[发明专利]一种一体化处理难降解有机废水的设备及方法

说明书

技术领域

本发明属于有机废水处理设备领域，特别涉及一种一体化处理难降解有机废水的设备，还涉及利用该设备处理有机废水中难降解有机污染物的方法。

背景技术

随着现代工业的不断发展，大量的有机化合物被广泛地应用于人类的生产和生活，各种含有难生物降解的有机污染物的废水也随之增多。这些废水普遍具有污染物浓度高、毒性大、可生化性差的特点，对水环境造成了严重污染，直接威胁着人类的健康。

目前，对于此类难降解有机废水的处理常采用物化法、化学法、生化法等，但由于水质的特殊性，常规处理技术很难达到满意的效果。因此，难降解有机废水的处理研究一直是国内外水处理工作中的一个难点和研究热点。

高级氧化技术（AOPs）是以促进产生高活性的羟基自由基（·OH）为目的的氧化技术。羟基自由基是一种很强的氧化剂，它能与有机分子结合生成二氧化碳和水及其他无机物，从而最终实现污染物的无害化处置。高级氧化技术作为一种有效的废水处理手段，近年来引起了越来越多的关注。其中，尤以臭氧法、光催化法、超声催化法和电化学催化法等因其良好的可操控性以及与环境有着较好的兼容性而受到人们的青睐。臭氧具有很强的氧化能力，能有效除臭、脱色、杀菌、降解有机物，温度和压力等反应条件温和，清洁无污染；但是臭氧与有机物的反应具有较强的选择性，且单纯臭氧氧化处理废水的效率低，处理成本高，需要探索催化臭氧氧化、臭氧联用等新技术。光催化、电化学催化和超声催化技术是最近发展起来的新型高级氧化技术，均具有设备简单、条件温和、易于自动控制，并且不会带来二次污染等优点，被誉为“环境友好”的水处理技术。然而，单一的超声处理很难有效降解有机污染物；光催化处理能力强，但效率较低；同时由于水电解点位窗口的限制等因素，电化学催化技术需要寻求高性能的电极和合适的协同耦合技术。因此，寻求建立一种可以在常温常压下进行，并且有高效性和广谱性的高级氧化耦合技术，使各反应之间协同互补，提高处理效果，设计出一体化的反应装置简化工艺并缩小体积是有效解决难降解有机废水处理及推动该技术能够实际应用的关键。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供了一种效率高、成本低的处理难降解有机废水的设备以及利用该设备处理难降解有机废水的方法。

技术方案：本发明提供的一体化处理难降解有机废水的设备，包括反应装置、紫外/臭氧发生扩散装置、电化学催化装置、超声装置和电源；所述反应装置下部设有进水口、上部设有出水口；所述紫外/臭氧发生扩散装置包括依次连接的内部设有紫外灯管的石英套管、气体泵和气体扩散器，所述气体扩散器设于反应装置底部；所述石英套管设于反应装置内，其一端设有进气管，另一端设有出气管并与气体泵连接；所述电化学催化装置及超声装置设于反应装置内；所述紫外灯管、电化学催化装置及超声装置分别与电源连接。

其中，反应装置可为圆筒形或长方体形，制备材料可为金属、有机玻璃、塑料等；气体泵可将石英套管腔体中的气体抽送至气体扩散器；电源为直流型或脉冲型，可同时满足紫外灯管、电化学催化和超声发生要求，并具备输出可调，信号反馈、远程可控等功能。

作为本发明一体化处理难降解有机废水的设备的一种改进，还包括前处理装置，所述前处理装置的出水口与反应装置上的进水口连接，所述前处理装置包括过滤装置、气浮装置、混凝沉淀装置或生物处理装置中的一种或几种；从而利用过滤、气浮、混凝沉淀或生物处理等方法对难降解有机废水前处理，提高该装置的处理效率及处理效果。

作为本发明一体化处理难降解有机废水的设备的进一步改进，还包括第一液体控制阀，所述第一液体控制阀设于前处理装置的出水口和反应装置上的进水口之间；从而方便控制处理水量及处理时间，提高处理效果，保证出水水质。

作为本发明一体化处理难降解有机废水的设备的另一种改进，还包括气液分离器，所述气液分离器上设有进水管、出水管和出气管，其进水管与反应装置上的出水口连接；利用气液分离器分离处理后水中未反应的臭氧及其他气体，从而提高处理效果，保证出水水质。

作为本发明一体化处理难降解有机废水的设备的进一步改进，还包括第二液体控制阀，所述第二液体控制阀设于气液分离器与反应装置上的出水口之间；从而方便控制处理水量及处理时间，提高处理效果，保证出水水质。

作为本发明一体化处理难降解有机废水的设备的另一种改进，还包括臭氧尾气破坏器，所述臭氧尾气破坏器与气液分离器出气管连接；所述臭氧尾气破坏器为化学吸收型臭氧尾气破坏器或催化反应型臭氧尾气破坏器；利用臭氧尾气破坏器处理分离的未反应的臭氧，从而避免对环境造成污染。