循環(huán)處理含油廢水的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及廢水處理領域，具體地說是一種循環(huán)處理含油廢水的裝置，尤其適用于高濃度含油工業(yè)廢水的處理，包括三個子系統(tǒng)，且子系統(tǒng)分別設置在三個不銹鋼的圓筒內：超聲波和氧化劑系統(tǒng)：超聲波振動棒安裝在第一圓筒的正中央，在第一圓筒的底部設有加藥泵；紫外線和臭氧系統(tǒng)：第一具紫外燈安裝在第二圓筒的正中央，在第二圓筒的底部設有供臭氧加入的擴散器；紫外線、臭氧和催化劑系統(tǒng)：第二組紫外燈共兩具安裝在第三圓筒的正中央，在第三圓筒的中央部部位設有鈦炭催化器。和現(xiàn)有技術相比，本實用新型通過三種高級氧化工藝的組合，將含油廢水中影響羥基自由基的小分子物質氧化去除并產生出大量羥基自由基，能對高濃度有機物進行較徹底氧化。
【專利說明】循環(huán)處理含油廢水的裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及廢水處理領域，具體地說是一種循環(huán)處理含油廢水的裝置，尤其適用于高濃度含油工業(yè)廢水的處理。

【背景技術】
[0002]近年來，廢水高級氧化降解有機物已成為行業(yè)研究的熱點。高級氧化技術為是產生大量的強氧化性的羥基自由基(.0Η)的方法，即利用高活性自由基與水中污染物反應，在高溫高壓、電、聲、光輻照、催化劑等反應條件下使大分子難降解有機物氧化成低毒、無毒的小分子物質，從而實現(xiàn)對水中污染物的改性，使之部分改變了存在形式，更多的被分解轉化、碳化，最終達到去除污染物的目的。
[0003]高級氧化降解有機物靠產生大量強氧化性的羥基自由基實現(xiàn)，而羥基自由基產生方式有加入氧化劑、催化劑、借助紫外光、超聲波作用等。高級氧化有多種手段和實現(xiàn)形式，主要有芬頓法、電芬頓法、多維電催化法、等離子放電處理法、光催化氧化法，彼此存在各異的優(yōu)劣體現(xiàn)，有的投資聞，有的運行成本聞。
[0004]例如，芬頓氧化法利用二價鐵離子和過氧化氫之間的鏈反應催化生成羥基自由基(.0Η)，因需投加亞鐵鹽，使得后期的除鐵工作的副產物有所增加，而雙氧水、酸性試劑的大量投加使其成本居高不下。
[0005]電芬頓方法相對傳統(tǒng)芬頓法具有一定優(yōu)勢，但是其要犧牲陽極電極，須經常更換電極耗材，性能衰減較快；多微電催化處理能力較低，對含油廢水處理能力較差，單位處理規(guī)模的投資較大。
[0006]等離子放電處理使用壽命短，且處理效果不穩(wěn)定；單獨的光催化氧化法雖然處理成本低，但對水中含有的難氧化物質例如甲醇，乙酸等小分子物質其降解效果在30%左右，不能使其徹底氧化，難以滿足企業(yè)實際需要。
[0007]上述高級氧化工藝受水中污染雜質種類和污染物性質的影響較大，原水PH條件和水中過度金屬離子都會直接影響處理效果和凈化效果。
實用新型內容
[0008]本實用新型的目的是克服已有技術中的不足，提供一種氧化時間短、投資和運行費用小、處理效果好的循環(huán)處理含油廢水的裝置。
[0009]本實用新型采用的技術方案是設計循環(huán)處理含油廢水的裝置，包括三個子系統(tǒng)，且所述子系統(tǒng)分別設置在三個不銹鋼的圓筒內:
[0010](a)超聲波和氧化劑系統(tǒng):超聲波振動棒安裝在第一圓筒的正中央,在第一圓筒的底部設有加藥泵；
[0011](b)紫外線和臭氧系統(tǒng):第一具紫外燈安裝在第二圓筒的正中央，在第二圓筒的底部設有供臭氧加入的擴散器；
[0012](c)紫外線、臭氧和催化劑系統(tǒng):第二組紫外燈共兩具安裝在第三圓筒的正中央，在第三圓筒的中央部部位設有鈦炭催化器；
[0013]所述三個子系統(tǒng)的頂端均為出水口、底部均為進水口 ；
[0014]其中第一圓筒的出水口通過水管和第二圓筒的進水口連接，第一圓筒的進水口接通污水水源；第二圓筒的出水口通過水管和第三圓筒的進水口連接，第三圓筒的底部還另設有排水管，第三圓筒的出水口通過水管和第一圓筒的底部接通。
[0015]和現(xiàn)有技術相比，本實用新型通過三種高級氧化工藝的組合，將含油廢水中影響羥基自由基的小分子物質氧化去除并產生出大量高密度高活性的強氧化性的羥基自由基，對污水中有機物的氧化能力為其它高級氧化法(例如芬頓試劑法)的2?4倍，能對高濃度有機物進行較徹底氧化，可達標排放、減少后續(xù)工藝；本實用新型克服了芬頓等普通高級氧化法羥基自由基產生量對酸堿度等條件的限制，使此種工藝不僅能處理堿性廢水，對酸性廢水的處理亦有較好效果，從而減少酸堿藥劑使用量，降低成本；氧化產物為二氧化碳和少量無機鹽，無鐵泥等二次污染，實現(xiàn)清潔處理；由于運行中只有電耗和添加少量氧化劑，噸水處理成本大大降低，為普通芬頓試劑法的1/3?1/2。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為循環(huán)處理含油廢水的裝置的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0017]下面通過實施例來進一步說明本實用新型的技術特點。
[0018]參見圖1，圖1展示的是本實用新型實施例所采用的裝置，具體包括三個子系統(tǒng)，且所述子系統(tǒng)分別設置在三個不銹鋼的圓筒內，圓筒的材質優(yōu)選不銹鋼。
[0019]超聲波和氧化劑系統(tǒng):超聲波振動棒安裝在第一圓筒的正中央，在第一圓筒的底部設有加藥泵；
[0020]紫外線和臭氧系統(tǒng):第一具紫外燈安裝在第二圓筒的正中央，在第二圓筒的底部設有供臭氧加入的擴散器；
[0021]紫外線、臭氧和催化劑系統(tǒng):由第三圓筒和第四圓筒組成；其中，第三圓筒和第四圓筒的上端接通，第三圓筒和第四圓筒的中央均設有催化器，第三圓筒和第四圓筒的下端通過水管連接，所述水管設有水泵；兩筒的中央部位設有第二組紫外燈；
[0022]所述三個子系統(tǒng)的頂端均為出水口、底部均為進水口 ；
[0023]其中第一圓筒的出水口通過水管和第二圓筒的進水口連接，第一圓筒的進水口接通污水水源；第二圓筒的出水口通過水管和第三圓筒的進水口連接，第三圓筒的底部還另設有排水管，第三、第四圓筒的上端通過水管和第一圓筒的底部接通。
[0024]其中，所述紫外線的波長為185nm。第三圓筒和第四圓筒的中央部位設有鈦炭催化器。第三圓筒和第四圓筒的底部設有臭氧曝氣頭。
[0025]基于上述裝置，本實用新型的實施例于2014年4月13至18日在 申請人:的江蘇工廠進行，污水處理的規(guī)模為250L/h，水樣主要污染物為動植物油、殺菌劑、表面活性劑，Cod:14000mg/L, ph:8.(Γ8.5,污水的顏色為深藍色。
[0026]首先用用超聲波和氧化劑處理含油廢水，即經過一級氧化系統(tǒng)處理，去除其中大部分的難降解小分子、易降解長鏈和環(huán)鏈大分子物質；處理時間為5-10分鐘。
[0027]污水水樣經水泵由污水源底部進入裝有超聲波震動棒的不銹鋼的第一圓筒內，含量30%的氧化劑雙氧水由底部的加藥泵直接加入管道經水泵混合均勻，加入量為4kg/m3，超聲波頻率設為20MHz，水樣在此停留時間6分鐘。水中甲醇、乙醇、乙酸等小分子物質被氧化降解，去除率為559Γ60% ;脂類等大分子物質分解為小分子物質或被直接降解碳化此類物質去除率越為10%，色度去除率為80%。
[0028]然后用紫外線和臭氧處理經上述步驟處理后的含油廢水，即經過二級氧化系統(tǒng)處理。經一級氧化后的水經水泵由第二圓筒底部進入臭氧紫外線氧化系統(tǒng)該系統(tǒng)裝置，臭氧加入量為160g/h，經兩個安放在在圓筒底部納米級曝氣頭進入系統(tǒng)與水樣混合，無極微波紫外燈功率為3kw、波長185nm。圓筒底部的一小型攪拌器對含油廢水進行攪拌。含油廢水停留10分鐘，由于一級氧化系統(tǒng)的降解去色使紫外線具有良好透光性，水中有機物進一步被氧化，Cod的去除率為25%。
[0029]最后用紫外線、臭氧和催化劑處理上述步驟處理后的含油廢水，即經過三級氧化系統(tǒng)處理。含油廢水經一級、二級氧化系統(tǒng)處理后，Cod降解碳化率為359T40%，Ph未有明顯改變，色度基本被除去，透光性良好。三級氧化系統(tǒng)由兩個不銹鋼的第三、第四圓筒組成，第三、第四圓筒的上端相連，下部由管道和水泵相連使水樣可以在兩相連圓筒循環(huán)流動。催化器為多孔圓柱形，水流可流動通過，分別安放在兩連通圓筒中段；兩圓筒頂部安放無極微波紫外燈管，功率2kw，波長185nm。臭氧由安放在圓筒底部的納米曝氣頭進入系統(tǒng)，臭氧投放量為160mg/L，水樣經水泵作用在兩個圓筒內循環(huán)流動，反應時間15分鐘。在臭氧紫外線和催化劑的聯(lián)合作用下，有機物被大量碳化分解去除，Cod出去率為40%左右。
[0030]含油廢水由三級氧化系統(tǒng)進入一級氧化系統(tǒng)再進行一個循環(huán)。一次循環(huán)約30分鐘，出水水質Cod由14000mg/L降到Cod《1000mg/L，去除率達95%，取得良好效果。
[0031]本實用新型運用超聲波和氧化劑、臭氧和紫外線進行氧化處理，并進行二次循環(huán)。循環(huán)中不排出清液，將全部污水回流，將污水按時間順序分別進入三個子系統(tǒng)，對污水中有機物進行針對性處理。超聲波和氧化劑系統(tǒng)主要去除污水中甲醇乙酸等小分子難氧化物質，為后續(xù)處理創(chuàng)造條件；臭氧和紫外線、臭氧紫外線及催化劑系統(tǒng)對原水中的易氧化物質和第一級系統(tǒng)氧化產生的物質進行氧化，從而實現(xiàn)對有機物的降解碳化處理。
[0032]近幾十年來，國內、外在難降解持久性有機污染廢水處理方面開展了較多的研究；與現(xiàn)有的傳統(tǒng)高級氧化方法相比，本實用新型體現(xiàn)出更為優(yōu)異的特點:
[0033]I)產生大量非?；顫姷?0Η自由基，其氧化還原電位最高可大于2800mV，-OH自由基是反應的中間產物，可誘發(fā)持續(xù)的鏈反應，.0Η自由基的電子親合能為569.3KJ，可將飽和烴中的H拉出來，形成有機物的自身氧化，從而使有機物得以降解，這是各類氧化劑單獨使用都不能做到的。
[0034]2)反應速度快，多數(shù)有機物與羥基自由基的氧化速率常數(shù)可達KTKAr1S'
[0035]3).0H自由基無選擇直接與廢水中的污染物反應將其降解為二氧化碳、水和無機鹽，不會產生二次污染。由本實用新型不像其他氧化過程那樣對污水PH值有較高的要求，處理后水中無化學副產物殘留。
[0036]4)由于它是一種物理-化學處理過程，反應條件溫和，通常對溫度和壓力無要求，很容易加以控制，以滿足處理需要，甚至可以降解10_9級的污染物。
[0037]5)本實用新型可作為單獨處理，又可以與其它處理過程相匹配，如作為生化處理的前、后處理，可降低處理成本，提升污水可生化性，提高出水水質；作為膜分離系統(tǒng)的前置處理，可延長膜使用壽命，延緩膜表面污染；用于膜分離系統(tǒng)濃縮廢水處理時，通過高強度的氧化處理，可解決濃水因COD含量過高不能排放的問題。
[0038]6)對污染物的破壞程度能達到完全或接近完全，作為生物治理前置處理時，其開環(huán)斷鏈作用提高了污水的可生化性；本實用新型可直接破壞水中膠體污染物，尤其是可直接分解改性水中存在的胞外聚合物，在作為膜分離前置處理時，極大程度的消除膠體物與無機鹽協(xié)同污染作用，這是任何一種膜前處理都不能做到的。
[0039]7)對水中絕大部分持久性有機物POPs、多環(huán)芳烴PAHs等難降解有機物可快速持續(xù)分解、碳化。
[0040]8)改變水中活潑金屬離子的存在形態(tài)?？蓪⑺械突蟽r物質快速氧化成為高化合價產物，使其更容易被后續(xù)反滲透膜分離系統(tǒng)去除。
[0041]上面結合附圖及實施例描述了本實用新型的實施方式，實施例給出的對本實用新型的限制，本領域內熟練的技術人員可依據(jù)需要做出調整，在所附權利要求的范圍內做出各種變形或修改均在保護范圍內。
【權利要求】
1.一種循環(huán)處理含油廢水的裝置，其特征在于: 包括三個子系統(tǒng): 超聲波和氧化劑系統(tǒng):超聲波振動棒安裝在第一圓筒的正中央，在第一圓筒的底部設有加藥泵； 紫外線和臭氧系統(tǒng):第一具紫外燈安裝在第二圓筒的正中央，在第二圓筒的底部設有供臭氧加入的擴散器； 紫外線、臭氧和催化劑系統(tǒng):由第三圓筒和第四圓筒組成；其中，第三圓筒和第四圓筒的上端接通，第三圓筒和第四圓筒的中央均設有催化器，第三圓筒和第四圓筒的下端通過水管連接，所述水管設有水泵；兩筒的中央部位設有第二組紫外燈； 所述三個子系統(tǒng)的頂端均為出水口、底部均為進水口 ； 其中第一圓筒的出水口通過水管和第二圓筒的進水口連接，第一圓筒的進水口接通污水水源；第二圓筒的出水口通過水管和第三圓筒的進水口連接，第三圓筒的底部還另設有排水管，第三、第四圓筒的上端通過水管和第一圓筒的底部接通。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種循環(huán)處理含油廢水的裝置，其特征在于:所述紫外線的波長為185nm。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種循環(huán)處理含油廢水的裝置，其特征在于:第三圓筒和第四圓筒的中部設有鈦炭催化器。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種循環(huán)處理含油廢水的裝置，其特征在于:第三圓筒和第四圓筒的底部設有臭氧曝氣頭。
【文檔編號】C02F9/08GK204079675SQ201420503064
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月2日 優(yōu)先權日:2014年9月2日
【發(fā)明者】李飛, 姜廣朋, 許縣明, 周旺宏, 王常委 申請人:蘇州久沛環(huán)?？萍加邢薰?br>