CN109179814A - 一种组合高级氧化处理污水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种组合高级氧化处理污水的方法，先将污水通入到紫外催化反应器中，同时加入氧化剂，将污水中能经过紫外催化氧化分解的有机物分解；再将污水再通入多孔炭填料电解反应器，将污水中不能通过紫外催化氧化的分解的有机物分子破坏；最后将污水通入到紫外催化反应器中，同时加入氧化剂，将污水中的小分子有机物氧化成二氧化碳和水。本发明具有降解效率高、结构简单、运行安全可靠，运行过程中很少有固废或危废产生、使用寿命长、易于实现达标排放、易于实现自动化等优点。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种组合高级氧化处理污水的方法。
背景技术
随着化学工业的发展，化工污水产生的量也迅速增长，不同于生活污水，化工生产产生的污水具有有毒、难降解、高盐、高COD等特点。此类水几乎很难生化。高级氧化目前已广泛应用于此类难生化降解的污水，如芬顿氧化、光催化氧化、高温湿法催化氧化等技术。芬顿氧化只是将污水中的有机物的分解成小分子或开环，同时会产生大量的危废铁泥；光催化氧化只是一种类芬顿，只能降解易降解的一些有机物，如甲醇、甲酸等；高温湿法氧化需高温高压的苛刻条件，设备投资大、运行成本高、安全性低。
大量的应用研究表明，单一的氧化技术手段的氧化速率和效率都不能满足降解高浓度有机污染物的要求，存在相应的局限性。
专利（CN207903974U）公开了一种污水高级氧化系统，该污水高级氧化系统，用紫外灯与氧气反应产生臭氧的方式取代了臭氧发生器，但是其处理范围有限，如DMF、DMSO等有机物不能被其降解。而且单一的芬顿氧化降解污水效果不突出，处理一般的有机物浓度污水尚可，对难降解的生化性差的污水很难达标。专利（CN108033522A）公开了电催化耦合高级氧化体系，提供了三维六角星状Co3O4和纳米片堆积花状CuO电极材料的合成方法，并将其应用于电催化耦合高级氧化体系来进行污水处理，对硝基苯酚去除率可达98％以上。专利（CN107673460A）公开了一种用于废水处理的高级氧化装置，该装置能够降低污水站工作人员的工作难度，只要在该装置中投入固定比例的氧化剂和引发剂就可以稳定地产生·OH用于废水处理。该装置采用Fenton氧化法，只能将污水中的有机物的分解成小分子或开环。专利（CN205740594U）公开了一种应用多相催化氧化耦合技术处理污水的系统，该装置适用于垃圾渗滤液的处理，后续还需要进一步采用生化技术或者膜技术进行处理，工序比较长。
发明内容
本发明的目的是提供一种组合高级氧化处理污水的方法。组合高级氧化技术处理污水的方法，处理效率高、运行过程中很少有固废或危废产生。
本发明的技术方案如下：
一种组合高级氧化处理污水的方法,包括如下步骤：
步骤一：将污水通入到紫外催化反应器中，同时加入氧化剂，通过紫外催化氧化0.1～100小时，将污水中能经过紫外催化氧化分解的有机物分解；
步骤二：将步骤一中经过紫外催化氧化后的污水再通入多孔炭填料电解反应器，通电0.1～100小时，将污水中不能经过步骤一中紫外催化氧化的分解的有机物分子破坏；
步骤三：将步骤二中电解后的污水通入到紫外催化反应器中，同时加入氧化剂，通过紫外催化氧化0.1～100小时，将污水中的小分子有机物氧化成二氧化碳和水。
在上述技术方案基础上，本发明还有以下进一步措施：
所述的步骤一或步骤三中的氧化剂为下述氧化剂中的一种或几种：双氧水、臭氧、过硫酸盐、次氯酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、过碳酸盐；氧化剂通过氧化剂加药装置进入紫外催化反应器。
所述的氧化剂臭氧或者为经由氧气输送装置通入氧气在紫外催化反应器中经紫外灯照射产生。
所述的紫外催化反应器中紫外灯为套管式，内层为紫外灯管，外层为套管，紫外灯管与套管间通氧气，经紫外照射产生臭氧，臭氧可以做为氧化剂。紫外灯管采用电磁波激发的无极紫外灯管。
所述的进入步骤一中的污水先经过沉淀或过滤除去固体杂质后再通入到步骤一紫外催化反应器中。
所述的步骤一处理后的污水在通入多孔炭填料电解反应器之前调PH≥7。
所述的步骤一处理后的污水调节PH值后，在通入多孔炭填料电解反应器之前经过多孔吸附材料吸附，去除残留的高分子有机物。
所述的多孔吸附材料为下述吸附材料中的一种或几种：活性炭、碳纤维、大孔树脂、分子筛、多孔硅胶。
所述的步骤二中的多孔炭填料表面负载有下述物质中的一种或几种：二氧化锰、镍、氧化镍、铁、氧化铁、铂、钯、银、铜、氧化铜、钴、氧化钴、钛、二氧化钛、钌、氧化钌、氧化镧、氧化铈、氧化钕、氧化镨、氧化钐、氧化铕、氧化钆。
所述的步骤二中的多孔炭填料电解反应器中正负电极之间通入脉冲电流。
本发明具有以下有益效果：
1.采用紫外加氧化剂进行催化氧化，将污水中易降解的有机物分解掉，同时也将高分子可溶性的有机物分解成可溶性的小分子有机物，具有抗污能力强、催化氧化效率高、降低了后续电解反应器的能耗、的优点，更重要的是防止了高分子有机物吸附在电解反应器中的多孔炭填料的表面，使填料失去活性。
2.经过紫外光催化氧化和多孔炭填料电解后的污水再经过紫外光催化氧化，将经过前两步处理后的污水中小分子的有机物进一步彻底降解、矿化，通过三步组合高级氧化技术处理污水，具有处理效率高、运行过程中很少有固废或危废产生、运行可靠、安全、易于实现达标排放、易于实现自动化等优点。
3.紫外催化反应器中的紫外灯管为套管式，紫外灯与套管间通氧气，经紫外照射产生臭氧，将臭氧通入氧化剂，利用紫外光催化同时产生臭氧作为氧化剂，具有结构简单、投资成本低的优点。
4.紫外催化反应器中的紫外灯管采用电磁波激发的无极紫外灯管，在运行时不光有紫外对污水中的有机物进行催化氧化，还有电磁波的协同效应，具有降解效率高、运行电耗低、使用寿命长的优点。
5.调PH值后的水经过多孔吸附材料吸附，去除残留的高分子有机物，防止了高分子有机物吸附在电解反应器中的多孔炭填料的表面，具有工艺简单、安全、可靠的优点。
6.多孔炭填料表面负载有金属或金属氧化物，多孔炭填料电解反应器中正负电极之间通入脉冲电流，具有电解效率高、工艺简单、运行成本低的优点。
附图说明
图1是本发明的装置的结构简图。
其中：1紫外催化反应器Ⅰ，2多孔炭填料电解反应器，3多孔炭填料， 4紫外催化反应器Ⅱ，5紫外灯Ⅱ，6氧化剂加药装置Ⅱ，7氧气输送装置Ⅱ， 8电极，9 PH值调节加药装置，10氧气输送装置Ⅰ，11氧化剂加药装置Ⅰ， 12紫外灯Ⅰ。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。
本发明的紫外催化反应器中的紫外灯为套管式，内层为紫外灯管，外层为套管，紫外灯管与套管间通氧气。紫外催化反应器中的紫外灯管采用电磁波激发的无极紫外灯管。多孔炭填料电解反应器中正负电极之间通入脉冲电流。多孔炭填料表面负载有下述物质中的一种或几种：二氧化锰、镍、氧化镍、铁、氧化铁、铂、钯、银、铜、氧化铜、钴、氧化钴、钛、二氧化钛、钌、氧化钌、氧化镧、氧化铈、氧化钕、氧化镨、氧化钐、氧化铕、氧化钆。
实施例1
本实施例所处理的污水为碳纤维生产过程中产生的含有二甲亚砜的污水，取自江苏某公司，COD=550mg/L，二甲亚砜含量1050mg/L。
该污水处理的方法，包括以下步骤：
1）将污水先经过沉淀或过滤除去固体杂质，然后通入到紫外催化反应器Ⅰ中，同时通过氧化剂加药装置加入双氧水，通过紫外催化氧化0.1小时，将水中的一些易降解的有机物分解成二氧化碳和水，该步处理后的水COD=160mg/L，二甲亚砜含量350mg/L，二甲砜含量650mg/L。
2）将上述经过紫外催化氧化后的污水调节PH值为7 ，并且经过活性炭多孔吸附材料吸附，去除残留的高分子有机物，再通入多孔炭填料电解反应器，通电0.1小时，电压11V，将污水中二甲亚砜分子破坏，该步处理后的水COD=165mg/L，二甲亚砜含量10mg/L，二甲砜含量5mg/L。
3）将上述电解后的污水通入到紫外催化反应器Ⅱ中，同时通过氧化剂加药装置加入臭氧，通过紫外催化氧化0.1小时，将污水中的小分子有机物氧化成二氧化碳和水，该步处理后的水COD=35mg/L，二甲亚砜含量5mg/L，二甲砜含量10mg/L。
实施例2
本实施例所处理的污水为碳纤维生产过程中产生的含有二甲亚砜的污水，取自江苏某公司，COD=550mg/L，二甲亚砜含量1050mg/L。
该污水处理的方法，包括以下步骤：
1）将污水先经过沉淀或过滤除去固体杂质，然后通入到紫外催化反应器Ⅰ中，同时通过氧化剂加药装置加入过硫酸盐，通过紫外催化氧化10小时，将水中的一些易降解的有机物分解成二氧化碳和水，该步处理后的水COD=152mg/L，二甲亚砜含量338mg/L，二甲砜含量640mg/L。
2）将上述经过紫外催化氧化后的污水调节PH值为7.5，并且经过大孔树脂多孔吸附材料吸附，去除残留的高分子有机物，再通入多孔炭填料电解反应器，通电10小时，电压11V，将污水中二甲亚砜分子破坏，该步处理后的水COD=175mg/L，二甲亚砜含量10mg/L，二甲砜含量10mg/L。
3）将上述电解后的污水通入到紫外催化反应器Ⅱ中，同时通过氧化剂加药装置加入臭氧，通过紫外催化氧化10小时，将污水中的小分子有机物氧化成二氧化碳和水，该步处理后的水COD=30mg/L，二甲亚砜含量6mg/L，二甲砜含量8mg/L。
实施例3
本实施例所处理的污水为碳纤维生产过程中产生的含有二甲亚砜的污水，取自江苏某公司，COD=550mg/L，二甲亚砜含量1050mg/L。
该污水处理的方法，包括以下步骤：
1）将污水先经过沉淀或过滤除去固体杂质，然后通入到紫外催化反应器Ⅰ中，同时通过氧化剂加药装置加入次氯酸盐，通过紫外催化氧化100小时，将水中的一些易降解的有机物分解成二氧化碳和水，该步处理后的水COD=160mg/L，二甲亚砜含量320mg/L，二甲砜含量620mg/L。
2）将上述经过紫外催化氧化后的污水调节PH值为8，并且经过多孔硅胶吸附材料吸附，去除残留的高分子有机物，再通入多孔炭填料电解反应器，通电100小时，电压11V，将污水中二甲亚砜分子破坏，该步处理后的水COD=165mg/L，二甲亚砜含量8mg/L，二甲砜含量5mg/L。
3）将上述电解后的污水通入到紫外催化反应器Ⅱ中，同时通过氧化剂加药装置加入臭氧，通过紫外催化氧化100小时，将污水中的小分子有机物氧化成二氧化碳和水，该步处理后的水COD=35mg/L，二甲亚砜含量5mg/L，二甲砜含量10mg/L。
实施例4
本实施例所处理的污水为煤化工生产产生的污水，取自内蒙某公司，COD=2500mg/L。
该污水处理的方法，包括以下步骤：
1）将污水先经过沉淀或过滤除去固体杂质，然后通入到紫外催化反应器Ⅰ中，同时紫外反应器Ⅰ中经氧气输送装置通入氧气，在紫外灯照射下产生臭氧氧化剂。通过紫外催化氧化0.5小时，将水中的一些易降解的有机物分解成二氧化碳和水，该步处理后的水COD=755mg/L。
2）将上述经过紫外催化氧化后的污水调节PH值为8 ，并且经过分子筛多孔吸附材料吸附，去除残留的高分子有机物，再通入多孔炭填料电解反应器，通电0.5小时，电压11V，该步处理后的水COD=550mg/L。
3）再将上述电解后的污水通入到紫外催化反应器Ⅱ中，同时通过氧化剂加药装置加入臭氧，通过紫外催化氧化1小时，将污水中的小分子有机物氧化成二氧化碳和水，该步处理后的水COD=5mg/L。
Claims (10)
1.一种组合高级氧化处理污水的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将污水通入到紫外催化反应器中，同时加入氧化剂，通过紫外催化氧化0.1～100小时，将污水中能经过紫外催化氧化分解的有机物分解；
步骤二：将步骤一中经过紫外催化氧化后的污水再通入多孔炭填料电解反应器，通电0.1～100小时，将污水中不能经过步骤一中紫外催化氧化的分解的有机物分子破坏；
步骤三：再将步骤二中电解后的污水通入到紫外催化反应器中，同时加入氧化剂，通过紫外催化氧化0.1～100小时，将污水中的小分子有机物氧化成二氧化碳和水。
2.根据权利要求1所述的一种组合高级氧化处理污水的方法，其特征在于，所述的步骤一或步骤三中的氧化剂为下述氧化剂中的一种或几种：双氧水、臭氧、过硫酸盐、次氯酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、过碳酸盐；氧化剂通过氧化剂加药装置进入紫外催化反应器。
3.根据权利要求2所述的一种组合高级氧化处理污水的方法，其特征在于，所述的氧化剂臭氧或者为经由氧气输送装置通入氧气在紫外催化反应器中经紫外灯照射产生。
4.根据权利要求3所述的一种组合高级氧化处理污水的方法，其特征在于，所述的紫外催化反应器中的紫外灯为套管式，内层为紫外灯管，外层为套管，紫外灯管与套管间通入氧气，经紫外照射产生臭氧，紫外灯管采用电磁波激发的无极紫外灯管。
5.根据权利要求1所述的一种组合高级氧化处理污水的方法，其特征在于，步骤一中的污水在通入到紫外催化反应器处理之前先经过沉淀或过滤除去固体杂质。
6.根据权利要求1所述的一种组合高级氧化处理污水的方法，其特征在于，步骤一处理后的污水在通入多孔炭填料电解反应器之前调PH≥7。
7.根据权利要求1所述的一种组合高级氧化处理污水的方法，其特征在于，步骤一处理后的污水调节PH值后，再通入多孔炭填料电解反应器之前经过多孔吸附材料吸附，去除残留的高分子有机物。
8.根据权利要求7所述的一种组合高级氧化处理污水的方法，其特征在于，所述的多孔吸附材料为下述吸附材料中的一种或几种：活性炭、碳纤维、大孔树脂、分子筛、多孔硅胶。
9.根据权利要求1所述的一种组合高级氧化处理污水的方法，其特征在于，步骤二中的多孔炭填料表面负载有下述物质中的一种或几种：二氧化锰、镍、氧化镍、铁、氧化铁、铂、钯、银、铜、氧化铜、钴、氧化钴、钛、二氧化钛、钌、氧化钌、氧化镧、氧化铈、氧化钕、氧化镨、氧化钐、氧化铕、氧化钆。
10.根据权利要求1所述的一种组合高级氧化处理污水的方法，其特征在于，步骤二中的多孔炭填料电解反应器中正负电极之间通入脉冲电流。
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