專利名稱：芬頓反應(yīng)深度光氧化廢水處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光氧化廢水處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
光助芬頓反應(yīng)(Light-enhanced Fenton Reaction)。采用H2O2、Fe2+為氧化劑和還原劑，在UV參與下，體系內(nèi)一方面能產(chǎn)生大量的活性態(tài)氧(如HO·、O2·、O2·-等，其中HO·的氧化電位為2.8V，是僅次于氟的最強(qiáng)氧化劑)，因此能使有機(jī)物較徹底的氧化；另一方面，難降解的有毒有機(jī)物常常含有不飽和健、多環(huán)或雜環(huán)結(jié)構(gòu)，它們較容易直接吸收UV形成激發(fā)態(tài)，進(jìn)而也容易發(fā)生裂解、聚合、異構(gòu)體轉(zhuǎn)變等化學(xué)反應(yīng)，使有機(jī)物降解。該方法對(duì)處理高濃度、難降解的有毒有機(jī)物廢水有很強(qiáng)的針對(duì)性，而一般的理化和生物方法效果差。試驗(yàn)表明，該工藝的反應(yīng)速度快、反應(yīng)條件平和、無二次污染、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因此在處理農(nóng)藥、染料、石化、醫(yī)藥等企業(yè)廢水方面有良好的應(yīng)用前景。
光助芬頓反應(yīng)屬深度光氧化法(Advanced Oxidation Process，簡稱AOPs)，是上世紀(jì)90年代初發(fā)展起來的廢水處理技術(shù)。德國的E.Oliveros等學(xué)者對(duì)處理?xiàng)l件及對(duì)象做了較系統(tǒng)的研究。近年來國內(nèi)也有學(xué)者開展了這方面的工作，自八十年代起，南京大學(xué)孔令仁為首的光化學(xué)課題組就開始了污染物光降解的系統(tǒng)研究，在國內(nèi)外核心期刊上發(fā)表過多篇論文。在光助芬頓反應(yīng)降解污染物方面研究也很深入，2002年申請(qǐng)了江蘇省課題“光氧化、絮凝和生物技術(shù)處理廢水的協(xié)同作用及其設(shè)備(BS2002039)”、、國家高校博士點(diǎn)基金“光助芬頓化學(xué)法處理廢水的難點(diǎn)、對(duì)策及其機(jī)制的研究(20020284044)”、國家863項(xiàng)目“高效光催化反應(yīng)器的研制(2002AA001250)”等，研究目標(biāo)和任務(wù)都完成較好。在應(yīng)用方面，1992年開發(fā)的“DNC系列光化學(xué)反應(yīng)儀”和1999年開發(fā)的“SGY-1型多功能光化學(xué)反應(yīng)儀”均通過了省級(jí)鑒定并批量投入生產(chǎn)。但直到目前為止，尚未見到以此技術(shù)為依據(jù)的實(shí)用型處理設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種光助芬頓反應(yīng)屬深度光氧化法為依據(jù)的實(shí)用型處理設(shè)備。用于提高現(xiàn)有光助芬頓深度光氧化法處理廢水的效率，同時(shí)具有操作簡便，可靠、維護(hù)方便等特點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的芬頓反應(yīng)深度光氧化廢水處理設(shè)備，由預(yù)反應(yīng)槽、光化學(xué)反應(yīng)池、藥劑罐構(gòu)成，并設(shè)有連接管道，藥劑罐通過管道連接預(yù)反應(yīng)槽，預(yù)反應(yīng)槽設(shè)有管道連接光化學(xué)反應(yīng)池，預(yù)反應(yīng)槽上部有藥劑添加孔、回流管、曝氣孔，下部有出液管、排污管，光化學(xué)反應(yīng)池由低壓汞燈與中壓汞燈串聯(lián)，平行安裝在光化學(xué)反應(yīng)池內(nèi)。
本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)是光源置于石英套管內(nèi)，石英套管兩端被固定密封在光化學(xué)反應(yīng)池上，設(shè)有管道使廢水從光化學(xué)反應(yīng)池下部流入下一道沉淀池內(nèi)，同樣設(shè)有管道連接反應(yīng)池的上部與預(yù)反應(yīng)器，也能從上部流出后再反流進(jìn)入預(yù)反應(yīng)器，廢水在反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行光助芬頓反應(yīng)。同時(shí)安裝中壓汞燈和低壓汞燈，聯(lián)合使用二種燈管。
本發(fā)明的特點(diǎn)是可以提高現(xiàn)有光助芬頓深度光氧化法處理廢水的效率，同時(shí)具有操作簡便，可靠、維護(hù)方便等特點(diǎn)。兩種汞燈結(jié)合，可提供光助芬頓反應(yīng)必須的光譜，光催化的效果更好。本設(shè)備處理量為1-5T/hr，經(jīng)試驗(yàn)，6種有代表性廢水處理后COD、色度的去除率均大于80％，可生化性也有明顯提高。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖藥劑罐1、預(yù)反應(yīng)槽2、光化學(xué)反應(yīng)池3、控制系統(tǒng)4。
具體實(shí)施例方式
其裝置如附圖所示，主要由預(yù)反應(yīng)槽、光化學(xué)反應(yīng)池、控制系統(tǒng)、藥劑罐等部件組成。設(shè)備的基本外形尺寸2000mm×1000mm×1900mm，用戶可根據(jù)處理規(guī)模作調(diào)整。
1、預(yù)反應(yīng)槽預(yù)反應(yīng)槽是廢水與氧化劑、還原劑進(jìn)行初步反應(yīng)的容器，上部有藥劑添加孔、回流管、曝氣孔，下部有出液管、排污管等。
2、光化學(xué)反應(yīng)池用3根200W低壓汞燈與3根3000W中壓汞燈串聯(lián)，平行安裝在光化學(xué)反應(yīng)池內(nèi)。光源置于石英套管內(nèi)，石英套管兩端被固定密封在光化學(xué)反應(yīng)池上，廢水從光化學(xué)反應(yīng)池下部流入箱內(nèi)，也能從上部流出后再反流進(jìn)入預(yù)反應(yīng)器，廢水在反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行光助芬頓反應(yīng)。低壓汞燈發(fā)光的主波長為254nm，中壓汞燈能發(fā)紫外、可見和紅外光，其主波長為360nm。兩種汞燈結(jié)合，可提供光助芬頓反應(yīng)必須的光譜。汞燈以豎直平等安裝的方式安裝在光化學(xué)池內(nèi)。
中壓汞燈的有效壽命不低于500hr，低壓汞燈不低于4000hr。
3、控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)由PLC可編程控制器和電氣控制電路組成。PLC對(duì)處理實(shí)行全過程智能化控制，包括對(duì)廢水的進(jìn)入和排放、加藥、光源選擇和強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)等。同時(shí)也兼容手動(dòng)控制。該系統(tǒng)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、堿等藥劑，通過各自的計(jì)量泵及工藝需要，由控制系統(tǒng)控制加入藥液。每個(gè)藥劑罐底部裝有液位傳感器，缺液時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。
試驗(yàn)舉例使用該設(shè)備對(duì)六種有代表性的有機(jī)污染物進(jìn)行處理，結(jié)果如表1所示。其COD去除率、脫色率均大于80％，可生化性也得到較大的提高。另外，試驗(yàn)也顯示該設(shè)備處理廢水速度快，反應(yīng)平和，無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。
表1 六種代表性廢水的處理結(jié)果

四、設(shè)備特色(1)采用了PLC可編程控制器、模式化處理，可設(shè)置多種處理?xiàng)l件；(2)使用100-300W的低壓汞燈與3000W中壓汞燈聯(lián)用，提高了光源的利用率；(3)設(shè)備的機(jī)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(jī)運(yùn)行，又可與其化廢水處理設(shè)備串聯(lián)使用。
權(quán)利要求
1.芬頓反應(yīng)深度光氧化廢水處理設(shè)備，由預(yù)反應(yīng)槽、光化學(xué)反應(yīng)池、藥劑罐構(gòu)成，并設(shè)有連接管道，其特征是藥劑罐通過管道連接預(yù)反應(yīng)槽，預(yù)反應(yīng)槽設(shè)有管道連接光化學(xué)反應(yīng)池，預(yù)反應(yīng)槽上部有藥劑添加孔、回流管、曝氣孔，預(yù)反應(yīng)槽下部設(shè)有出液管、排污管，光化學(xué)反應(yīng)池由低壓汞燈與中壓汞燈串聯(lián)，平行安裝在光化學(xué)反應(yīng)池內(nèi)。
2.由權(quán)利要求1所述的芬頓反應(yīng)深度光氧化廢水處理設(shè)備，其特征是光源置于石英套管內(nèi)，石英套管兩端被固定密封在光化學(xué)反應(yīng)池上，設(shè)有管道使廢水從光化學(xué)反應(yīng)池下部流入下一道沉淀池內(nèi)，同樣設(shè)有管道連接反應(yīng)池的上部與預(yù)反應(yīng)器。
3.由權(quán)利要求1所述的芬頓反應(yīng)深度光氧化廢水處理設(shè)備，其特征是汞燈以豎直平等安裝的方式安裝在光化學(xué)池內(nèi)。
4.由權(quán)利要求1所述的芬頓反應(yīng)深度光氧化廢水處理設(shè)備，其特征是同時(shí)安裝中壓汞燈和低壓汞燈。
全文摘要
本發(fā)明為一種實(shí)用型廢水處理設(shè)備。由預(yù)反應(yīng)槽、光化學(xué)反應(yīng)池、藥劑罐構(gòu)成，并設(shè)有連接管道，藥劑罐通過管道連接預(yù)反應(yīng)槽，預(yù)反應(yīng)槽設(shè)有管道連接光化學(xué)反應(yīng)池，預(yù)反應(yīng)槽上部有藥劑添加孔、回流管、曝氣孔，預(yù)反應(yīng)槽下部設(shè)有出液管、排污管，光化學(xué)反應(yīng)池由低壓汞燈與中壓汞燈串聯(lián)，平行安裝在光化學(xué)反應(yīng)池內(nèi)。利用近UV(紫外光)、氧化劑、還原劑的協(xié)同作用，使難降解的有機(jī)污染物分解，特別適用于農(nóng)藥、染料、石化、醫(yī)藥等行業(yè)產(chǎn)生的高濃度、難降解、有毒有機(jī)廢水處理。本設(shè)備處理量為1－5T/hr，經(jīng)試驗(yàn)，6種有代表性廢水處理后COD、色度的去除率均大于80％，可生化性也有明顯提高。
文檔編號(hào)C02F1/72GK1636885SQ20041006539
公開日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2004年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月1日
發(fā)明者孔令仁, 馮冠華, 劉光明, 沈衛(wèi)康, 鐘萍 申請(qǐng)人:南京大學(xué)