一種廢棄污染物的高級氧化還原無害化處理系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種廢棄污染物的高級氧化還原無害化處理系統(tǒng)及方法，屬于污染治理修復環(huán)保【技術領域】。所述無害化處理系統(tǒng)包括廢棄物降解子系統(tǒng)、廢液處理子系統(tǒng)、臭氧水制取子系統(tǒng)、降解藥劑加入子系統(tǒng)、檢測控制子系統(tǒng)、水位控制子系統(tǒng)；該方法具體為：首先確定廢棄污染物類型，選定降解藥劑，將待廢棄污染物倒入處理池，然后對廢棄污染物進行高級氧化/還原反應處理，然后對經過處理的廢液進行無害化處理，再次利用，再對處理完畢的土壤進行生物降解處理。本發(fā)明降解效率明顯提高、用時短，對有機污染物的處理可在2-3天時間內完成，對重金屬污染物的處理可在3-5天時間內完成，大幅縮短了污染物處理的時間，減少成本70%以上。
【專利說明】一種廢棄污染物的高級氧化還原無害化處理系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種廢棄污染物的高級氧化還原無害化處理系統(tǒng)及方法，屬于污染治理修復環(huán)保【技術領域】，特別涉及針對不同形態(tài)(氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài))、不同污染物成分、不同污染物質含量的污染物，提供一種靈活配置、針對性強、高效快速的方法和設備，以超聲波催化臭氧水溶液分解形成大量強氧化性的羥基自由基，并與降解藥劑溶液發(fā)生高級氧化/還原反應，形成可實現(xiàn)高效降解污染物質的高效降解溶液，用于處理污染物。
【背景技術】
[0002]目前，對于污染物處理的主要方式有高溫焚燒和生物菌填埋兩種方式，其中高溫焚燒由于存在成本高、能源消耗巨大、對周圍環(huán)境造成新的污染等問題難以持續(xù)采用下去；而現(xiàn)有的生物菌填埋處理方式，則存在治理時間長(需要五至十年時間)、治理效果差，達不至國家污染物治理標準的要求，同時也存在污染物質隨空氣、水進入土壤、地下水、空氣的漏洞，很容易造成新的污染。另外，不論是目前任何一種方案，均不能徹底地解決大量污染物再生利用的問題。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的就是為了高效、低成本解決污染物處理問題，提供一種可根據(jù)實際污染物降解需求制取針對性強的高效降解溶液，快速準確達到污染物各堆積層，實現(xiàn)有毒物質降解，然后排出處理完畢后殘液，進行廢液處理，達到凈化要求，再次用于制取降解溶液，實現(xiàn)水體循環(huán)利用。
[0004]本發(fā)明所采用的技術方案為:
[0005]一種無害化處理廢棄污染物的高級氧化還原系統(tǒng)，一種廢棄污染物的高級氧化還原無害化處理系統(tǒng)，其特征是，所述無害化處理系統(tǒng)包括廢棄物降解子系統(tǒng)、廢液處理子系統(tǒng)、臭氧水制取子系統(tǒng)、降解藥劑加入子系統(tǒng)、檢測控制子系統(tǒng)、水位控制子系統(tǒng)；
[0006]所述廢棄物降解子系統(tǒng)包括反應池單元、處理池、滲透池單元；所述反應池單元包括內置超聲波發(fā)射器、水位控制管路及出水接口、臭氧水輸水管路及出水接口、降解藥劑溶液輸水管路及出水接口、水質探測器、外置水位探測器；所述滲透池單元包括透水墻、滲透池內置水位探測器、透水墻外置水位探測器、水位控制管路及入水口、滲透池內置水質探測器。
[0007]所述所述無害化處理系統(tǒng)包括二個方形池，其中任一方形池作為廢棄物降解子系統(tǒng)，另一方形池作為廢液處理子系統(tǒng)，兩個方形池同時使用，停止使用后，兩個方形池互換子系統(tǒng)作用，再次同時使用；
[0008]所述廢棄物降解子系統(tǒng)實施過程為:挖二個方形池，池底和四壁做防滲處理，池內一側修筑從地面到池底的斜坡，斜坡滿足車輛上下行要求，在所述方形池中央位置設置反應池，反應池池壁呈三面延伸至斜坡，靠近斜坡面呈開放型，滿足車輛進出要求，反應池三面池壁做防滲處理，池壁延伸至斜坡，所述反應池池壁高度應高于待處理污染物高度2-3米；在方形池內側距離四面池壁2-5米處，采用透水磚修筑透水墻，透水墻高度與反應池壁高度一致，透水墻與反應池池壁共同構成的封閉區(qū)域作為處理池，處理池內用于堆放和處理待處理污染物，滲透墻與方形池四壁構成的封閉區(qū)域為滲透池；
[0009]所述反應池單元反應池池壁內側安裝超聲波發(fā)射器，所述超聲波發(fā)射器采用不銹鋼304/316密閉外殼，所述超聲波發(fā)射器電源線通過安裝在池壁的防水管路沿斜坡連接到檢測控制子系統(tǒng)；所述反應池內置水位水管出水接口，所述水位控制管路出水接口通過輸水管道與水位控制子系統(tǒng)連接；所述反應池內安裝有臭氧水輸水管路出水接口，并通過輸水管路連接到臭氧水制取子系統(tǒng)；所述反應池內安裝有降解藥劑溶液輸水管路出水接口，并通過輸水管路連接到降解藥劑加入子系統(tǒng)；所述反應池內側池壁池內底部、上部位置，安裝水質探測器，所述水質探測器的電源線通過安裝在池壁的防水管路沿斜坡連接到檢測控制子系統(tǒng)，所述水質探測器包括PH值探測器、溶液含量探測器、水樣取樣器，所述水樣取樣器通過取水管路連接到所述檢測控制子系統(tǒng)；所述反應池內側和外側池壁在距反應池頂部高度2-3處，分別安裝水位探測器，該水位探測器的電源線通過安裝在池壁的防水管路沿斜坡連接到所述檢測控制子系統(tǒng)；
[0010]所述滲透池單元透水墻外側和內側安裝水位探測器，所述滲透池內置水位控制管路入水接口，所述水位控制管路入水接口通過輸水管道與水位控制子系統(tǒng)連接；所述滲透池單元滲透墻壁內側安裝水質探測器，所述水質探測器的電源線通過安裝在池壁的防水管路沿斜坡連接到檢測控制子系統(tǒng)，所述水質探測器包括PH值探測器、溶液含量探測器、水樣取樣器，所述水樣取樣器通過取水管路連接到所述檢測控制子系統(tǒng)；
[0011]所述廢液處理子系統(tǒng)結構、系統(tǒng)組成和實施過程與上述廢棄物降解子系統(tǒng)相同；
[0012]所述臭氧水制取子系統(tǒng)包括制氧單位、臭氧發(fā)生單元、臭氧濃度檢測單元、冷卻單元、流量控制單元、氣液混合單元、電氣控制單元，各單元通過管路相互連接，電氣控制單元與其他單元設備通過電纜線連接；
[0013]所述污染處理系統(tǒng)包括檢測控制子系統(tǒng)，所述檢測控制子系統(tǒng)包括中央控制主機、水位監(jiān)測單元、反應液成分檢測單元、廢液成分檢測單元、廢液處理液檢測單元、管路壓力流量測控單元；所述檢測控制子系統(tǒng)中央控制主機與污染處理系統(tǒng)其他子系統(tǒng)通過線纜連接，發(fā)送控制指令，執(zhí)行系統(tǒng)內各設備的啟閉；所述檢測控制子系統(tǒng)水位監(jiān)測單元通過線纜與污染處理系統(tǒng)其他子系統(tǒng)探測器連接，獲得各位置水位信息，提供給所述檢測控制子系統(tǒng)中央控制主機；所述檢測控制子系統(tǒng)反應液成分檢測單元通過線纜與污染處理系統(tǒng)污染物處理子系統(tǒng)反應池內的所述水質探測器連接，獲得反應池內水質信息，提供給所述檢測控制子系統(tǒng)中央控制主機；所述檢測控制子系統(tǒng)廢液成分檢測單元通過線纜與污染處理系統(tǒng)污染物處理子系統(tǒng)滲透池內的所述水質探測器連接，獲得滲透池內水質信息，提供給所述檢測控制子系統(tǒng)中央控制主機；所述檢測控制子系統(tǒng)廢液成分檢測單元通過線纜與污染處理系統(tǒng)廢水處理子系統(tǒng)滲透池內的所述水質探測器連接，獲得滲透池內水質信息，提供給所述檢測控制子系統(tǒng)中央控制主機；
[0014]所述水位控制子系統(tǒng)包括電氣控制單元、水位控制管路及抽水泵機組；
[0015]所述降解藥劑加入子系統(tǒng)包括降解藥劑溶解塔、流量控制單元；
[0016]所述管路壓力流量測控單元通過線纜與污染處理系統(tǒng)各管路壓力探測器連接，獲得管路壓力信息，提供給所述檢測控制子系統(tǒng)中央控制主機。[0017]優(yōu)選的，所述臭氧發(fā)生單元采用的臭氧發(fā)生制取方式包括電解純水電化學制取，紫外線照射光化學制取及電暈放電制取。
[0018]優(yōu)選的，所述氣液混合單元采用的氣液混合方式包括氣液混合泵、射流器、靜態(tài)混合器。
[0019]本發(fā)明還提供了一種廢棄污染物的高級氧化還原無害化處理方法，其特征是，包括以下步驟:
[0020]①對廢棄污染物進行檢測，獲知廢棄污染物的類型、深度、土壤pH值、各種物質含量、透水性，根據(jù)以上數(shù)據(jù)確定污染物降解藥劑類型；
[0021]如果廢棄污染物為有機污染物，采用高級氧化反應直接加速降解，則確定以臭氧水作為降解藥劑進行處理；
[0022]如果廢棄污染物為重金屬污染物，采用高級還原反應進行降解，則確定以臭氧水+降解藥劑進行處理；
[0023]②制備臭氧水，并注入反應池內，同時向臭氧水溶液發(fā)射大功率超聲波，催化臭氧水發(fā)生降解產生大量強氧化性羥基自由基；
[0024]③將廢棄污染物移入處理池；
[0025]④降解:
[0026]將步驟②中的臭氧水注入反應池中，
[0027]若污染物為生活垃圾、塑料廢物，則直接將含有大量羥基自由基的水溶液注入處理池反應，采用高級氧化降解方式；
[0028]若污染物為重金屬，在反應池中，除注入臭氧水外，還需在反應池中注入降解藥劑，降解藥劑與羥基自由基溶液共同形成高效降解溶液，二者均轉入處理池中，采用高級還原降解方式；
[0029]⑤抽取滲透出的廢液進行臭氧氧化降解，再次被應用于制取臭氧水溶液，實現(xiàn)水體循環(huán)利用；
[0030]⑥對步驟④中處理完畢的土壤進行生物降解處理。
[0031]優(yōu)選的，所述廢棄污染物包括固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)廢棄物的任意一種或幾種。
[0032]優(yōu)選的，步驟⑥中所述生物降解處理為:在土壤污染物處理完畢后，在土壤中施用土壤改良劑、有機肥料、生物菌肥料，培養(yǎng)有益菌改善土壤養(yǎng)分。
[0033]優(yōu)選的，所述的高級氧化和高級氧化/還原兩種化學降解方式的反應原理具體為:
[0034]高級氧化反應:
[0035]
【權利要求】
1.一種廢棄污染物的高級氧化還原無害化處理系統(tǒng)，其特征是，所述無害化處理系統(tǒng)包括廢棄物降解子系統(tǒng)、廢液處理子系統(tǒng)、臭氧水制取子系統(tǒng)、降解藥劑加入子系統(tǒng)、檢測控制子系統(tǒng)、水位控制子系統(tǒng)； 所述廢棄物降解子系統(tǒng)包括反應池單元、處理池、滲透池單元；所述反應池單元包括內置超聲波發(fā)射器、水位控制管路及出水接口、臭氧水輸水管路及出水接口、降解藥劑溶液輸水管路及出水接口、水質探測器、外置水位探測器；所述滲透池單元包括透水墻、滲透池內置水位探測器、透水墻外置水位探測器、水位控制管路及入水口、滲透池內置水質探測器；所述所述無害化處理系統(tǒng)包括二個方形池，其中任一方形池作為廢棄物降解子系統(tǒng)，另一方形池作為廢液處理子系統(tǒng)，兩個方形池同時使用，停止使用后，兩個方形池互換子系統(tǒng)作用，再次同時使用； 所述廢棄物降解子系統(tǒng)實施過程為:挖一個方形池，池底和四壁做防滲處理，池內一側修筑從地面到池底的斜坡，在所述方形池中央位置設置反應池，反應池池壁呈三面延伸至斜坡，靠近斜坡面呈開放型，反應池三面池壁做防滲處理，池壁延伸至斜坡，所述反應池池壁高度應高于待處理污染物高度2-3米；在方形池內側距離四面池壁2-5米處，采用透水磚修筑透水墻，透水墻高度與反應池壁高度一致，透水墻與反應池池壁共同構成的封閉區(qū)域作為處理池，處理池內用于堆放和處理待處理污染物，滲透墻與方形池四壁構成的封閉區(qū)域為滲透池； 所述反應池單元反應池池壁內側安裝超聲波發(fā)射器，所述超聲波發(fā)射器采用不銹鋼304/316密閉外殼，所述超聲波發(fā)射器電源線通過安裝在池壁的防水管路沿斜坡連接到檢測控制子系統(tǒng)；所述反應池內置水位水管出水接口，所述水位控制管路出水接口通過輸水管道與水位控制子系統(tǒng)連接；所述反應池內安裝有臭氧水輸水管路出水接口，并通過輸水管路連接到臭氧水制取子系統(tǒng)；所述反應池內安裝有降解藥劑溶液輸水管路出水接口，并通過輸水管路連接到降解藥劑加入子系統(tǒng)；所述反應池內側池壁池內底部、上部位置，安裝水質探測器，所述水質探測器的電源線通過安裝在池壁的防水管路沿斜坡連接到檢測控制子系統(tǒng)，所述水質探測器包括PH值探測器、溶液含量探測器、水樣取樣器，所述水樣取樣器通過取水管路連接到所述檢測控制子系統(tǒng)；所述反應池內側和外側池壁在距反應池頂部高度2-3處，分別安裝水位探測器，該水位探測器的電源線通過安裝在池壁的防水管路沿斜坡連接到所述檢測控制子系統(tǒng)； 所述滲透池單元透水墻外側和內側安裝水位探測器，所述滲透池內置水位控制管路入水接口，所述水位控制管路入水接口通過輸水管道與水位控制子系統(tǒng)連接；所述滲透池單元滲透墻壁內側安裝水質探測器，所述水質探測器的電源線通過安裝在池壁的防水管路沿斜坡連接到檢測控制子系統(tǒng)，所述水質探測器包括PH值探測器、溶液含量探測器、水樣取樣器，所述水樣取樣器通過取水管路連接到所述檢測控制子系統(tǒng)； 所述廢液處理子系統(tǒng)結構、系統(tǒng)組成和實施過程與上述廢棄物降解子系統(tǒng)相同； 所述臭氧水制取子系統(tǒng)包括制氧單位、臭氧發(fā)生單元、臭氧濃度檢測單元、冷卻單元、流量控制單元、氣液混合單元、電氣控制單元，各單元通過管路相互連接，電氣控制單元與其他單元設備通過電纜線連接； 所述污染處理系統(tǒng)包括檢測控制子系統(tǒng)，所述檢測控制子系統(tǒng)包括中央控制主機、水位監(jiān)測單元、反應液成分檢測單元、廢液成分檢測單元、廢液處理液檢測單元、管路壓力流量測控單元； 所述檢測控制子系統(tǒng)中央控制主機與污染處理系統(tǒng)其他子系統(tǒng)通過線纜連接，發(fā)送控制指令，執(zhí)行系統(tǒng)內各設備的啟閉；所述檢測控制子系統(tǒng)水位監(jiān)測單元通過線纜與污染處理系統(tǒng)其他子系統(tǒng)探測器連接，獲得各位置水位信息，提供給所述檢測控制子系統(tǒng)中央控制主機；所述檢測控制子系統(tǒng)反應液成分檢測單元通過線纜與污染處理系統(tǒng)污染物處理子系統(tǒng)反應池內的所述水質探測器連接，獲得反應池內水質信息，提供給所述檢測控制子系統(tǒng)中央控制主機；所述檢測控制子系統(tǒng)廢液成分檢測單元通過線纜與污染處理系統(tǒng)污染物處理子系統(tǒng)滲透池內的所述水質探測器連接，獲得滲透池內水質信息，提供給所述檢測控制子系統(tǒng)中央控制主機；所述檢測控制子系統(tǒng)廢液成分檢測單元通過線纜與污染處理系統(tǒng)廢水處理子系統(tǒng)滲透池內的所述水質探測器連接，獲得滲透池內水質信息，提供給所述檢測控制子系統(tǒng)中央控制主機； 所述水位控制子系統(tǒng)包括電氣控制單元、水位控制管路及抽水泵機組； 所述降解藥劑加入子系統(tǒng)包括降解藥劑溶解塔、流量控制單元； 所述管路壓力流量測控單元通過線纜與污染處理系統(tǒng)各管路壓力探測器連接，獲得管路壓力信息，提供給所述檢測控制子系統(tǒng)中央控制主機。
2.根據(jù)權利要求1所述的高級氧化還原系統(tǒng)，其特征是，所述臭氧發(fā)生單元采用的臭氧發(fā)生制取方式包括電解純水電化學制取，紫外線照射光化學制取及電暈放電制取。
3.根據(jù)權利要求1所述的高級氧化還原系統(tǒng)，其特征是，所述氣液混合單元采用的氣液混合方式包括氣液混合泵、射流器、靜態(tài)混合器。
4.一種廢棄污染物的高級氧化還原無害化處理方法，其特征是，包括以下步驟: ①對廢棄污染物進行檢測，獲知廢棄污染物的類型、深度、土壤PH值、各種物質含量、透水性，根據(jù)以上數(shù)據(jù)確定污染物降解藥劑類型； 如果廢棄污染物為有機污染物，采用高級氧化反應直接加速降解，則確定以臭氧水作為降解藥劑進行處理； 如果廢棄污染物為重金屬污染物，采用高級還原反應進行降解，則確定以臭氧水+降解藥劑進行處理； ②制備臭氧水，并注入反應池內，同時向臭氧水溶液發(fā)射大功率超聲波，催化臭氧水發(fā)生降解產生大量強氧化性羥基自由基； ③將廢棄污染物移入處理池； ④降解: 將步驟②中的臭氧水注入反應池中， 若污染物為生活垃圾、塑料廢物，則直接將含有大量羥基自由基的水溶液注入處理池反應，采用高級氧化降解方式； 若污染物為重金屬，在反應池中，除注入臭氧水外，還需在反應池中注入降解藥劑，降解藥劑與羥基自由基溶液共同形成高效降解溶液，二者均轉入處理池中，采用高級還原降解方式； ⑤抽取滲透出的廢液進行臭氧氧化降解，再次被應用于制取臭氧水溶液，實現(xiàn)水體循環(huán)利用； ⑥對步驟④中處理完畢的土壤進行生物降解處理。
5.根據(jù)權利要求4所述的廢棄污染物的高級氧化還原無害化處理方法，其特征是，所述廢棄污染物包括固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)廢棄物的任意一種或幾種。
6.根據(jù)權利要求4所述的廢棄污染物的高級氧化還原無害化處理方法，其特征是，步驟⑥中所述生物降解處理為:在土壤污染物處理完畢后，在土壤中施用土壤改良劑、有機肥料、生物菌肥料，培養(yǎng)有益菌改善土壤養(yǎng)分。
7.根據(jù)權利要求4所述的廢棄污染物的高級氧化還原無害化處理方法，其特征是，所述的高級氧化和高級還原兩種化學降解方式的反應原理具體為: 高級氧化反應:
8.根據(jù)權利要求4所述的廢棄污染物的高級氧化還原無害化處理方法，其特征是，所述降解藥劑為自由基捕獲劑。
9.根據(jù)權利要求8所述的廢棄污染物的高級氧化還原無害化處理方法，其特征是，所述降解藥劑為乙醇、醋酸、苯酚的任意一種。
【文檔編號】B01D53/44GK103920702SQ201410135939
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權日:2014年4月4日
【發(fā)明者】鄧煜寶, 柳堯波, 段友臣, 李長松, 張悅麗, 周紅, 張芮青, 于躍 申請人:濟南潤土農業(yè)科技有限公司