申请日2012.10.11
公开(公告)日2013.02.06
IPC分类号C02F9/08; C02F1/78; C02F1/32
摘要
本发明涉及一种紫外光协同臭氧微纳米气泡的废水处理系统，包括：原水提升泵、反应槽、紫外灯套管组、微纳米气泡发生器、臭氧发生器;反应槽进水口位于反应槽进水端上部，反应槽出水端上部设有出水溢流堰;反应槽上盖悬挂有所述紫外灯套管组;出水溢流堰分别与反应槽出水阀和微纳米气泡发生器进水口连通;微纳米气泡发生器进气口与臭氧发生器相连;微纳米气泡发生器将产生的气水混合物导入反应槽内。本发明利用紫外光线协同臭氧微纳米气泡，增加臭氧的传质性能，大幅提高臭氧的利用率，减少尾气的产生量。臭氧微纳米气泡粒径小、数量多，停留时间长，在水中扩散的同时能够擦洗紫外套管表面，防止有机或无机污染物附着及结垢。
权利要求书
1.一种紫外光协同臭氧微纳米气泡的废水处理系统，其特征在于，所述废水处理系统包括：原水提升泵(1)、具有上盖的反应槽(4)、紫外灯套管组(3)、微纳米气泡发生器(5)、臭氧发生器(7);
所述原水提升泵(1)与反应槽进水口相连;
所述反应槽进水口位于所述反应槽进水端上部，所述反应槽出水端上部设有出水溢流堰(13);所述反应槽上盖悬挂有所述紫外灯套管组(13)，并设有排放尾气的尾气出口(10);
所述出水溢流堰(13)用于输出反应槽出水，所述出水溢流堰(13)分别与反应槽出水阀(9)和微纳米气泡发生器进水口连通;
微纳米气泡发生器进气口通过臭氧流量调节阀(6)与所述臭氧发生器(7)相连;微纳米气泡发生器出水口通过导管连接有多个子出水口(2)，所述子出水口位于反应槽底部。
2.如权利要求1所述的紫外光协同臭氧微纳米气泡的废水处理系统，其特征在于，反应槽出水端下部设有放空阀(12)。
3.如权利要求1所述的紫外光协同臭氧微纳米气泡的废水处理系统，其特征在于，臭氧发生器具有气源进口阀(8)，所述气源为空气源或氧气源。
4.如权利要求1所述的紫外光协同臭氧微纳米气泡的废水处理系统，其特征在于，所述紫外灯套管组中的紫外灯管辐射出的紫外光线主波长为253.7nm，次波长185nm;紫外灯套管组上配置有时间控制(可调节)刮除器。
5.如权利要求1所述的紫外光协同臭氧微纳米气泡的废水处理系统，其特征在于，微纳米气泡发生器进水口与所述出水溢流堰之间设置有微气泡进水口阀门(14)。
6.如权利要求1所述的紫外光协同臭氧微纳米气泡的废水处理系统，其特征在于，在反应槽进水端和紫外灯套管组之间具有一组与反应槽进水方向垂直的进水稳流挡板(11a、11b)，所述进水稳流挡板包括一个近端挡板(11a)和一个远端挡板(11b)，所述近端挡板上端安装在反应槽上盖上，下端与反应槽底面保持间距，所述远端挡板下端安装在反应槽底部，上端与反应槽上盖保持间距。
7.如权利要求1所述的紫外光协同臭氧微纳米气泡的废水处理系统，其特征在于，在反应槽出水端和紫外灯套管组之间设置有出水稳流挡板(11c);所述出水稳流挡板(11c)与反应槽出水方向垂直，下端安装在反应槽底部，上端与反应槽上盖保持间距。
8.如权利要求1所述的紫外光协同臭氧微纳米气泡的废水处理系统，其特征在于，所述子出水口在反应槽底部的位置位于紫外灯套管组下方。
9.利用如权利要求1所述的紫外光协同臭氧微纳米气泡的废水处理系统的废水处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1.原水提升泵(1)将原水引入反应槽进水口;
步骤2. 原水在反应槽(4)注满后通过出水溢流堰(13)排出，排出的反应槽出水分为两部分，一部分作为排放液经过反应槽出水阀(9)直接向废水处理系统外部排放，另一部分作为回流液经过微纳米气泡发生器(5)进水口流入微纳米气泡发生器(5);
步骤3.开启臭氧发生器和微纳米气泡发生器(5)，微纳米气泡发生器(5)将回流液与臭氧发生器产生臭氧转化为携带臭氧微纳米气泡的气水混合液，并通过各个子出水口(2)流入反应槽(4)内;
步骤4. 开启紫外灯套管组，利用臭氧微纳米气泡与紫外灯套管组(3)辐射的紫外光协同对反应槽中的原水进行氧化处理，并对出水溢流堰(13)排出的反应槽出水进行检测;
步骤5. 当检测的反应槽出水未达到排放标准时，增加回流液流量;当检测的反应槽出水达到排放标准后，增大排放液流量。
说明书
一种紫外光协同臭氧微纳米气泡的废水处理系统和方法
技术领域
本发明涉及环境保护、工业水处理等应用技术领域，特别是一种紫外光协同臭氧微纳米气泡深度处理腈纶废水的系统和方法。
背景技术
目前国内的腈纶生产工艺可分为干法和湿法纺丝两大类,湿法又分为一步法和二步法工艺。二步法具有产品质量好，原料单耗低和排放污染物少的明显优点，新建项目大多采用国产化二步法工艺。在国内腈纶工业废水的处理普遍不理想。而二步法工艺因难生化降解的新型有机助剂的引入给原有的生物处理系统增加了新的负担，使腈纶废水的可生化性更差，COD去除率仅50%左右，甚至更低，且生物处理系统出水存在SCN-、CN-、AN低聚物及其单体、腈类、胺类等有毒物质，通常BOD/COD值较低，可生化性很差，采用普通的过滤和絮凝等常规方法处理基本没有效果，而活性炭吸附等深度处理技术成本又过高，膜分离技术由于投资昂贵和膜污染等投资、运行问题，在应用上也存在一定难度。因此寻找一种高效、经济的处理方法是目前迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明旨在针对可生化性能差的工业废水，提供一种低耗能、占地面积小的废水处理系统及方法，其在臭氧微纳米气泡和紫外灯的协同作用下实现有毒、有害、低聚物类型COD的显著降解效果。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种紫外光协同臭氧微纳米气泡的废水处理系统，其特征在于，所述废水处理系统包括：原水提升泵(1)、具有上盖的反应槽(4)、紫外灯套管组(3)、微纳米气泡发生器(5)、臭氧发生器(7);
所述原水提升泵与反应槽进水口相连;
所述反应槽进水口位于所述反应槽进水端上部，所述反应槽出水端上部设有出水溢流堰;所述反应槽上盖悬挂有所述紫外灯套管组，并设有排放尾气的尾气出口(10);
所述出水溢流堰用于输出反应槽出水，所述出水溢流堰分别与反应槽出水阀(9)和微纳米气泡发生器进水口连通;
微纳米气泡发生器进气口通过臭氧流量调节阀(6)与所述臭氧发生器(7)相连;微纳米气泡发生器出水口通过导管连接有多个子出水口(2)，所述子出水口位于反应槽底部。
优选地，反应槽出水端下部设有放空阀。
优选地，臭氧发生器具有气源进口阀(8)，所述气源为空气源或氧气源。
优选地，所述紫外灯套管组中的紫外灯管辐射出的紫外光线主波长为253.7nm，次波长185nm;紫外灯套管组上配置有时间控制(可调节)刮除器。
优选地， 所述微纳米气泡发生器进水口与所述出水溢流堰之间设置有微气泡进水口阀门。
优选地，在反应槽进水端和紫外灯套管组之间具有一组与反应槽进水方向垂直的进水稳流挡板(11a、11b)，所述进水稳流挡板包括一个近端挡板(11a)和一个远端挡板(11b)，所述近端挡板上端安装在反应槽上盖上，下端与反应槽底面保持间距，所述远端挡板下端安装在反应槽底部，上端与反应槽上盖保持间距。
优选地，在反应槽出水端和紫外灯套管组之间设置有出水稳流挡板(11c);所述出水稳流挡板(11c)与反应槽出水方向垂直，下端安装在反应槽底部，上端与反应槽上盖保持间距。
优选地，所述子出水口在反应槽底部的位置位于紫外灯套管组下方。
本发明的另一目的在于提供一种废水处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1.原水提升泵(1)将原水引入反应槽进水口。
步骤2. 原水在反应槽(4)注满后通过出水溢流堰(13)排出，排出的反应槽出水分为两部分，一部分作为排放液经过反应槽出水阀(9)直接向废水处理系统外部排放，另一部分作为回流液经过微纳米气泡发生器(5)进水口流入微纳米气泡发生器(5)。
步骤3.开启臭氧发生器和微纳米气泡发生器(5)，微纳米气泡发生器(5)将回流液与臭氧发生器产生臭氧转化为携带臭氧微纳米气泡的气水混合液，并通过各个子出水口(2)流入反应槽(4)内。
步骤4. 开启紫外灯套管组，利用臭氧微纳米气泡与紫外灯套管组(3)辐射的紫外光协同对反应槽中的原水进行氧化处理，并对出水溢流堰(13)排出的反应槽出水进行检测。
步骤5. 当检测的反应槽出水未达到排放标准时，增加回流液流量;当检测的反应槽出水达到排放标准后，增大排放液流量。
本发明创造性地利用紫外协同臭氧产生的羟基自由基·OH及氧自由基·O进行废水处理，·OH氧化电位为2.8v，氧化性仅次于自然界最强氧化剂氟。·OH及·O很不稳定，具有极强的氧化能力，在紫外光的照射下，能把含碳有机物氧化成CO2和H2O;能将废水中难降解的SCN-及对微生物毒性强的CN-氧化，减少废水毒性，降低COD，提高废水可生化性。对比常规臭氧工艺，紫外光及臭氧微纳米气泡能够共同促进臭氧生成·OH及·O，并强化传质效率，延长臭氧在废水中的停留时间，降低臭氧发生器能耗，提高臭氧利用效率，减少溢出臭氧尾气异味，节省溢出臭氧尾气控制成本。同时，紫外光灯管能够实现附着物定时刮除及循环自动冲洗。
根据本发明实施例具有如下优点：
1、 利用微纳米气泡发生器生成的臭氧气泡，粒径约几十纳米～几十微米，传质性能更强，臭氧在水中的传质系数为加压溶气的1.5倍以上，与水中COD污染物反应更彻底，COD去除效率更高;在反应槽中更稳定，臭氧微纳米气泡在水中的停留时间为加压溶气的8倍以上;气泡数量多，不易破碎，更加结实，扩散过程中，能够有力的擦洗紫外灯套管，防止污染物附着及结垢;臭氧利用率高，臭氧微纳米气泡在水中的利用率达到99%以上、减少臭氧尾气量，降低尾气处理成本。
2、 通过紫外光协同臭氧微纳米气泡可大幅度降解其废水中的COD。
3、 构造简单，占地面积小，可实现连续、自动化运行。
4、 紫外套管可实现自动清洗及附着物的刮除。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。