申请日2013.04.09
公开(公告)日2013.07.24
IPC分类号C02F1/72; C02F1/30
摘要
本发明涉及一种微波—Fenton联合有机化工废水处理一体机，采用联合微波与Fenton试剂法，利用微波对Fenton试剂的催化作用，加速反应的发生，对降解水中有机污染物效果明显。该一体机包括微波源及功率控制系统、废水及药剂投加系统、废水反应系统及后处理系统。本发明具有结构紧凑合理耗材少，抗腐蚀性能强，操作管理简便，运行成本较低等优点，可有效降低高浓有机化工废水中难降解有机物以实现废水达标排放。
权利要求书
1.一种微波—Fenton联合有机化工废水处理一体机，其特征在于：包括微波源及功率控制系统(1)、废水反应系统、废水及药剂投加系统和后处理系统;微波源及功率控制系统(1)连接废水反应系统，废水反应系统分别连接废水及药剂投加系统和后处理系统。
2.根据权利要求1所述的微波—Fenton联合有机化工废水处理一体机，其特征在于：微波源及功率控制系统(1)包括微波发生器(2)、导波管(4);微波源及功率控制系统(1)外部设有微波功率及温度显示窗口(3)，微波发生器(2)通过导波管(4)连接废水反应系统，热电偶温度传感器(11)与微波源及功率控制系统(1)连接。
3.根据权利要求1所述的微波—Fenton联合有机化工废水处理一体机，其特征在于：废水反应系统包括微波辐射炉腔(6)，微波辐射炉腔(6)内设有第一废水反应器(12)和第二废水反应器(13)，第一搅拌电机(8)通过搅拌机构伸入第一废水反应器(12)中，第二搅拌电机(9)通过搅拌机构伸入第二废水反应器(13)中，第一pH探头(10)置于第一废水反应器(12)中，热电偶温度传感器(11)置于第二废水反应器(13)中，第一废水反应器(12)底端设有第一反应器进水口(14)，上端设有第一反应器出水口(15)，第二废水反应器(13)底端设有第二反应器进水口(17)，上端设有第二反应器出水口(16)，第一反应器出水口(15)与第二反应器进水口(17)连接，在第一反应器进水口(14)、第二反应器进水口(17)、第一反应器出水口(15)和第二反应器出水口(16)的开口处均设有微波屏蔽器(18)，在废水反应系统顶部设有排风扇(7)，微波发生器(2)通过导波管(4)连接微波辐射炉腔(6)。
4.根据权利要求1或3所述的微波—Fenton联合有机化工废水处理一体机，其特征在于：废水及药剂投加系统包括一个废水池，三个药剂池、四台计量泵;废水反应系统的第一pH探头(10)和加酸计量泵(22)分别与第一控制继电器(23)连接，第一废水反应器进水口(14)分别连接废水计量泵(19)、第一加药计量泵(20)、第二加药计量泵(21)和加酸计量泵(22)，废水计量泵(19)下方设有废水池，第一加药计量泵(20)下方设有第一药剂池，第二加药计量泵(21)下方设有第二药剂池，加酸计量泵(22)下方设有第三药剂池。
5.根据权利要求1所述的微波—Fenton联合有机化工废水处理一体机，其特征在于：后处理系统包括pH调节池(29)，pH调节池(29)上部连接沉淀分离池(31)，下部通过后处理废水进水口(28)分别连接第二反应器出水口(16)、碱投加计量泵(24)和絮凝剂投加计量泵(25)，碱投加计量泵(24)下方设有第四药剂池，絮凝剂投加计量泵(25)下方设有第五药剂池，第二pH探头(27)置于pH调节池(29)中，第二pH探头(27)和碱投加计量泵(24)分别与第二控制继电器(26)连接，pH调节池(29)上方设有第三搅拌电机(30)，沉淀分离池(31)内部设有斜板。
说明书
一种微波—Fenton联合有机化工废水处理一体机
技术领域
本发明属于水处理设备技术领域，主要涉及一种微波-Fenton联合有机化工废水处理一体机，具体说是一种微波能催化Fenton试剂氧化处理有机化工废水的专业设备。
背景技术
有机化工废水中包含有苯酚、酚的同系物、苯并芘、卤代烃化合物、多硝基苯化合物、硫磷有机化合物、偶氮化合物、多环芳烃等多种有机污染物，具有成分复杂、浓度高、色度深、毒性大、难以生物降解等特点。对我国的水环境安全和人类健康造成严重的威胁。彻底有效治理有机化工废水污染的方法之一就是找到一种可以将有机物迅速降解的方法找到。Fenton试剂法的氧化能力极强，可以将有机物比较彻底地矿化，得到无毒无害的H2O、CO2和无机酸等，特别适用于生物难降解或一般化学氧化难以奏效的有机物的深度氧化处理。但Fenton法在实际应用中也遇到一些问题，如运行成本较高，OH·捕获效率较低，导致出水质量降低等情况。微波在化学领域中表现出了极强的优势，微波辐射制备催化剂可提高活性组分的分散度和催化剂的热稳定性，微波辐射能加速制备离子液体，强化脱附，强化聚合反应速率和降低反应活化能。微波技术对化学反应及化学分析涉及的消解、萃取、催化等具有显著的效果。联合微波与Fenton试剂法，利用微波对Fenton试剂的催化作用，加速反应的发生，对降解水中有机污染物效果明显，是一种具有广泛应用前景的应用技术。
目前国内外研究现状表明，将微波与Fenton两项关键技术结合在一起进行高浓度有机化工废水处理的研究极少，国内外对与微波Fenton水处理技术的研究仅处于实验基础研究阶段。
发明内容
发明目的
本发明提供了一种微波—Fenton联合有机化工废水处理一体机，其目的在于实现微波能与Fenton试剂联用进行高浓度有机废水处理，是一种高效低耗的水处理装置。
技术方案
一种微波—Fenton联合有机化工废水处理一体机，其特征在于：包括微波源及功率控制系统、废水反应系统、废水及药剂投加系统和后处理系统;微波源及功率控制系统连接废水反应系统，废水反应系统分别连接废水及药剂投加系统和后处理系统。
微波源及功率控制系统包括微波发生器、导波管;微波源及功率控制系统外部设有微波功率及温度显示窗口，微波发生器通过导波管连接废水反应系统，热电偶温度传感器与微波源及功率控制系统连接。
废水反应系统包括微波辐射炉腔，微波辐射炉腔内设有第一废水反应器和第二废水反应器，第一搅拌电机通过搅拌机构伸入第一废水反应器中，第二搅拌电机通过搅拌机构伸入第二废水反应器中，第一pH探头置于第一废水反应器中，热电偶温度传感器置于第二废水反应器中，第一废水反应器底端设有第一反应器进水口，上端设有第一反应器出水口，第二废水反应器底端设有第二反应器进水口，上端设有第二反应器出水口，第一反应器出水口与第二反应器进水口连接，在第一反应器进水口、第二反应器进水口、第一反应器出水口和第二反应器出水口的开口处均设有微波屏蔽器，在废水反应系统顶部设有排风扇，微波发生器通过导波管连接微波辐射炉腔。
废水及药剂投加系统包括一个废水池，三个药剂池、四台计量泵;废水反应系统的第一pH探头和加酸计量泵分别与第一控制继电器连接，第一废水反应器进水口分别连接废水计量泵、第一加药计量泵、第二加药计量泵和加酸计量泵，废水计量泵下方设有废水池，第一加药计量泵下方设有第一药剂池，第二加药计量泵下方设有第二药剂池，加酸计量泵下方设有第三药剂池。
后处理系统包括pH调节池，pH调节池上部连接沉淀分离池，下部通过后处理废水进水口分别连接第二反应器出水口、碱投加计量泵和絮凝剂投加计量泵，碱投加计量泵下方设有第四药剂池，絮凝剂投加计量泵下方设有第五药剂池，第二pH探头置于pH调节池中，第二pH探头和碱投加计量泵分别与第二控制继电器连接，pH调节池上方设有第三搅拌电机，沉淀分离池内部设有斜板。
优点及效果
本发明的优点与积极效果如下：
本发明这种微波—Fenton联合有机化工废水处理一体机，具有结构紧凑合理耗材少，具有抗腐蚀性能，操作管理简便易行，运行成本较低，运行安全，能耗低，处理效率高、效果稳定可靠，可有效降低高浓有机化工废水中难降解有机物以实现废水达标排放，污水处理成本低等优点，有效提高了企业效益。
对比现有常用的净化处理方法，本发明不但发挥了Fenton法通常的优势，而且还具有自身独特的优点，综合表现为：
(1)Fenton本身就具有快速特点，由于微波对Fenton试剂有较好的催化效果，与微波联用后，氧化效率再次提高，能快速有效还原使毒物降解、转化，具有广泛的应用性。
(2)易于实现自动化，Fenton系统运行参数主要是药剂投加量及废水流量，可以通过计量泵控制;酸碱投加也可以通过继电器控制投加;微波过程中的主要运行参数是微波功率，可以通过废水温度控制微波源开关，因此整个过程的可控程度乃至自动控制水平都较高。
(3)能耗与运行费用低，羟基自由基是Fenton反应的主要反应物，降解有机污染物具有高效特点;微波用于加热废水促进废水反应吸收效率高能有效利用微波节约能源;同时，系统的操作与维护费用也较低。
(4)操作简便、灵活，通过调节温度上下限控制微波源功率，同时可以通过继电器控制酸碱投加，可以通过计量泵控制废水流量及药剂投加量，计量泵设定简单方便准确。