與預反應器。
3.由權利要求1所述的芬頓反應深度光氧化廢水處理設備，其特徵是汞燈以豎直平等安裝的方式安裝在光化學池內。
4.由權利要求1所述的芬頓反應深度光氧化廢水處理設備，其特徵是同時安裝中壓汞燈和低壓汞燈。
全文摘要
本發明為一種實用型廢水處理設備。由預反應槽、光化學反應池、藥劑罐構成，並設有連接管道，藥劑罐通過管道連接預反應槽，預反應槽設有管道連接光化學反應池，預反應槽上部有藥劑添加孔、回流管、曝氣孔，預反應槽下部設有出液管、排汙管，光化學反應池由低壓汞燈與中壓汞燈串聯，平行安裝在光化學反應池內。利用近UV(紫外光)、氧化劑、還原劑的協同作用，使難降解的有機汙染物分解，特別適用於農藥、染料、石化、醫藥等行業產生的高濃度、難降解、有毒有機廢水處理。本設備處理量為1－5T/hr，經試驗，6種有代表性廢水處理後COD、色度的去除率均大於80％，可生化性也有明顯提高。
文檔編號C02F1/72GK1636885SQ20041006539
公開日2005年7月13日 申請日期2004年12月1日 優先權日2004年12月1日
發明者孔令仁, 馮冠華, 劉光明, 沈衛康, 鍾萍 申請人:南京大學