公布日：2022.09.06
申請日：2022.07.05
分類號：C02F9/08(2006.01)I;C02F1/30(2006.01)N;C02F1/72(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種工業(yè)生產廢水的微波催化氧化處理系統(tǒng)及方法。處理系統(tǒng)包括預處理水池(1)，用于沉淀及控制廢水均勻流動；催化混合器(2)，用于投加穩(wěn)定劑和催化劑，使廢水與藥劑混合均勻；催化反應區(qū)(3)，用于通過催化混合反應，完成廢水中大分子物質的初級催化氧化及小分子的完全氧化；微波升級反應區(qū)(4)，用于使廢水發(fā)生微波加持的催化降解反應，將廢水進行多重循環(huán)氧化處理，完成難降解物質的集成式處理及大分子物質的降解處理；混凝加藥區(qū)(5)，用于投加穩(wěn)定劑、混凝劑、助凝劑并進行攪拌混凝；固液分離區(qū)(6)，用于進行固液分離，將廢水中大顆粒、懸浮物沉淀固液分離，并對上清液收集，廢水達標排放或回用。
權利要求書
1.一種工業(yè)生產廢水的微波催化氧化處理系統(tǒng)，其特征在于：包括依次連接的預處理水池(1)、催化混合器(2)、催化反應區(qū)(3)、微波升級反應區(qū)(4)、混凝加藥區(qū)(5)、固液分離區(qū)(6)；所述預處理水池(1)用于沉淀分離廢水中的大顆粒物及控制廢水均勻流動；所述催化混合器(2)用于投加穩(wěn)定劑和催化劑，使廢水與藥劑混合均勻；所述催化反應區(qū)(3)用于通過催化混合反應，完成廢水中大分子物質的初級催化氧化以及小分子的完全氧化；所述微波升級反應區(qū)(4)用于使廢水發(fā)生微波加持催化劑的催化降解反應，進行強化催化降解，將廢水進行多重循環(huán)氧化處理，完成難降解物質的集成式處理，以及大分子物質的降解處理；所述混凝加藥區(qū)(5)用于投加穩(wěn)定劑、混凝劑、助凝劑并進行攪拌混凝；所述固液分離區(qū)(6)用于通過沉淀池進行固液分離，將廢水中大顆粒、懸浮物沉淀固液分離，并對固液分離后的上清液進行收集，廢水達標排放或回用。
2.根據權利要求1所述的工業(yè)生產廢水的微波催化氧化處理系統(tǒng)，其特征在于：所述預處理水池(1)包括一級反應沉淀池和調節(jié)池；所述預處理水池(1)與所述催化混合器(2)之間通過定量提升泵(81)連接。
3.根據權利要求1所述的工業(yè)生產廢水的微波催化氧化處理系統(tǒng)，其特征在于：所述催化混合器(2)為壓力式動力混合器，利用進水口的水頭動力和混合器內部的紊流結構，強化平衡劑和催化劑與廢水的充分混合，所述催化混合器(2)上設有穩(wěn)定劑添加口(21)、至少一個催化劑添加口(22)。
4.根據權利要求1所述的工業(yè)生產廢水的微波催化氧化處理系統(tǒng)，其特征在于：所述催化反應區(qū)(3)包括催化反應攪拌器(31)、曝氣攪拌單元(34)，所述催化反應攪拌器(31)上連接催化反應攪拌桿(32)，所述催化反應攪拌桿(32)上設有至少一組催化攪拌槳葉(33)，用于形成循環(huán)水流，加強催化反應的進行；所述曝氣攪拌單元(34)與曝氣攪拌風機(82)相連接，用于氣動攪拌和增加氧溶解氧，強化混合液水體流動，增加反應效率；所述催化反應區(qū)(3)設有pH及ORP在線監(jiān)測裝置(71)。
5.根據權利要求1所述的工業(yè)生產廢水的微波催化氧化處理系統(tǒng)，其特征在于：所述微波升級反應區(qū)(4)包括微波發(fā)生器(41)、若干個微波輻射催化單元，所述微波輻射催化單元包括上下密封體(46)以及位于內腔的微波輻射管(42)，所述微波輻射管(42)外的內腔構成微波緩沖帶(43)，所述微波輻射催化單元的外腔設有點引劑載體(44)、微波點引劑(45)；所述微波發(fā)生器(41)包括為所述微波輻射管(42)供電的脈沖調制電路。
6.根據權利要求5所述的工業(yè)生產廢水的微波催化氧化處理系統(tǒng)，其特征在于：所述微波升級反應區(qū)(4)內設有若干個推流混合器(47)，用于通過推流將廢水與所述微波輻射催化單元進行接觸性氧化反應；所述微波升級反應區(qū)(4)設有pH、溫度及ORP在線監(jiān)測裝置(72)；所述微波發(fā)生器(41)包括為所述推流混合器(47)供電的飛輪緩釋電路。
7.根據權利要求5所述的工業(yè)生產廢水的微波催化氧化處理系統(tǒng)，其特征在于：所述微波升級反應區(qū)(4)內對應于從所述催化反應區(qū)(3)流入的入水口處以及流往所述混凝加藥區(qū)(5)的出水口處均設有格柵網(48)，以均勻布水及均勻出水，緩沖均衡，維持穩(wěn)定。
8.根據權利要求1所述的工業(yè)生產廢水的微波催化氧化處理系統(tǒng)，其特征在于：所述混凝加藥區(qū)(5)包括混凝反應攪拌器(51)、穩(wěn)定劑、混凝劑及助凝劑投加裝置(54)，所述混凝反應攪拌器(51)上連接混凝反應攪拌桿(52)，所述混凝反應攪拌桿(52)上設有至少一組混凝攪拌槳葉(53)，用于形成循環(huán)水流，促進穩(wěn)定劑、混凝劑、助凝劑與廢水的充分混合，加強混凝反應的進行；所述混凝加藥區(qū)(5)設有pH在線監(jiān)測裝置(73)。
9.根據權利要求4所述的工業(yè)生產廢水的微波催化氧化處理系統(tǒng)，其特征在于：所述固液分離區(qū)(6)內中部設有中心布水筒(61)、對應于從所述混凝加藥區(qū)(5)流入的入水口處以及出水口處分別設有集水堰(62)，所述中心布水筒(61)的外壁到所述固液分離區(qū)(6)的內壁布設沉淀斜板(63)，所述中心布水筒(61)的底部設有三角折流板(64)，所述沉淀分離區(qū)(5)的下部設有泥斗(65)，所述泥斗(52)的出泥口通往污泥管路；所述沉淀斜板(63)的下方設有氣反沖洗管路(66)，所述氣反沖洗管路(66)與所述曝氣攪拌風機(82)相連接。
10.一種工業(yè)生產廢水的微波催化氧化處理方法，其特征在于：包括以下步驟：(S1)對工業(yè)生產廢水進行預處理，通過沉淀分離廢水中的大顆粒物，避免對催化反應的阻斷作用，減少催化劑浪費；通過調節(jié)池控制均勻流入水，減少對系統(tǒng)的負荷沖擊；(S2)向催化混合器(2)投加穩(wěn)定劑和催化劑，通過管道內的紊流動力推動，使廢水與藥劑混合均勻；(S3)通過攪拌使廢水發(fā)生催化混合反應，完成廢水中大分子物質的初級催化氧化以及小分子的完全氧化；(S4)使廢水發(fā)生微波加持催化劑的催化降解反應，進行強化催化降解，將廢水進行多重循環(huán)氧化處理，完成難降解物質的集成式處理，以及大分子物質的降解處理；(S5)在混凝加藥區(qū)(5)投加穩(wěn)定劑、混凝劑、助凝劑，并進行攪拌混凝；(S6)通過沉淀池進行固液分離，將廢水中大顆粒、懸浮物沉淀固液分離，并對固液分離后的上清液進行收集，廢水達標排放或回用。
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種工業(yè)生產廢水的微波催化氧化處理系統(tǒng)，可用于高效、快速、經濟的破解大分子難降解物質和去除有機污染物，解決工業(yè)生產廢水處理的攻堅難題。
另外，本發(fā)明還提供一種工業(yè)生產廢水的微波催化氧化處理方法。
本發(fā)明的工業(yè)生產廢水的微波催化氧化處理系統(tǒng)所采用的技術方案是：本發(fā)明的工業(yè)生產廢水的微波催化氧化處理系統(tǒng)包括依次連接的預處理水池、催化混合器、催化反應區(qū)、微波升級反應區(qū)、混凝加藥區(qū)、固液分離區(qū)；所述預處理水池用于沉淀分離廢水中的大顆粒物及控制廢水均勻流動；所述催化混合器用于投加穩(wěn)定劑和催化劑，使廢水與藥劑混合均勻；所述催化反應區(qū)用于通過催化混合反應，完成廢水中大分子物質的初級催化氧化以及小分子的完全氧化；所述微波升級反應區(qū)用于使廢水發(fā)生微波加持催化劑的催化降解反應，進行強化催化降解，將廢水進行多重循環(huán)氧化處理，完成難降解物質的集成式處理，以及大分子物質的降解處理；所述混凝加藥區(qū)用于投加穩(wěn)定劑、混凝劑、助凝劑并進行攪拌混凝；所述固液分離區(qū)用于通過沉淀池進行固液分離，將廢水中大顆粒、懸浮物沉淀固液分離，并對固液分離后的上清液進行收集，廢水達標排放或回用。
可選的，所述預處理水池包括一級反應沉淀池和調節(jié)池。
可選的，所述預處理水池與所述催化混合器之間通過定量提升泵連接。
可選的，所述催化混合器為壓力式動力混合器，利用進水口的水頭動力和混合器內部的紊流結構，強化平衡劑和催化劑與廢水的充分混合，所述催化混合器上設有穩(wěn)定劑添加口、至少一個催化劑添加口。
可選的，所述催化反應區(qū)包括催化反應攪拌器、曝氣攪拌單元，所述催化反應攪拌器上連接催化反應攪拌桿，所述催化反應攪拌桿上設有至少一組催化攪拌槳葉，用于形成循環(huán)水流，加強催化反應的進行；所述曝氣攪拌單元與曝氣攪拌風機相連接，用于氣動攪拌和增加氧溶解氧，強化混合液水體流動，增加反應效率。
可選的，所述催化反應區(qū)設有pH及ORP在線監(jiān)測裝置。
可選的，所述微波升級反應區(qū)包括微波發(fā)生器、若干個微波輻射催化單元，所述微波輻射催化單元包括上下密封體以及位于內腔的微波輻射管，所述微波輻射管外的內腔構成微波緩沖帶，所述微波輻射催化單元的外腔設有點引劑載體、微波點引劑；所述微波發(fā)生器包括為所述微波輻射管供電的脈沖調制電路。
可選的，所述微波升級反應區(qū)內設有若干個推流混合器，用于通過推流將廢水與所述微波輻射催化單元進行接觸性氧化反應；所述微波發(fā)生器包括為所述推流混合器供電的飛輪緩釋電路。
可選的，所述微波升級反應區(qū)設有pH、溫度及ORP在線監(jiān)測裝置。
可選的，所述微波升級反應區(qū)內對應于從所述催化反應區(qū)流入的入水口處以及流往所述混凝加藥區(qū)的出水口處均設有格柵網，以均勻布水及均勻出水，緩沖均衡，維持穩(wěn)定。
可選的，所述混凝加藥區(qū)包括混凝反應攪拌器、穩(wěn)定劑、混凝劑及助凝劑投加裝置，所述混凝反應攪拌器上連接混凝反應攪拌桿，所述混凝反應攪拌桿上設有至少一組混凝攪拌槳葉，用于形成循環(huán)水流，促進穩(wěn)定劑、混凝劑、助凝劑與廢水的充分混合，加強混凝反應的進行。
可選的，所述混凝加藥區(qū)設有pH在線監(jiān)測裝置。
可選的，所述固液分離區(qū)內中部設有中心布水筒、對應于從所述混凝加藥區(qū)流入的入水口處以及出水口處分別設有集水堰，所述中心布水筒的外壁到所述固液分離區(qū)的內壁布設沉淀斜板，所述中心布水筒的底部設有三角折流板，所述沉淀分離區(qū)的下部設有泥斗，所述泥斗的出泥口通往污泥管路。
可選的，所述沉淀斜板的下方設有氣反沖洗管路，所述氣反沖洗管路與所述曝氣攪拌風機相連接。
本發(fā)明的工業(yè)生產廢水的微波催化氧化處理方法所采用的技術方案是：本發(fā)明的工業(yè)生產廢水的微波催化氧化處理方法包括以下步驟：
(S1)對工業(yè)生產廢水進行預處理，通過沉淀分離廢水中的大顆粒物，避免對催化反應的阻斷作用，減少催化劑浪費；通過調節(jié)池控制均勻流入水，減少對系統(tǒng)的負荷沖擊；
(S2)向催化混合器投加穩(wěn)定劑和催化劑，通過管道內的紊流動力推動，
使廢水與藥劑混合均勻；
(S3)通過攪拌使廢水發(fā)生催化混合反應，完成廢水中大分子物質的初級催化氧化以及小分子的完全氧化；
(S4)使廢水發(fā)生微波加持催化劑的催化降解反應，進行強化催化降解，將廢水進行多重循環(huán)氧化處理，完成難降解物質的集成式處理，以及大分子物質的降解處理；
(S5)在混凝加藥區(qū)投加穩(wěn)定劑、混凝劑、助凝劑，并進行攪拌混凝；
(S6)通過沉淀池進行固液分離，將廢水中大顆粒、懸浮物沉淀固液分離，
并對固液分離后的上清液進行收集，廢水達標排放或回用。
本發(fā)明的有益效果是：由于本發(fā)明的工業(yè)生產廢水的微波催化氧化處理系統(tǒng)包括依次連接的預處理水池、催化混合器、催化反應區(qū)、微波升級反應區(qū)、混凝加藥區(qū)、固液分離區(qū)；所述預處理水池用于沉淀分離廢水中的大顆粒物及控制廢水均勻流動；所述催化混合器用于投加穩(wěn)定劑和催化劑，使廢水與藥劑混合均勻；所述催化反應區(qū)用于通過催化混合反應，完成廢水中大分子物質的初級催化氧化以及小分子的完全氧化；所述微波升級反應區(qū)用于使廢水發(fā)生微波加持催化劑的催化降解反應，進行強化催化降解，將廢水進行多重循環(huán)氧化處理，完成難降解物質的集成式處理，以及大分子物質的降解處理；所述混凝加藥區(qū)用于投加穩(wěn)定劑、混凝劑、助凝劑并進行攪拌混凝；所述固液分離區(qū)用于通過沉淀池進行固液分離，將廢水中大顆粒、懸浮物沉淀固液分離，并對固液分離后的上清液進行收集，廢水達標排放或回用；本發(fā)明的工業(yè)生產廢水的微波催化氧化處理系統(tǒng)克服了現有技術的缺陷和不足，結合工業(yè)生產對污染物排放的要求，對廢水中的有機物進行氧化，同時創(chuàng)造良好的催化氧化反應條件，在綜合技術加成條件下可短時間內完成催化氧化反應，以達到高效、快速、經濟的破解大分子難降解物質和去除有機污染物的目的，進而解決行業(yè)廢水處理的攻堅難題，適用于各類工業(yè)生產廢水及同類型污水的降解處理，特別是煤化工行業(yè)含高COD、酚類、苯系物類的高有機綜合廢水的快速處理并穩(wěn)定達標排放，具有以下明顯優(yōu)勢：(1)工藝技術實施簡單，自動化控制程度高，人工干預少，不受環(huán)境因素影響，無二次污染；(2)工藝執(zhí)行要求簡單，協(xié)同不同氧化工藝(芬頓催化氧化、臭氧氧化、氯系氧化劑氧化等)完成有機物的強化降解；(3)對出水有協(xié)同脫色作用，有效控制出水感官效果，進而綜合減少廢水的脫色環(huán)節(jié)工藝，節(jié)省系統(tǒng)投資。
同理，采用本發(fā)明的工業(yè)生產廢水的微波催化氧化處理方法對工業(yè)生產廢水的微波催化氧化處理也具有上述有益效果。
（發(fā)明人：董晨陽;葉翔龍;葉純）
