申請日2016.05.17

　　公開(公告)日2016.11.30

　　IPC分類號C02F9/06

　　摘要

　　本實用新型適用于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是垃圾滲濾液濃水的處理領(lǐng)域。提供了一種應(yīng)用多相催化氧化耦合技術(shù)處理污水的系統(tǒng)，包括酸化罐、微電解單元、催化氧化單元及沉淀器。酸化罐內(nèi)添加有液態(tài)酸;微電解單元內(nèi)設(shè)置有填料區(qū)，填料區(qū)內(nèi)填充有在酸性條件下產(chǎn)生亞鐵離子且能對污水進(jìn)行物理吸附的材料;催化氧化單元內(nèi)設(shè)置有紫外光發(fā)生器，并添加有氧化劑雙氧水與催化劑五水硫酸銅。催化氧化單元中的污水在雙氧水與亞鐵離子共同作用下發(fā)生Fenton氧化，紫外光、雙氧水和催化劑五水硫酸銅的耦合作用加速了Fenton、紫外催化氧化速度，可高效降解有機(jī)物。解決了高濃度難降解有機(jī)物處理，尤其是垃圾滲濾液濃水難以達(dá)標(biāo)或處理效率較低的問題。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種應(yīng)用多相催化氧化耦合技術(shù)處理污水的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括相互連通的用于調(diào)節(jié)污水PH的酸化罐、用于降解污水COD、消除污水色度的微電解單元、用于分解有機(jī)物的催化氧化單元以及用于液固分離的沉淀器;所述酸化罐內(nèi)添加有液態(tài)酸;所述微電解單元內(nèi)設(shè)置有填料區(qū)，所述填料區(qū)內(nèi)填充有在酸性條件下產(chǎn)生亞鐵離子且能對污水進(jìn)行物理吸附的材料;所述催化氧化單元內(nèi)設(shè)置有紫外光發(fā)生器，并添加有氧化劑雙氧水與催化劑。

　　2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用多相催化氧化耦合技術(shù)處理污水的系統(tǒng)，其特征在于，所述酸化罐、微電解單元以及催化氧化單元內(nèi)部均設(shè)置有曝氣裝置，所述曝氣裝置通過外面的空壓機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)接入空氣。

　　3.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用多相催化氧化耦合技術(shù)處理污水的系統(tǒng)，其特征在于，所述填料區(qū)內(nèi)填充的材料為鐵碳合金球。

　　4.如權(quán)利要求1至3中任意一項所述的應(yīng)用多相催化氧化耦合技術(shù)處理污水的系統(tǒng)，其特征在于，所述微電解單元設(shè)置有用于將污水均勻地輸入所述填料區(qū)的水流分布器。

　　5.如權(quán)利要求1至3中任意一項所述的應(yīng)用多相催化氧化耦合技術(shù)處理污水的系統(tǒng)，其特征在于，所述催化劑為CuSO4〃5H2O。

　　6.如權(quán)利要求1至3中任意一項所述的應(yīng)用多相催化氧化耦合技術(shù)處理污水的系統(tǒng)，其特征在于，所述催化氧化單元為全封閉反應(yīng)釜式結(jié)構(gòu)，其頂部設(shè)有帶蓋的加藥口，其底部開設(shè)有用于定期清洗排污的帶蓋排水口，所述紫外光發(fā)生器為一嵌入所述微電解單元內(nèi)部的防水紫外燈。

　　7.如權(quán)利要求1至3中任意一項所述的應(yīng)用多相催化氧化耦合技術(shù)處理污水的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括具有第一三通球閥以及第二三通球閥;所述第一三通球閥設(shè)置有第一入口、第二入口以及出口;所述第二三通球閥設(shè)置有入口、第一出口以及第二出口;所述第一三通球閥的第一入口與所述微電解單元連通，其第二入口通過一循環(huán)泵與第二三通球閥的第一出口相連通，其出口與催化氧化單元連通;所述催化氧化單元與所述第二三通球閥的入口連通，所述第二三通球閥的第二出口與所述沉淀器連通。

　　說明書

　　一種應(yīng)用多相催化氧化耦合技術(shù)處理污水的系統(tǒng)

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本實用新型屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用多相催化氧化耦合技術(shù)處理污水的系統(tǒng)。

　　背景技術(shù)

　　城市生活垃圾衛(wèi)生填埋過程會產(chǎn)生大量高COD(化學(xué)需氧量，ChemicalOxygen Demand)、高濃度難降解的垃圾滲濾液，垃圾滲濾液處理成為垃圾填埋場穩(wěn)定運行和管理的難題。我國于2008年頒布了《生活垃圾填埋場污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)，對垃圾滲濾液(污水)的處理排放提出了更嚴(yán)格的要求，為了滿足新標(biāo)準(zhǔn)的排放要求，“生化處理+膜生物技術(shù)”越來越廣泛的被應(yīng)用在垃圾滲濾液的處理中。為了保證達(dá)標(biāo)排放并控制膜的運行壓力，膜系統(tǒng)回收率控制在70%～80%，即會產(chǎn)生20%～30%的膜濾濃縮液。而膜濾濃縮液普遍存在可生物降解性差(BOD5/COD通常小于0.1)，有機(jī)物濃度和鹽含量高等問題。傳統(tǒng)的處理方法為回灌填埋場，但這樣會造成重金屬和難降解有機(jī)物以及鹽分循環(huán)累積于系統(tǒng)中。

　　同樣，老齡化滲濾液由于長時間經(jīng)過填埋場一系列生化反應(yīng)，其中的有機(jī)物多為長鏈的碳水化合物和腐殖質(zhì)，且隨著時間的推移，BOD5(生化需氧量，Biochemical Oxygen Demand，)，急速下降，BOD5/COD比值低，難降解成分高、毒性大。不僅如此，其氨氮含量也很高，會影響微生物的活性，不利于生物處理。并且，老齡化滲濾液的營養(yǎng)元素比例失調(diào)，BOD5/P大于300，與微生物生長所需的磷元素相差較大，導(dǎo)致在生物處理中磷元素缺乏。因此，老齡化滲濾液的處理也一直都是個棘手的難題。

　　針對以上提到的膜后濃縮滲濾液和老齡化滲濾液所存在的可生化性差的問題，目前較有效的處理方法多采用高級氧化技術(shù)。高級氧化技術(shù)以產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的羥基自由基(·OH)為特點，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)物氧化成低毒或無毒的小分子物質(zhì)。根據(jù)產(chǎn)生自由基的方式和反應(yīng)條件的不同，可將其分為光化學(xué)氧化、催化濕式氧化、電化學(xué)氧化、芬頓(Fenton)氧化等。其中，光化學(xué)氧化法受反應(yīng)條件限制，光照無法透過渾濁溶液，有機(jī)物降解不徹底;濕式催化氧化法需要在高溫高壓下進(jìn)行，對設(shè)備配置要求較高;Fenton反應(yīng)能有效氧化去除傳統(tǒng)廢水處理技術(shù)無法去除的難降解有機(jī)物,其實質(zhì)是H2O2在Fe2+的催化作用下生成具有高反應(yīng)活性的羥基自由基(〃OH)，〃OH可與大多數(shù)有機(jī)物作用使其降解。但Fenton氧化法需要在酸性條件進(jìn)行，反應(yīng)條件苛刻;而電化學(xué)氧化法利用陽極直接催化降解污染物，或電解產(chǎn)生強(qiáng)氧化劑間接降解污染物。該技術(shù)在常溫常壓下進(jìn)行，是目前比較推崇的一種處理技術(shù)。

　　大量的應(yīng)用研究表明，單一的氧化技術(shù)手段的氧化速率和效率都不能滿足降解高濃度有機(jī)污染物的要求，存在相應(yīng)的局限性。

　　專利CN201410732275中就采用了微電解技術(shù)與電解氧化技術(shù)的結(jié)合，能有效的降解有機(jī)物，但是電解耗電大、成本高。

　　專利CN201510686297中則采用了芬頓氧化技術(shù)與微電解技術(shù)以及絮凝沉降技術(shù)的結(jié)合，但是三個技術(shù)均分開獨立反應(yīng)，藥劑消耗量大、成本高，沒有相互協(xié)同效果。

　　本專利的實用新型則是在微電解技術(shù)的基礎(chǔ)上，聯(lián)合了Fenton氧化技術(shù)，形成可在常溫常壓下進(jìn)行的紫外催化濕式氧化技術(shù)。微電解單元、催化氧化單元可通過相互協(xié)同作用和發(fā)揮各自的優(yōu)勢，提高降解速率和效率，從而提高處理效果，減少藥劑消耗量，降低成本，實質(zhì)性的解決膜后濃縮滲濾液和老齡化滲濾液難處理的問題。具有安全、環(huán)保、高效、低耗的特點。

　　實用新型內(nèi)容

　　本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種應(yīng)用多相催化氧化耦合技術(shù)處理污水的系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中處理膜后濃縮液以及老齡化滲濾液所存在的有機(jī)物濃度和鹽含量高、難降解成分高、BOD5/COD比值低可生化性差的問題。

　　本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種應(yīng)用多相催化氧化耦合技術(shù)處理污水的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括相互連通的用于調(diào)節(jié)污水PH的酸化罐、用于降解污水COD、消除污水色度的微電解單元、用于分解有機(jī)物的催化氧化單元以及用于液固分離的沉淀器;所述酸化罐內(nèi)添加有液態(tài)酸;所述微電解單元內(nèi)設(shè)置有填料區(qū)，所述填料區(qū)內(nèi)填充有在酸性條件下產(chǎn)生亞鐵離子且能對污水進(jìn)行物理吸附的材料;所述催化氧化單元內(nèi)設(shè)置有紫外光發(fā)生器，并添加有氧化劑雙氧水與催化劑。

　　進(jìn)一步地，所述酸化罐、微電解單元以及催化氧化單元內(nèi)部均設(shè)置有曝氣裝置，所述曝氣裝置通過外面的空壓機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)接入空氣。

　　進(jìn)一步地，所述填料區(qū)內(nèi)填充的材料為鐵碳合金球。

　　進(jìn)一步地，所述微電解單元設(shè)置有用于將污水均勻地輸入所述填料區(qū)的水流分布器。

　　進(jìn)一步地，所述催化劑為CuSO4·5H2O。

　　進(jìn)一步地，所述催化氧化單元為全封閉反應(yīng)釜式結(jié)構(gòu)，其頂部設(shè)有帶蓋的加藥口，其底部開設(shè)有用于定期清洗排污的帶蓋排水口，所述紫外光發(fā)生器為一嵌入所述微電解單元內(nèi)部的紫外燈。

　　進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括具有第一三通球閥以及第二三通球閥;所述第一三通球閥設(shè)置有第一入口、第二入口以及出口;所述第二三通球閥設(shè)置有入口、第一出口以及第二出口;所述第一三通球閥的第一入口與所述微電解單元連通，其第二入口通過一循環(huán)泵與第二三通球閥的第一出口相連通，其出口與催化氧化單元連通;所述催化氧化單元與所述第二三通球閥的入口連通，所述第二三通球閥的第二出口與所述沉淀器連通。

　　本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：本實用新型中的微電解單元，其填料可產(chǎn)生0.9-1.7V電位差，可以使污水中的電解質(zhì)形成無數(shù)原電池，能產(chǎn)生離子將污水中的不飽和基團(tuán)雙鍵打開、環(huán)狀長鏈有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，并且溶解在污水中的吸附材料也能對污水進(jìn)行物理吸附，降解滲濾液的COD，降低色度。

　　經(jīng)過微電解單元處理后的污水，通入催化氧化單元，其中添加的氧化劑雙氧水與微電解單元產(chǎn)生的亞鐵離子共同作用下形成Fenton氧化，產(chǎn)生的羥基自由基與水中的溶解性有機(jī)物反應(yīng)形成有機(jī)自由基，當(dāng)在氧氣存在時，有機(jī)自由基與氧氣反應(yīng)生成有機(jī)過氧自由基，有機(jī)過氧自由基相互反應(yīng)產(chǎn)生有機(jī)過氧化物，該有機(jī)過氧化物可通過多種途徑進(jìn)一步降解。而氧化劑作用下生成的三價鐵離子也能跟〃OH自由基形成絮凝劑，進(jìn)一步地降低污水色度。而添加的催化劑CuSO4·5H2O既可促進(jìn)Fenton反應(yīng)的速率，也可作為紫外光的催化劑使氧化劑產(chǎn)生強(qiáng)氧化的〃OH自由基。紫外光、雙氧水和催化劑五水硫酸銅的耦合作用加速了Fenton、紫外催化氧化速度，可高效降解有機(jī)物。有效地解決膜后濃縮液以及老齡化滲濾液等污水中有機(jī)物濃度高、難降解成分高、可生化性差的問題