[发明专利]一种处理难降解有机废水氧化剂协同光催化氧化反应装置及应用

说明书

本发明公开了一种处理难降解有机废水氧化剂协同光催化氧化反应装置，包括贮水箱、气液混合泵、射流器、管道静态混合器、反应器、气液分离器。反应器内设置若干结构单元，所述结构单元为内外套筒型式，内筒外壁缠绕紫外灯带，内筒轴线位置设紫外灯，内筒内壁与紫外灯之间设静态混合构件，内筒一端设超声波清洗探头，另一端设气体扩散器。反应器内各结构单元平行设置，使水流呈S型，结构单元之间设管道静态混合器，设置两个并联的过滤器。反应过程中，反应器内产生羟基自由基或活化反应物，高效节能地处理难降解有机废水。

技术领域

本发明涉及环境工程难降解有机废水处理技术领域，尤其涉及一种处理难降解有机废水氧化剂协同光催化氧化反应装置，及所述装置在废水处理中的应用。

背景技术

随着社会工业发展和人类生活水平提高，工业有机废水和生活污水的种类和排放量日益增多，成份也更加复杂。有些废水很难降解，比如石化企业、煤化工企业排放的废水，垃圾处理企业产生的反渗透浓水，城镇污水处理厂亟待提标的尾水，氯碱企业产生的高含盐废水。一方面这类废水含盐量高，限制了很多工艺的使用及效能发挥；另一方面其中有机物属于杂环、稠环、长链，现有工艺难以处理。

目前，关于难降解废水处理的研究较多，所采用的技术主要包括物理法、化学法、生化法。大多方法需要外加能源，能耗成本较高，并且单一技术效率较低。针对难降解有机废水，常规的物理化学方法对污染物去除效果不佳、操作繁琐、处理成本昂贵。比如：Fenton氧化法虽然性能较好，但受pH影响较大，而且产生的大量铁泥固体废弃物很难处理；湿式氧化法操作条件苛刻，带有一定的安全风险，而且处理成本偏高；蒸发浓缩法只是将污染物与水分离，没有真正去除污染物，而且产生的残渣要填埋或焚烧；活性碳吸附法的材料吸附容量有限，活性炭再生困难且成本高。具有协同作用的集成方法是水处理领域研究的热点，利用紫外光与氧化剂协调作用催化氧化处理难降解有机废水的现有技术较多，但只是对废水处理工艺做了相应改进并没有对反应器内部结构做更深层次研究,有机物去除效果不佳，氧化剂消耗量较大。因此，迫切需要开发一种高效光催化氧化反应器，解决现有工艺存在的普遍技术缺陷，高效率低能耗地去除废水中难降解有机物。

发明内容

为解决现有技术对废水有机污染物去除效果不佳、氧化剂消耗量大的问题，本发明提供一种处理难降解有机废水氧化剂协同光催化氧化反应装置，能够高效率低成本地去除难降解有机物，使处理后的废水达到排放标准。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种处理难降解有机废水氧化剂协同光催化氧化反应装置，包括贮水箱、反应器、气液分离器及连接管道和阀门，反应器内设置至少两个结构单元，结构单元内部设置紫外灯，结构单元一端与氧化剂管路接通；各结构单元平行设置，进口端和出口端分别位于同侧，一个结构单元的出口连通至下一个结构单元的进口，贮水箱出口与首个结构单元进口接通，最后一个结构单元出口与气液分离器入口接通；气液分离器上设有尾气管道、出水管道、与贮水箱接通的回流液管道。

目前，利用紫外光与氧化剂协同作用催化氧化废水中有机物的现有技术较多，但只是在废水处理氧化反应器中增加了紫外灯，并没有对反应器具体结构做进一步细化，存在一些不足之处。反应效率低，氧化剂消耗量大，导致处理废水所需能耗增加但是效果不佳。

本发明对反应器的内部结构做了深层次研究，反应器内设置多个结构单元，结构单元个数可根据废水处理量增减，有利于控制氧化剂用量。进一步地，处理废水时让水流呈S型，让气态氧化剂的停留时间GRT等于废水的停留时间HRT，大大延长了气态氧化剂与废水的接触时间，能够充分利用气态氧化剂，从而降低气态氧化剂的消耗量。

出水管道上设有与贮水箱接通的回流液管道支路，经检测达标的废水从出水管道直接排放，另一部分未达标的废水经回流液管道通入贮水箱进一步处理。

作为上述方案的优选，所述结构单元为内外套筒型式，内筒外壁缠绕紫外灯带，内筒轴线位置设紫外灯，内筒内壁与紫外灯之间设有表面镀金红石型纳米二氧化钛的静态混合构件。