申请日2008.11.18
公开(公告)日2009.05.06
IPC分类号C02F1/32; C02F1/72
摘要
一种有机废水的高效解毒方法及装置，所述的方法主要包括混合、催化反应以及氧化剂还原等三步骤，待处理有机废水通入到一管道混合器内与H2O2和O3进行充分混合，然后进入一由催化反应单元构成的催化反应器中，在紫外光UV诱导下，经由以活性炭为载体的催化剂作用下进行催化反应，再进入一氧化剂还原单元，在加入还原剂并进行还原反应后引出符合要求的废水;所述的装置包括有：有机废水和H2O2和O3进行充分混合用的管道混合器，管道混合器后面接有由催化反应单元构成的催化反应器，在催化反应器后面接有一个氧化剂还原单元，它具有工艺配置简化，处理成本低，操作控制简单，解毒处理效果好等特点。
翻译权利要求书
1、一种有机废水的高效解毒方法，该方法主要包括混合、催化反应以及氧化剂还原 等三步骤，待处理有机废水通入到一管道混合器内与H2O2和O3进行充分混合，然后进入由 催化反应单元构成的催化反应器中，在紫外光UV诱导下，经由以活性炭为载体的催化剂 作用下进行催化反应，再进入一氧化剂还原单元，在加入还原剂并进行还原反应后引出符 合要求的废水。
2、根据权利要求1所述的有机废水的高效解毒方法，其特征在于所述的待处理有机 废水先收集于集水池或槽内，且pH控制在5-11，然后送入一管道混合器;而H2O2和O3按 进水CODcr/H2O2/O3=1～2/2～3/0.06～0.10kg/h的比例投加，与所述的有机废水在管道混 合器的前端一起混入。
3、根据权利要求1或2所述的有机废水的高效解毒方法，其特征在于所述的管道混 合器中经过充分混合后的有机废水进入至少由两个催化反应单元构成的催化反应器中，所 述的催化反应单元中的催化剂床层有机接触负荷或投加负荷为10～15kgCODcr/m3.d;且催 化剂床层曝气强度控制为1.2～1.5m3/m2.h，以保障辅助接触效果。
4、根据权利要求3所述的有机废水的高效解毒方法，其特征在于所述的催化反应器 之后的有机废水进入氧化剂还原单元，并在该氧化剂还原单元中加入NaHSO4或亚铁盐类还 原剂，并以氧化还原电位ORP控制还原剂的投加量。
5、根据权利要求4所述的有机废水的高效解毒方法，其特征在于所述的氧化剂还原 单元中的还原剂与废水还借助空气搅拌混合接触，其搅拌强度0.6～1.0m3/m2.h。
6、一种用于如权利要求1或2或3或4或5所述有机废水的高效解毒方法的装置， 其特征在于它主要包括有：有机废水和H2O2和O3进行充分混合用的管道混合器，该管道混 合器的进口端通过管道连接在有机废水集水池或槽，该管道混合器的进口端还分别连通有 O3发生器和H2O2投加装置;所述的管道混合器后面接有一组至少由两个催化反应单元构成 的催化反应器，在每个催化反应单元中均分别安装有紫外光发生器UV和连通于一罗茨风 机的空气扩散器，在所述催化反应单元后面接有一个氧化剂还原单元，在该氧化剂还原单 元上相接有一还原剂投加装置，并设置有氧化还原电位ORP控制装置，以控制还原剂的投 放量，经氧化剂还原处理后引出处理后的废水。
7、根据权利要求6所述用于有机废水的高效解毒方法的装置，其特征在于所述的管 道混合器前端至少设置有一段文丘里管段，以形成的真空度引入H2O2和O3，并使H2O2和O3 与有机废水充分混合。
8、根据权利要求6所述用于有机废水的高效解毒方法，其特征在于所述的催化反应 单元的中间为装填由以活性炭为载体的固相催化剂的催化剂填充区，其上部安装有紫外光 发生器UV，而在其下部布置有空气扩散器。
说明书
有机废水的高效解毒方法及装置
技术领域
本发明涉及的是一种有机废水的高效解毒方法及装置，尤其是一种新型难生化有机废 水的高效解毒方法及装置，属于废水处理技术。
背景技术
生物难降解有机废水治理一直是当今致力于废水治理领域的环保专业工程技术人员 们十分热门的技术焦点，尤其是在一些医药、农药、染料、日用化学品制造、垃圾填埋场、 渗沥液处理等行业，其生产废水含生物难降解多，如大多数含卤素化合物、醚类化合物、 硝基化合物、偶氮类化合物、叔胺类及季铵盐类化合物、含S有机物及某些杂环类有机物 等，处理难度大。在有机废水处理领域，生化处理技术被公认为是最经济的技术，含上述 物质为主的有机废水则往往无法单纯应用生化处理就能达到预期效果或达不到出水要求， 因此它往往先采取预处理使含有的无机元素形成高价态的无机物，其中的分子结构产生断 裂形成不同氧化态的小分子，从而提高废水生化性，即称为对该类废水实现解毒，达到可 接着按生化工艺进行处理的目的。
目前已经在使用的有机废水解毒方法主要有：
(1)湿式高级氧化法，
该技术是利用空气在高温高压(≥120℃、≥10atm)有时在催化剂存在下氧化废 水中污染物达到处理的目的。该工艺方法要求在高温高压条件下，操作条件苛刻，处理设 施投资和处理费用均十分昂贵，要达到完全提高废水的生化性或去除污染的目的，每处理 1吨废水其处理费用高达百元RMB甚至更高，且设备属压力容器，存在较大的安全问题。
(2)Feton试剂均相催化氧化法，该方法是利用H2O2在一定的pH条件下借助Fe2+催 化作用分解大量的HO(羟基自由基)氧化废水中污染物达到处理的目的。Feton试剂氧化 废水中的有机物对pH要求十分苛刻，往往要求pH在2-3左右，且氧化速率低，同时使用 大量的亚铁盐，次生污染即污泥量大，对许多呈碱性废水则需要消耗大量的酸，而要满足 处理后继续生化的要求又需消耗大量的碱，人为增加了盐度，不但费用高，而且往往此类 废水原水本身盐份均已偏高，故又引发了无机盐对生物的抑制作用。
(3)O3或O3/UV联合氧化法。该该技术是利用O3在一定的pH条件下或借助UV的联合 作用分解大量的HO·(羟基自由基)氧化废水中污染物达到处理的目的。O3或O3/UV联合氧 化过程进程缓慢，且需要在碱性条件下，同时现有的O3发生成本昂贵，1kg/h发生量的O3 发生器其装机容量需40KVA以上，处理费用高，装置庞大，原则上氧化接触时间不能小于 30min，而以空气为O2源发生的O3在水中很难达到5mg/L以上的浓度，对中高浓度有机废 水处理而言，适应性和效果差。
(4)H2O2/UV联合氧化法
该技术是利用H2O2在一定的pH条件下借助UV的联合作用分解大量的HO·(羟基自由 基)氧化废水中污染物达到处理的目的。H2O2/UV联合氧化技术最终还是需要依靠Fe2+的催 化作用，其缺点与Feton试剂氧化技术类同。
(5)O3/H2O2联合氧化法，该方法是利用O3/H2O2在一定的pH条件下联合作用分解大 量的HO·(羟基自由基)氧化废水中污染物达到处理的目的。对同样废水处理深度要求而 言，O3/H2O2联合氧化工艺需消耗的O3量可明显减少，但由于要达到经济合理的目的还是 需要以H2O2的氧化为主要手段，过程仍须在低pH条件下进行，缺点类似于H2O2/UV和Feton 试剂氧化工艺。
(6)高铁氧化法
该技术是利用高铁酸盐(如高铁酸钾)的超强氧化性和其本身的低毒性氧化废水中污 染物达到处理的目的。该技术的缺点是高铁酸盐往往需要临时制备，过程控制和设备复杂， 处理费用高。
(7)其它，主要有超声、微波的辅助技术与强氧化剂的联合氧化工艺等，目前它们 还处于试验阶段，对大规模生产其超声和微波的发生设备均难以适应。
发明内容
本发明的目的在于克服上述存在的不足，而提供一种工艺配置简化，处理成本低，操 作控制简单，解毒处理效果好的有机废水的高效解毒方法及装置。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，所述的有机废水的高效解毒方法，该方 法包括混合、催化反应以及氧化剂还原等三步骤，待处理有机废水通入到一管道混合器内 与H2O2和O3进行充分混合，然后进入由催化反应单元构成的催化反应器中，在紫外光UV 诱导下，经由以活性炭为载体的催化剂作用下进行催化反应，再进入一氧化剂还原单元， 在加入还原剂并反应后引出符合要求的废水。
所述的待处理有机废水先收集于集水池或槽内，且pH控制在5-11，然后送入一管道 混合器;而H2O2和O3按进水CODcr/H2O2/O3=1～2/2～3/0.06～0.10kg/h的比例投加，与所 述的有机废水在管道混合器的前端一起混入。
所述的管道混合器中经过充分混合后的有机废水进入至少由两个催化反应单元构成 的催化反应器中，所述催化反应单元中的催化剂床层有机接触负荷或投加负荷为10～ 15kgCODcr/m3.d;且催化剂床层曝气强度控制为1.2～1.5m3/m2.h，以保障辅助接触效果。
所述的催化反应单元之后的有机废水进入氧化剂还原单元，在该氧化剂还原单元中加 入NaHSO4或亚铁盐类还原剂，并以氧化还原电位ORP控制还原剂的投加量。所述的氧化剂 还原单元中的还原剂与废水还借助空气搅拌混合接触，其搅拌强度0.6～1.0m3/m2.h。
一种用于如上所述有机废水的高效解毒方法的装置，它主要包括有：有机废水和H2O2 和O3进行充分混合用的管道混合器，该管道混合器上进口端通过管道连接在机废水集水池 或槽，该管道混合器上进口端还分别连通有O3发生器和H2O2投加装置;所述的管道混合器 后面接有一组至少由两个催化反应单元构成的催化反应器，在每个催化反应单元中均安装 有紫外光发生器UV和连通于一罗茨风机的空气扩散器，在所述催化反应器后面接有一个 氧化剂还原单元，在该氧化剂还原单元上相接有一还原剂投加装置，并设置有氧化还原电 位ORP控制装置，以控制还原剂的投放量，经氧化剂还原处理后引出处理后的废水。
本发明所述的管道混合器，其前端至少设置有一段文丘里管段，以形成的真空度引入 H2O2和O3，并使H2O2和O3与有机废水充分混合。
所述的催化反应单元的中间为装填由以活性炭为载体的固相催化剂的催化剂填充区， 其上部安装有紫外光发生器UV，而在其下部布置有空气扩散器。
本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：1、简化了整个工艺配置;2、降低了 处理成本，解毒处理成本按kgCODcr计，不超过2元RMB;3、根据不同的处理对象，能够 实现工艺设备成套化;4、工艺过程pH适用范围广;5、过量的氧化剂消除速度快;6、操 作控制简单;7、完成了高效常温常压催化剂的开发应用;8、处理过程废水中HO浓度高， 效果好;9、基本不产生次生污染物。