[发明专利]一种利用超临界水与光催化氧化结合的有机污水处理方法

权利要求书

1.一种利用超临界水与光催化氧化结合的有机污水处理方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

(1)有机污水预处理：将有机污水分别通过粗格栅和细格栅过滤悬、漂浮物，投加絮凝剂进入沉淀池沉淀，固液分离，然后使用气浮除油法除油，得到预处理后的有机污水；

(2)超临界水氧化处理：将预处理后的有机污水引流、加压后通过质量流量计，使水的超临界压力为22.1-30MPa，将有机污水加热至580-600℃，通入超临界反应器，同时通入氧化剂流体，所述氧化剂流体与加压升温后的有机污水同等压力和温度，所述的含氧化剂流体按氧化剂摩尔量为有机物完全氧化理论需氧摩尔量的6-8倍，氧化剂流体与有机污水在超临界反应器中进行超临界水氧化反应，时间为20-30秒，反应结束后将得到的反应产物冷却，进行高压气液分离，得到处理后的水，备用；

所述的含氧化剂流体为含臭氧的水溶液，其制备方法为：在温度为28.5℃，湿度为70％的环境下，将高浓度臭氧气体输入涡流叶轮泵与水进行有效溶解后成为臭氧水溶液，检测臭氧浓度控制在80-100g/m³范围内，将臭氧水溶液中残存的臭氧气体通过气液分离器分离出剩余臭氧，用臭氧消除器分解成为O₂后排空；

(3)电磁作用下的光催化氧化处理：经过高压气液分离后的有机污水进入光催化氧化反应器之前，使用酸碱度调节剂使有机污水的酸碱度为2-4，再加入H₂O₂，所述H₂O₂的加入量为污水体积的0.01-0.1‰，然后通过磁化器进行磁化，所述的磁化器磁场强度为15000-20000高斯，然后在光催化反应器中加入催化剂对有机污水进行电磁辅助光催化氧化作用，所述的光催化氧化的光源是紫外光灯，反应环境为20-30℃，0.1MPa，反应结束后，将得到的液体通过膜生物反应器净化后排放；

所述的絮凝剂是一种凝胶弱碱性环氧系阴离子交换树脂，絮凝剂与有机污水的投加体积比为1:1000-1500；

所述的催化剂是以活性炭为载体的二氧化钛，有机污水体积与涂敷二氧化钛面积比为20L/m²；

所述的膜生物反应器(MBR)净化是是将高效膜分离技术与活性污泥法相结合，使被处理的污水达到相关的排放标准；

所述的粗格栅的孔径尺寸为10mmx10mm，所述的细格栅的孔径尺寸为1mmx1mm；

所述的酸碱度调节剂为盐酸溶液。

2.如权利要求1所述的一种利用超临界水与光催化氧化结合的有机污水处理方法，其特征在于，所述水处理方法中用到的水处理设备主要是由格栅处理池(1)、沉淀池(103)、气浮除油装置(2)、污水加压装置(3)、质量流量计(4)、氧化剂流体入口(5)、超临界反应器(6)、高压气液分离器装置(7)、光催化氧化反应器(8)、膜生物反应器(9)、气泵一(10)组成，所述格栅处理池(1)内设有粗格栅(101)和细格栅(102)，格栅处理池(1)的出水口连接至所述沉淀池(103)，经过沉淀池(103)沉淀后再连接至所述气浮除油装置(2)的进水口，在气浮除油装置(2)内部设有曝气头(207)和输水管(208)，所述输水管(208)外面连接至一个压力溶气泵(201)，所述压力溶气泵(201)上设有液位计(203)、限压阀(204)、进气口(205)和射水器(202)，所述射水器(202)通过管道连接至所述曝气头(207)，所述进气口(205)连接至所述气泵一(10)，在气浮除油装置(2)的右上部分设有排油口(206)，气浮除油装置(2)的出水管道上设有污水加压装置(3)、质量流量计(4)和污水加热装置(601)，所述氧化剂流体入口(5)的管路上设有氧化剂流体加压装置(501)和氧化剂流体加热装置(602)，气浮除油装置(2)的出水经过污水加压装置(3)、质量流量计(4)和污水加热装置(601)之后通入至所述超临界反应器(6)，氧化剂流体经过氧化剂流体加压装置(501)和氧化剂流体加热装置(602)也通入至所述超临界反应器(6)，超临界反应器(6)内设有热交换区(603)、超临界反应区(604)和冷却区(605)，污水和氧化剂在超临界反应区(604)后进入所述冷却区(605)冷却，然后排出至高压气液分离器装置(7)，在所述高压气液分离器装置(7)的前端设有换热器(701)，后端设有加热器(702)，高压气液分离器装置(7)的顶部设有气体排出口(703)，经过高压气液分离器装置(7)的污水再经过酸碱度调节装置(704)调节pH，经H₂O₂滴加装置(707)加入H₂O₂，再经过磁化装置(705)磁化后进入光催化氧化反应器(8)，在经过光催化氧化反应器(8)的管路上设有催化剂滴加装置(706)，光催化氧化反应器(8)的外围设有紫外灯(801)，内部设有填料(802)，底部设有曝气口(803)，所述曝气口(803)也连接至所述气泵一(10)，光催化氧化反应器(8)处理后的出水口连接至所述膜生物反应器(9)的进水口，膜生物反应器(9)分为生物反应区(901)和膜处理区(902)，所述生物反应区(901)和膜处理区(902)之间通过微孔滤膜(905)分隔开来，所述生物反应区(901)和膜处理区(902)底部均连接至气泵二(903)，在所述膜处理区(902)内设有生物滤膜(904)，膜处理区(902)外连接有污泥泵(906)。