利用紫外光轉(zhuǎn)化廢水中的二價(jià)鐵離子的循環(huán)水處理裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種廢水處理工藝及裝置，特別是涉及一種廢水除鐵的工藝及裝置， 應(yīng)用于廢水處理與利用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在工業(yè)上常用的鍍鋅層有熱浸鍍鋅、電鍍鋅、機(jī)械鍍鋅和熱噴涂鋅、熱鍍鋅等，其 中熱鍍鋅約占鍍鋅總量的95%，熱鍍鋅用鋅量在世界范圍內(nèi)占鋅產(chǎn)量的40%，在中國約占鋅 產(chǎn)量的30%左右。鍍鋅前的工藝主要有 ：酸洗$!1〈1)、水洗（2〈?!1〈3)、助洗（3〈?!1〈4)。其 目的是對鋼板除銹，使其表面更加規(guī)整，便于鍍鋅，所以鍍鋅前的酸洗、水洗、助洗過程對鍍 鋅層的質(zhì)量及壽命有極大的影響。鍍鋅前的預(yù)處理會產(chǎn)生大量的廢水，廢水中含有：Fe 2+、 Fe3+、鹽酸、氫氟酸等，屬于強(qiáng)酸性溶液，排放到環(huán)境中會對環(huán)境有很大的污染。
[0003] 目前，對鍍鋅含鐵廢水的處理方法主要是一化學(xué)處理法：通過投入大量H2O 2溶液， 把Fe2+氧化成Fe 3+，在水洗池和助洗池中，就會形成Fe(OH)3沉淀，過濾分離。缺點(diǎn)就是：隨 著H 2O2溶液的不斷加入，會不斷稀釋整個洗池，改變洗池的PH、溫度，破壞原體系的平衡；會 加大廢水的儲量，對成本效益和環(huán)保是極為不利的。
[0004] 污水站中水中通常均含有較高的二價(jià)、三價(jià)鐵離子，在中原油田各污水站來水中 二價(jià)鐵離子含量在4-70mg/L，總鐵含量在4-80mg/L。如果污水站處理水不能將來水中的鐵 離子去除到較低的含量，特別是將二價(jià)鐵離子去除到較低的含量，環(huán)境變化可能會使處理 水中懸浮固體含量大量上升，造成處理水的二次污染，使處理水水質(zhì)明顯變差。
[0005] 目前，對污水站中含鐵廢水的處理方法主要也是化學(xué)處理法：通過投入大量的 H2O2溶液，把Fe 2+氧化成Fe 3+，然后調(diào)整PH值，促進(jìn)形成Fe (OH) 3沉淀，過濾分離。同樣存在 鍍鋅廢水處理時(shí)存在的相同的缺點(diǎn)，影響水處理處理的效果，增加了水處理的成本，不利于 環(huán)保和廢棄物資源利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利 用紫外光轉(zhuǎn)化廢水中的二價(jià)鐵離子的循環(huán)水處理裝置及方法，無需投加化學(xué)藥劑，利用紫 外燈發(fā)出的紫外線對廢液進(jìn)行輻照，紫外線不僅能氧化Fe 2+為Fe 3+，還不會改變原體系的 PH，而且在紫外線照射下，廢液大量吸收紫外線輻照的能量而升溫，因?yàn)檫m當(dāng)?shù)纳邷囟扔?助于Fe(OH)3沉淀的形成，利用紫外燈發(fā)出的紫外線不斷輻照正在流動中的廢水，使廢水 中將發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用紫外光轉(zhuǎn)化廢水中的二價(jià)鐵離子的循環(huán)水處理裝置，包括廢液池（I)和過 濾池（5)，在所述廢液池（1)中裝入含二價(jià)鐵離子的待處理廢水，所述過濾池（5)過濾廢水 中的濾渣，其特征在于：在所述廢液池（1)和所述過濾池（5)之間設(shè)置兩條水流管路，并在 所述兩條水流管路中分別設(shè)置靜置池（6)和廢水光照降解槽（3)，采用水泵（2)產(chǎn)生水流驅(qū) 動力使待處理廢水從所述廢液池（1)輸出后，再依次流經(jīng)所述廢水光照降解槽（3)、所述過 濾池（5)和所述靜置池（6)，然后通過再回流進(jìn)入所述廢液池（1 )，形成水處理循環(huán)系統(tǒng)，在 所述廢水光照降解槽（3)中設(shè)有紫外線輻照裝置，所述紫外線輻照裝置發(fā)出的紫外線不斷 輻照正在所述廢水光照降解槽（3)中流動中的廢水，廢水吸收紫外線輻照的能量而升溫，并 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在廢水中產(chǎn)生Fe (OH) 3沉淀，當(dāng)混合Fe (OH) 3沉淀物的廢水流經(jīng)所述靜置池 (6)時(shí)，F(xiàn)e (OH)3沉淀物通過收集裝置被收集起來，其他經(jīng)過靜置處理的水流從所述靜置池 (6)中平穩(wěn)溢出后流入所述廢液池（1)，定時(shí)對在所述廢液池（1)中的處理水中的鐵含量進(jìn) 行檢測，當(dāng)在所述廢液池（1)中的處理水中的鐵含量達(dá)到穩(wěn)定的數(shù)值后，二價(jià)鐵離子的轉(zhuǎn)化 過程達(dá)到化學(xué)平衡，廢水的處理過程結(jié)束。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述利用紫外光轉(zhuǎn)化廢水中的二價(jià)鐵離子的循環(huán)水處理裝置，其特 征在于：在所述廢液池（1)中還設(shè)有廢液物性檢測裝置，所述廢液物性檢測裝置至少包括 液體成分檢測傳感器模塊，至少能對廢液中的二價(jià)鐵離子濃度進(jìn)行檢測，通過控制系統(tǒng)控 制所述水泵（2)控制廢水的流速，所述控制系統(tǒng)對來自所述廢液物性檢測裝置采集的廢液 檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)廢液中的目標(biāo)物性檢測數(shù)據(jù)值落入設(shè)定的穩(wěn)定閾值范圍內(nèi)時(shí)，二價(jià) 鐵離子的降解反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡，廢水處理過程結(jié)束。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述利用紫外光轉(zhuǎn)化廢水中的二價(jià)鐵離子的循環(huán)水處理裝置， 其特征在于：在所述過濾池（5)中設(shè)有至少一層濾網(wǎng)（4)，對Fe (OH) 3沉淀物進(jìn)行過濾分離。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述利用紫外光轉(zhuǎn)化廢水中的二價(jià)鐵離子的循環(huán)水處理裝置， 其特征在于：設(shè)有沉淀物定時(shí)清理裝置，所述定時(shí)清理裝置根據(jù)控制系統(tǒng)的指令控制收集 裝置進(jìn)行清理工作，定時(shí)將在所述靜置池（6 )中收集的沉淀物進(jìn)行清理。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述利用紫外光轉(zhuǎn)化廢水中的二價(jià)鐵離子的循環(huán)水處理裝置， 其特征在于：在所述廢水光照降解槽（3)中，所述紫外線輻照裝置采用紫外燈。
6. -種利用紫外光轉(zhuǎn)化廢水中的二價(jià)鐵離子的循環(huán)水處理方法，其特征在于，包括如 下步驟： a. 將待處理廢水裝入廢液池中； b. 采用紫外燈產(chǎn)生紫外線輻射，使待處理廢水從廢液池中流出進(jìn)入光照槽，并使水流 在光照槽中處于紫外線輻照之下，廢水吸收紫外線輻照的能量而升溫，并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在 廢水中產(chǎn)生Fe (OH)3沉淀； c. 含有Fe (OH) 3沉淀沉淀物的廢水從光照槽中流出后，進(jìn)行過濾，清理濾渣； d. 經(jīng)過過濾后的廢水進(jìn)入靜置池內(nèi)，進(jìn)行靜置而形成沉淀物，然后從靜置池溢出，沉 淀物通過收集裝置被收集起來； e. 從靜置池溢出的經(jīng)過處理的廢水再流入廢液池中，繼續(xù)進(jìn)行從所述步驟a到所述 步驟e的循環(huán)處理； f. 定時(shí)對所述廢液池中的處理水中的鐵含量進(jìn)行檢測，當(dāng)在所述廢液池中的處理水 中的鐵含量達(dá)到穩(wěn)定的數(shù)值后，二價(jià)鐵離子的轉(zhuǎn)化過程達(dá)到化學(xué)平衡，廢水的處理過程結(jié) 束。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述利用紫外光轉(zhuǎn)化廢水中的二價(jià)鐵離子的循環(huán)水處理方法，其特 征在于：在所述步驟b中，所述紫外燈的功率為11~44W。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述利用紫外光轉(zhuǎn)化廢水中的二價(jià)鐵離子的循環(huán)水處理方法， 其特征在于：在所述步驟f?中，廢水處理的時(shí)間為3~10h，使二價(jià)鐵離子的轉(zhuǎn)化過程達(dá)到 化學(xué)平衡。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用紫外光轉(zhuǎn)化廢水中的二價(jià)鐵離子的循環(huán)水處理裝置及方法，無需投加化學(xué)藥劑的缺陷，利用紫外線對廢液進(jìn)行輻照，不僅能氧化Fe2+為Fe3+,還不會改變原體系的PH，且廢液大量吸收紫外線輻照的能量而升溫，適當(dāng)升高溫度有助Fe(OH)3沉淀形成，利用紫外線輻照正在流動中的廢水，達(dá)到在不投加任何化學(xué)藥劑的情況下就能使廢液中的鐵含量大量降解，有利于廢水的循環(huán)利用。本發(fā)明裝置由紫外光照、過濾、靜置三部分組成水循環(huán)裝置，光照部分與廢液池分離，過濾部分產(chǎn)生的濾渣能及時(shí)處理，靜置能極大促進(jìn)沉淀的生成，最終在3小時(shí)內(nèi)能使廢液中的Fe2+80%以上被氧化為Fe3+，經(jīng)過過濾靜置后能使鐵含量下降50%。
【IPC分類】C02F1-72, C02F9-08, C02F1-32
【公開號】CN104860457
【申請?zhí)枴緾N201510285828
【發(fā)明人】張唯, 陳捷, 陳斌, 雍平
【申請人】上海大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月29日