一種環(huán)流多維催化高級(jí)氧化處理含油廢水的工藝和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，具體地說是一種環(huán)流多維催化高級(jí)氧化處理含油廢水的工藝和裝置，尤其適用于高濃度含油工業(yè)廢水的處理。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，廢水高級(jí)氧化降解有機(jī)物已成為行業(yè)研究的熱點(diǎn)。高級(jí)氧化技術(shù)為是產(chǎn)生大量的強(qiáng)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(yīng)，在高溫高壓、電、聲、光輻照、催化劑等反應(yīng)條件下使大分子難降解有機(jī)物氧化成低毒、無毒的小分子物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)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(zhuǎn)化、碳化，最終達(dá)到去除污染物的目的。
[0003]高級(jí)氧化降解有機(jī)物靠產(chǎn)生大量強(qiáng)氧化性的羥基自由基實(shí)現(xiàn)，而羥基自由基產(chǎn)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(jí)氧化有多種手段和實(shí)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)，有的投資高，有的運(yùn)行成本高。
[0004]例如，芬頓氧化法利用二價(jià)鐵離子和過氧化氫之間的鏈反應(yīng)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(chǎn)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(duì)傳統(tǒng)芬頓法具有一定優(yōu)勢(shì)，但是其要犧牲陽(yáng)極電極，須經(jīng)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(duì)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(dú)的光催化氧化法雖然處理成本低，但對(duì)水中含有的難氧化物質(zhì)例如甲醇，乙酸等小分子物質(zhì)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(shí)際需要。
[0007]上述高級(jí)氧化工藝受水中污染雜質(zhì)種類和污染物性質(zhì)的影響較大，原水ΡΗ條件和水中過度金屬離子都會(huì)直接影響處理效果和凈化效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足，提供一種氧化時(shí)間短、投資和運(yùn)行費(fèi)用小、處理效果好的環(huán)流多維催化高級(jí)氧化處理含油廢水的工藝。
[0009]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種處理含油廢水的工藝，包含下列步驟:
(一)用超聲波和氧化劑處理含油廢水，去除其中大部分的難降解小分子、易降解長(zhǎng)鏈和環(huán)鏈大分子物質(zhì)；處理時(shí)間為5-10分鐘；
(二)用紫外線和臭氧處理經(jīng)上述步驟(一)處理后的含油廢水，去除其中部分易降解有機(jī)物和少部分難降解小分子；處理時(shí)間為6-8分鐘；
(三)用紫外線、臭氧和催化劑處理上述步驟(二)處理后的含油廢水，大量降解有機(jī)物；處理時(shí)間為12-19分鐘； 多次重復(fù)步驟(一)至步驟(三)；重復(fù)頻率為1小時(shí)2次。
[0010]其中，所述紫外線的波長(zhǎng)為185nm。
[0011]本發(fā)明還提供一種循環(huán)處理含油廢水的裝置，應(yīng)用上述方法，包括三個(gè)子系統(tǒng)，且所述子系統(tǒng)分別設(shè)置在三個(gè)不銹鋼的圓筒內(nèi):
(a)超聲波和氧化劑系統(tǒng):超聲波振動(dòng)棒安裝在第一圓筒的正中央，在第一圓筒的底部設(shè)有加藥泵；
(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(shè)有供臭氧加入的擴(kuò)散器；
(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(shè)有鈦炭催化器；
所述三個(gè)子系統(tǒng)的頂端均為出水口、底部均為進(jìn)水口 ；
其中第一圓筒的出水口通過水管和第二圓筒的進(jìn)水口連接，第一圓筒的進(jìn)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(jìn)水口連接，第三圓筒的底部還另設(shè)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。
[0012]和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過三種高級(jí)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(zhì)氧化去除并產(chǎn)生出大量高密度高活性的強(qiáng)氧化性的羥基自由基，對(duì)污水中有機(jī)物的氧化能力為其它高級(jí)氧化法(例如芬頓試劑法)的2~4倍，能對(duì)高濃度有機(jī)物進(jìn)行較徹底氧化，可達(dá)標(biāo)排放、減少后續(xù)工藝；本發(fā)明克服了芬頓等普通高級(jí)氧化法羥基自由基產(chǎn)生量對(duì)酸堿度等條件的限制，使此種工藝不僅能處理堿性廢水，對(duì)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(chǎn)物為二氧化碳和少量無機(jī)鹽，無鐵泥等二次污染，實(shí)現(xiàn)清潔處理；由于運(yùn)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。
【附圖說明】
[0013]圖1為循環(huán)處理含油廢水的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面通過實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)。
[0015]參見圖1，圖1展示的是本發(fā)明實(shí)施例所采用的裝置，具體包括三個(gè)子系統(tǒng)，且所述子系統(tǒng)分別設(shè)置在三個(gè)不銹鋼的圓筒內(nèi)，圓筒的材質(zhì)優(yōu)選不銹鋼。
[0016]超聲波和氧化劑系統(tǒng):超聲波振動(dòng)棒安裝在第一圓筒的正中央，在第一圓筒的底部設(shè)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(shè)有供臭氧加入的擴(kuò)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(shè)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(shè)有水泵；兩筒的中央部位設(shè)有第二組紫外燈；
所述三個(gè)子系統(tǒng)的頂端均為出水口、底部均為進(jìn)水口 ；
其中第一圓筒的出水口通過水管和第二圓筒的進(jìn)水口連接，第一圓筒的進(jìn)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(jìn)水口連接，第三圓筒的底部還另設(shè)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。
[0017]其中，所述紫外線的波長(zhǎng)為185nm。第三圓筒和第四圓筒的中央部位設(shè)有鈦炭催化器。第三圓筒和第四圓筒的底部設(shè)有臭氧曝氣頭。
[0018]基于上述裝置，本發(fā)明的實(shí)施例于2014年4月13至18日在申請(qǐng)人的江蘇工廠進(jìn)行，污水處理的規(guī)模為250L/h，水樣主要污染物為動(dòng)植物油、殺菌劑、表面活性劑，Cod:14000mg/L, ph:8.0~8.5，污水的顏色為深藍(lán)色。
[0019]首先用用超聲波和氧化劑處理含油廢水，即經(jīng)過一級(jí)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(zhǎng)鏈和環(huán)鏈大分子物質(zhì)；處理時(shí)間為5-10分鐘。
[0020]污水水樣經(jīng)水泵由污水源底部進(jìn)入裝有超聲波震動(dòng)棒的不銹鋼的第一圓筒內(nèi)，含量30%的氧化劑雙氧水由底部的加藥泵直接加入管道經(jīng)水泵混合均勻，加入量為4kg/m3，超聲波頻率設(shè)為20MHz，水樣在此停留時(shí)間6分鐘。水中甲醇、乙醇、乙酸等小分子物質(zhì)被氧化降解，去除率為55%~60% ;脂類等大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)或被直接降解碳化此類物質(zhì)去除率越為10%，色度去除率為80%。
[0021]然后用紫外線和臭氧處理經(jīng)上述步驟處理后的含油廢水，即經(jīng)過二級(jí)氧化系統(tǒng)處理。經(jīng)一級(jí)氧化后的水經(jīng)水泵由第二圓筒底部進(jìn)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(jīng)兩個(gè)