申请日2000.12.02
公开(公告)日2001.05.16
IPC分类号C02F1/72; C02F1/46
摘要
一种难生化降解高浓度有机废水处理方法及其装置,该方法及其装置使被处理废水在有催化剂条件下进行全氧化化学过程,以较低的运行费用达到难生化降解高浓度有机废水的有效处理。本发明设计科学,结构合理,废水处理电耗低,一般情况下每吨水为0.5度电,运行费用低廉,处理效果好。经本发明处理后的废水,不仅CODcr不同程度地被有效去除,可使废水中的BOD5/CODcr由不到10%升高到25%以上不等,使后续常规生化或物化处理效果得以充分发挥。
権利要求書
1、一种难生化降解高浓度有机废水处理方法，该方法包括下列 步骤：(1)对被处理水进行予处理，去除悬浮物;
(2)在废水中投入氧化剂，使废水的PH=5;
(3)以不断向废水中通入空气之方式，将废水通过布水管压注 入电氧化塔内底部;
(4)进入电氧化塔内的废水经加有0～24V外电压的填料层缓慢 而上，在经过的平行板静电场过程中，在催化条件下的氧化过程中 去除废水 中部分难生化降解的有机物，剩余有机物也将分子转变;
(5)处理后的废水上升至塔顶，流入溢流槽排出，废水中的泥 杂物料从塔底排出，从而完成高浓度有机废水中难生化降解物的电 氧化处理。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过射流器进入 电氧化塔之污水与空气含量比例为1∶1左右。
3、用于实现权利要求1的方法的装置，该装置包括：
一个氧化剂投药箱，该投药箱通过管道接入废水泵入水管;
一个泵，泵的吸入口接泵入管，泵的排出口通过管道接入射流器;
一个射流器，该射流器通过吸气管强制性地将空气通入废水，提 供氧化所需的氧，射流器的排出口接有与电氧化塔底布水管相通的 管道;
一个电氧化塔，该电氧化塔由塔体、设置在塔体内的筛孔板和以 并联方式布设在筛孔板上的电极板、以及充填在电极板间的填料组 成，电极板均接有电压为0～24V的电源，塔体的底面设有排泥管， 塔体的底部设有布水管，塔体的顶部设有滤头和溢流槽，塔体溢流 槽设有一间断出水器。
4、根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述间断出水器 可以是脉冲式出水器或液位控制器加电磁阀。
5、根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述排列有序之 电极板间的间距为25～50mm。
6、根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述的填料为直 径=5mm的活性炭颗粒和直径=10mmR的生铁颗粒。
7、根据权利要求3或所述的装置，其特征在于：所述的填料中 活性炭颗粒与生铁颗粒的配比为1∶1。
8、根据权利要求3所述的装置，其特征在于：填料内还可根据 水质的不同混加TiO2或Al2O3等金属氧化物。
说明书
一种难生化降解高浓度有机废水处理方法及其装置
本发明涉及以物理方法处理高浓度有机废水的方法及其装置，尤 其是一种难生化降解高浓度有机废水处理方法及其装置。
难生化降解高浓度有机废水处理一直是国内外污水处理面对的难 题，因而亦是国内外近年来研究的热门课题。人们利用电、超声波、 紫外光和高温高压等物理方式提供的能量，或化学方法，在一定的 条件下，产生H2O2并诱发·OH，最终使有机物矿化，变成无机物 和CO2、H2O。但上述的方法大多数处于实验阶段，尚未进入生产 性应用。
本发明的目的是提供一种难生化降解高浓度有机废水处理方法及 其装置，该方法及其装置使被处理废水在有催化剂条件下进行全氧 化化学过程，以较低的运行费用达到难生化降解高浓度有机废水的 有效处理。
本发明的难生化降解高浓度有机废水处理方法，包括下列步骤：
(1)对被处理水进行予处理，去除悬浮物;
(2)在废水中投入氧化剂，将废水的PH值调至5;
(3)以不断向废水中通入空气之方式，将废水通过布水管压注 入电氧化塔内底部;
(4)进入电氧化塔内的废水经加有0～24V外电压的填料层缓慢 而上，在经过的平行板静电场过程中，在催化条件下的氧化过程中 去除废水中部分难生化降解的有机物，剩余有机物也将分子转变;
(5)处理后的废水上升至塔顶，流入溢流槽排出，废水中的泥 杂物料从塔底排出，从而完成高浓度有机废水中难生化降解物的电 氧化处理。
难生化降解高浓度有机废水处理方法中通过射流器进入电氧化塔 之废水与空气含量比例为1∶1左右。
用于实现难生化降解高浓度有机废水处理方法的装置，该装置包 括：
一个氧化剂投药箱，该投药箱通过管道接入废水泵入水管;
一个泵，泵的吸入口接泵入管，泵的排出口通过管道接射流器;
一个射流器，该射流器通过吸气管强制性地将空气通入废水，提 供废水氧化所需的氧，射流器的排出口接有与电氧化塔底布水管相 通的管道;
一个电氧化塔，该电氧化塔由塔体、设置在塔体内的筛孔板和以 并联方式布设在筛孔板上的电极板、以及充填在电极板间的填料组 成，电极板均接有电压为0～24V的电源，塔体的底面设有排泥管， 塔体的底部设有布水管，塔体的顶部设有滤头和溢流槽，塔体溢流 槽设有一间断出水器。
塔体溢流槽所设间断出水器可以是脉冲式出水器或液位控制器加 电磁阀。
所述排列有序之电极板间的间距为25～50mm。
所述的填料为直径=5mm的活性炭颗粒和直径=10mm的铸铁颗 粒。
所述的填料中活性炭颗粒与生铁颗粒的配比为1∶1。
填料内还可根据水质的不同混加TiO2或Al2O3等金属氧化物。
本发明的设计原理是：利用铸铁颗粒所含有的Fe3C和活性炭颗 粒构成的无数伏打原电池，具有微电解作用，但其内部的电能微弱。 由于填料中设有许多以并联方式设置的电极板，外界提供的0～24V 之电压，使电极板之间的电场强度增加，电能亦增大，活性炭比表 面积10～30A°，表面含有大量酸性、碱性基团，有羟基和酚羟基的 存在，使活性炭不仅有吸附作用，而且具有催化氧化的化学功能， 加之铸铁中Fe3C有铁离子存在，泵前射流吸入空气中有21%O2， 同时以在泵前加H2SO4使PH=5偏酸性，投加适量的氧化剂，旰料 中适量加入金属氧化物作为催化剂使用。形成一个较全面的催化氧 化条件，使有机物矿化全过程加强和加快，外界电场则起到“启动” 作用，在上述条件下废水中难生化降解有机物将有效地去除一部分， 不被去除的有机物亦被水解和酸化，相当厌氧初期的水解和酸化， 使有机物分子转型，从而改善后续处理的可生化性。
本发明电氧化化学机理是：
一、过氧化氢H2O2的生成
外部提供的O2捕集外电场提供的电子，形成氧自由基离子O2-， 最后经一系列反应生成H2O2
O2+e-→O2- (1)
O2-+H+→HO2 (2)
2HO2・→O2+H2O2 (3) 同时
HO2・+O2-→O2+HO2- (4)
HO2-+H+→H2O2 (5) 二、羟基自由基·OH的生成
H2O2+e-→OH-+・OH (6) 同时
H2O2+Fe2+→Fe3++OH-+・OH (7)
Fe2++・OH→Fe3++OH- (8)
H2O2+Fe3+→Fe2++H++HO2・ (9)
H2O2+HO2・→O2+H2O+・OH (10) 三、有机物的矿化
R+・OH→H2O+R・ (11)
R・+Fe3+→R+Fe2+ (12)
R++O2→ROO+→……→CO2↑+H2O (13)
本发明就是依据上述电氧化化学机理设计而成的。
本发明的难生化降解高浓度有机废水处理方法及装置设计科学， 结构合理，废水处理电耗低，一般情况下每吨水为0.5度电左右， 运行费用低廉，处理效果好。经本发明处理后的废水，不仅CODcr 不同程度地有效去除，而可使废水中的BOD5/CODcr由不到10%升 高到25%以上不等，使后续常规生化或物化处理效果得以充分发挥。