一種磁強(qiáng)化紫外光微波復(fù)合變壓催化氧化高濃度有機(jī)廢水處理系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磁強(qiáng)化紫外光微波復(fù)合變壓催化氧化高濃度有機(jī)廢水處理系統(tǒng)及方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的水處理效率偏低，微波常壓下加熱使水體汽化蒸發(fā)造成能量浪費(fèi)的問題；技術(shù)方案是：包括：磁強(qiáng)化器、廢水加壓裝置、氧化劑加入裝置、紫外光發(fā)生器、紫外光催化氧化反應(yīng)器、變頻微波發(fā)生器、微波催化氧化裝置、熱交換器、文丘里管、減壓氧化裝置、循環(huán)提升泵、廢水冷卻器和汽水分離器，同時還提供了采用上述系統(tǒng)的廢水處理方法；提高了處理效率，解決了以前常規(guī)催化氧化系統(tǒng)處理不了的高濃度有機(jī)廢水與高難廢水；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，自動化程度高，操作簡便，處理速度快，基本上不產(chǎn)生污泥，運(yùn)行費(fèi)用相對較低。
【專利說明】一種磁強(qiáng)化紫外光微波復(fù)合變壓催化氧化高濃度有機(jī)廢水處理系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及本發(fā)明屬于廢水處理領(lǐng)域，具體來說，設(shè)計一種磁強(qiáng)化紫外光微波復(fù)合變壓催化氧化廢水處理系統(tǒng)及廢水處理方法，所屬系統(tǒng)用于處理高濃度有機(jī)廢水及生物法無法處理的高難廢水。
【背景技術(shù)】
[0002]高濃度難降解有機(jī)廢水是指可生化性差、難降解的有機(jī)污染物(可溶性聚合物或大分子有機(jī)物)為主題的一類工業(yè)廢水，其B0D5 / COD值很小，通常小于0.15，而COD很高、鹽度高、色度高、含有毒有害成分的有機(jī)廢水。水量不是很大，但污染負(fù)荷很大，采用傳統(tǒng)的生物法難以達(dá)到預(yù)期的降解效果。其主要來源是造紙、化工、染料、制藥、煉油、有機(jī)合成、農(nóng)藥生產(chǎn)等行業(yè)生產(chǎn)廢水。這類廢水一旦進(jìn)入到環(huán)境系統(tǒng)中會造成極其嚴(yán)重的污染后果，往往引起嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難。
[0003]已有的催化濕式氧化法通常是在高溫(200-300°C )、高壓(2_25Mpa)下，以C102作為氧化劑，在催化劑作用下，氧化去除水中有機(jī)物，最終達(dá)成礦化的目的。在國外這種技術(shù)發(fā)展較快，20世紀(jì)70年代開始，日本相繼應(yīng)用濕式催化裝置處理各種有機(jī)廢水，如日本三菱石油化學(xué)公司處理乙烯生產(chǎn)廢水洗滌液，其操作條件:200°C，3.45Mpa，停留60分鐘，處理量為120M3 / d，進(jìn)水COD為7.5-15g / L，COD去除率為67%-80% ;日本川崎朝日化學(xué)公司處理丙烯氰生產(chǎn)廢水，其操作條件:250°C.7Mpa，停留90分鐘，處理量790M3 / d，進(jìn)水 COD 為 37-46g / L,出水 COD 為 14.8-16.1g / L,C0D 去除率為 60% -65%。從 80 年代到90年代有較多的研究報道，目前該技術(shù)仍在研究深化中。中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的杜鴻章等與冶金部鞍山焦化耐火材料設(shè)計研究`院的尹乘龍等，在1997年發(fā)表了關(guān)于催化濕式氧化法處理難降解高濃度有機(jī)廢水的研究報告。其詳細(xì)情況見《水處理技術(shù)》，杜鴻章，1997年6月發(fā)表的“難降解高濃度有機(jī)廢水濕式催化凈化技術(shù)”文章。該項(xiàng)研究中主要反應(yīng)器是由TA3型鈦鋼加工成的，其設(shè)計壓力為12Mpa，使用溫度小于360°C.反應(yīng)器內(nèi)徑16mm，長500mm.工藝過程中使用的設(shè)備有空氣瓶、壓力表、前壓力控制器、氣體調(diào)節(jié)閥、質(zhì)量流量計、水計量管等。處理廢水的步驟:氧化劑氣體(空氣)來自鋼瓶，經(jīng)前壓力控制器調(diào)至所需壓力，再經(jīng)質(zhì)量流量計后與高微量進(jìn)料泵輸來的原水混合預(yù)熱后，由反應(yīng)器底部進(jìn)入反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)上、下填滿瓷粒。中間裝催化劑，床層高約7.5cm，反應(yīng)后的物料由反應(yīng)器上端出來，依次經(jīng)冷凝器和分離器冷卻、分離，液體進(jìn)入儲水罐時取樣分析，氣體經(jīng)后壓力調(diào)節(jié)器及尾氣流量計放空。反應(yīng)的最佳工藝條件為270°C.9Mpa，空氣量為6.2L /h，進(jìn)料空速為2.0h-L該工藝的不足之處:(I)反應(yīng)必須在270°C、9Mpa條件下進(jìn)行方可得到滿意結(jié)果；(2)自制催化劑的價格昂貴；(3)廢水與反應(yīng)器直接接觸，容易對反應(yīng)器的材質(zhì)腐蝕。(4)其需要大量的高壓高溫蒸汽或電加熱，屬于傳導(dǎo)加熱，消耗大量的能源。
[0004]微波作為一種電磁波，被譽(yù)為20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一，與傳導(dǎo)加熱相比，微波具有加熱快、加熱效率高、加熱均勻、溫度由物體內(nèi)部向外部擴(kuò)散等特點(diǎn)。已經(jīng)有大量研究表明，對于化學(xué)反應(yīng)，微波除具有熱效應(yīng)之外，還具有非熱效應(yīng)。微波每秒上億次交變的電場與磁場將對大分子有機(jī)物的鏈狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)烈的振蕩，使其破壞與斷裂、形成小分子結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行催化氧化，最終分解為C02和H20。
[0005]近些年來微波已被廣泛的應(yīng)用到濕式催化氧化領(lǐng)域中，如大連理工學(xué)院發(fā)明的“微波催化氧化處理難解有機(jī)廢水的工藝與裝置”，專利號:02118708.8。該項(xiàng)研究中的工藝包括:格柵去雜、絮凝沉降、催化氧化與蒸汽冷凝。催化氧化是在微波反應(yīng)器中進(jìn)行，最佳工藝條件為:氧化劑質(zhì)量與廢水COD質(zhì)量的比例為1.0-20%，溫度低于100°C，停留時間4-17min，廢水COD去除率在95%左右。該工藝的不足之處在于:(I)由于廢水在常溫下進(jìn)行微波輻射，極易使廢水的溫度達(dá)到沸點(diǎn)，由于汽化的原因會造成大量的能源浪費(fèi)；(2)反應(yīng)溫度只能達(dá)到100°C，從化學(xué)動力反應(yīng)學(xué)來看，對化學(xué)反應(yīng)速度有所限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種磁強(qiáng)化紫外光微波復(fù)合變壓催化氧化廢水處理系統(tǒng)及廢水處理方法，可以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的高難廢水無法處理或處理效率極低、常壓下的微波催化氧化易使水體汽化蒸發(fā)造成能量浪費(fèi)以及處理效果差，系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，運(yùn)行費(fèi)用很高等問題。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種磁強(qiáng)化紫外光微波復(fù)合變壓催化氧化高濃度有機(jī)廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括磁化器，加壓泵，加藥泵，熱交換器，紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置，文丘里管，減壓氧化罐，進(jìn)氣口，排氣口，噴頭和排水口 ；紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置由微波發(fā)生器、微波反應(yīng)管道和紫外光發(fā)射器組成，磁化器、加壓泵、熱交換器和紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置依次順序連接，紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置的出口經(jīng)過熱交換器與文丘里管和減壓氧化罐連接`；文丘里管和減壓氧化罐組成減壓氧化裝置；
[0009]加藥泵設(shè)置在加壓泵和熱交換器之間的管道支路上；紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置中間是微波反應(yīng)管道，微波反應(yīng)管道的兩側(cè)設(shè)有微波發(fā)生器和紫外光發(fā)射器；減壓氧化罐頂部設(shè)有進(jìn)氣口和排氣口，上部設(shè)有冷卻水入口以及深入到減壓氧化罐內(nèi)部的噴頭，下部設(shè)有排水口。
[0010]所述微波反應(yīng)管道是密閉的透光管道，所述管道是透紫外光的高溫耐壓石英玻璃管或者聚四氟乙烯耐壓耐溫管道。
[0011]微波反應(yīng)管道內(nèi)裝有納米二氧化鈦、稀土氧化物的復(fù)合催化劑(石榴石)。
[0012]微波反應(yīng)管道共有4根，2根為光催化氧化管，2根為微波加壓催化氧化管，在紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置內(nèi)均勻間隔水平排列。
[0013]在紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置上有壓力變頻控制裝置。
[0014]在減壓氧化裝置上設(shè)置文丘里氣水混合減壓噴射裝置，所述減壓氧化裝置文丘里管吸入氧化劑為空氣，在減壓氧氣罐上部設(shè)有單向排氣閥。
[0015]本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)是利用紫外光透射在石英管內(nèi)的光敏催化劑上、微波電磁能穿透石英管與管內(nèi)的微波催化劑作用，同時液相中氧化劑在二種(紫外光與微波)輻射能的激發(fā)下與管內(nèi)液相中的有機(jī)物發(fā)生劇烈催化氧化反應(yīng)的一種新型水處理方法。對反應(yīng)體系施加一定的壓力，即提高了反應(yīng)溫度，又保證了反應(yīng)在液相中進(jìn)行，而且充分體現(xiàn)了磁、光、微波“非熱效應(yīng)”的優(yōu)勢---對石英玻璃管是透明的，不會隔絕光線與微波的穿透效果和非金屬(石英玻璃管)對紫外線、微波的無阻斷特性。將紫外線與微波同時引入石英管內(nèi)，與特定的催化劑高效激發(fā)催化，在氧化劑的作用下，急速降解有機(jī)物、降解效率高、能量利用率高、設(shè)備不易被腐蝕。利用紫外光、微波的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)使有機(jī)污染物在催化劑和氧化劑存在的條件下進(jìn)行紫外光微波催化氧化反應(yīng)。而后在減壓氧化罐內(nèi)減壓氧化冷卻，使得有機(jī)物絕大部分降解為C02、N2和H2O,并被氣化，水化，把原來不能處理的，或難以處理的廢水，通過本方法比較容易地處理。
[0016]進(jìn)一步地，為了防止反應(yīng)器被高濃度有機(jī)廢水腐蝕，特別是壓力容器易造成安全隱患，所述紫外光微波復(fù)合變壓催化氧化裝置內(nèi)設(shè)有密封的石英玻璃管道，所述管道由耐高溫高壓石英玻璃構(gòu)成，通過紫外光與微波復(fù)合輻照所述管道內(nèi)的廢水及催化劑作用而降解廢水中的有機(jī)物。
[0017]再進(jìn)一步地，為了降低成本，所述耐高溫高壓石英玻璃管內(nèi)裝有二氧化鈦、ZSM-5H、改性石榴石等復(fù)合催化劑，解決了現(xiàn)有技術(shù)采用的催化劑價格昂貴，在使用過程中易中毒或流失，造成水處理成本偏高，企業(yè)難以承受的問題。
[0018]更近一步地，所述紫外光微波復(fù)合加壓催化氧化裝置內(nèi)石英玻璃管均勻間隔排列。
[0019]在減壓氧化裝置中為了方便排出氣化的有機(jī)物，所述減壓氧化罐上部設(shè)有排氣閥，低沸點(diǎn)有機(jī)物、氧化的廢氣通過排氣閥揮發(fā)排出。
[0020]本發(fā)明還提供了一種磁強(qiáng)化紫外光微波復(fù)合變壓催化氧化高濃度有機(jī)廢水處理方法，其特征在于包括如下步驟:
[0021](1)高濃度有機(jī)廢水經(jīng)過磁化器后經(jīng)加壓泵加壓后混合加藥泵壓入的氧化劑，加壓到l-2Kg ；
[0022](2)被加壓后的廢水進(jìn)入熱交換器與從紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置出來的高熱廢水進(jìn)行熱量交換，加熱后的廢水溫度達(dá)到90-100°C后進(jìn)入紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置，催化氧化反應(yīng)裝置的前半段為二氧化鈦催化氧化段，在紫外線與催化劑共同作用下將廢水中部分對紫外光敏感的有機(jī)物迅速降解，然后進(jìn)入微波催化氧化部分，廢水在微波和催化劑的作用下迅速降解其余的有機(jī)污染物，廢水在高溫耐壓石英玻璃管內(nèi)停留30-180S，反應(yīng)溫度100_16(TC，反應(yīng)壓力0.1-0.2Mpa，微波發(fā)生器功率2000-30000W，在微波反應(yīng)器內(nèi)完成加壓催化氧化反應(yīng)，廢水的COD去除80-95% ；
[0023](3)廢水自紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置出來進(jìn)入熱交換器，經(jīng)過熱交換器出水溫度降低到35°C后進(jìn)入減壓氧化裝置，另一方面將熱交換器另一入口進(jìn)入的廢水加熱至90-10(TC后進(jìn)入紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置，連續(xù)處理；
[0024](4)經(jīng)紫外光微波復(fù)合催化氧化處理后，再經(jīng)熱交換器降溫的廢水，經(jīng)文丘里管與空氣混合后，進(jìn)入減壓氧化罐，在減壓氧化罐內(nèi)繼續(xù)氧化、降溫、揮發(fā)、汽水分離、氧化分解的有機(jī)物氣化逸出由排放口排出；
[0025](5)經(jīng)所述減壓氧化裝置氧化減壓、降溫后的廢水進(jìn)入廢水冷卻混合罐內(nèi)用低溫廢水經(jīng)噴頭噴出與文丘里管噴出的廢水混合冷卻至30°C以下，同時壓力降低到常壓，混合廢水有減壓氧化罐的下部出水口排出至生化處理系統(tǒng)繼續(xù)處理。
[0026]所述廢水為高濃度生物法難降解的有毒有害有機(jī)廢水，其COD值為1000-300000mg / L，經(jīng)過所述廢水處理方法處理后的廢水COD去除率為80-95%。
[0027]針對現(xiàn)有濕式催化氧化技術(shù)，必須在200-35(TC高溫，2_25Mpa高壓下反應(yīng)，反應(yīng)條件比較苛刻，對設(shè)備的要求較高，建造成本也較高的問題，本發(fā)明通過加壓泵對廢水加壓。紫外光與微波的透射，直接作用于廢水和催化劑上，在激發(fā)的催化劑的活性中心上的熱效應(yīng)瞬間可達(dá)1400°C以上,在此活性中心上加入的氧化劑與廢水中的大分子有機(jī)物急速反應(yīng)，將大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，而進(jìn)一步氧化成C02、N2等單質(zhì)氣體與H20，即徹底降解了大分子的有機(jī)物，并由于有機(jī)物的氧化發(fā)熱進(jìn)一步提高了反應(yīng)區(qū)的液體溫度與壓力，而進(jìn)一步提高了氧化反應(yīng)速度與降解速度，而且充分體現(xiàn)了在紫外光與微波“非熱效應(yīng)”的優(yōu)勢——降解速度快、降解效率高、能量利用率高、設(shè)備不易被腐蝕。利用紫外光與微波的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)使有機(jī)污染物在催化劑和氧化劑存在的條件下進(jìn)行紫外光與微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)。而后在減壓氧氣罐內(nèi)減壓氧化，使得被裂解的高溫有機(jī)物極易被氣化，處理比較容易。針對常溫下的微波輔助催化氧化易使水體汽化蒸發(fā)，造成能量浪費(fèi)；而且反應(yīng)溫度低于100°C (最高做到40-70°C )，從反應(yīng)動力學(xué)角度分析，限制反應(yīng)速率的缺點(diǎn)，本發(fā)明都得到了解決。
[0028]進(jìn)一步地，所述氧化劑為液態(tài)氧化劑雙氧水、次氯酸鈉、臭氧水等；或氧氣、空氣，
二氧化氯、臭氧等。
[0029]進(jìn)一步地，所述減壓裝置吸入的氧化劑為空氣。
[0030]進(jìn)一步地，所述廢水為高濃度生物法難降解有毒有害有機(jī)廢水，其COD值為1000-300000mg/L 或更高。
[0031]進(jìn)一步地，經(jīng)過所述廢水處理方法處理后的廢水COD去除率為90-95%。
[0032]本發(fā)明的上述磁 強(qiáng)化紫外光微波復(fù)合變壓催化氧化處理高濃度難降解有機(jī)廢水的方法，主要包括磁化器、紫外光、微波輻射、加壓催化氧化、減壓催化氧化、控制降解和停留時間，出水可以達(dá)標(biāo)排放和回用。微波爐內(nèi)均勻間隔環(huán)狀排列3-4根耐溫耐壓透明石英玻璃管，內(nèi)置二氧化鈦、ZSM-5H等多元復(fù)合催化劑，污水在進(jìn)入紫外光微波復(fù)合變壓催化氧化裝置前，與定量的氧化劑混合，再經(jīng)水泵加壓后進(jìn)入微波催化氧化裝置，在紫外光、微波與氧化劑的作用下，可迅速催化氧化分解污水中的有機(jī)污染物質(zhì)，反應(yīng)管內(nèi)壓力與溫度同步升聞到臨界值，在反應(yīng)te內(nèi)停留30-120S后,丨隹化氧化反應(yīng)完成。廢水自反應(yīng)上端文丘里管噴射裝置減壓噴射排出到減壓氧氣罐內(nèi)，同時減壓裝置將吸入定量的空氣(或氧化劑)，在減壓氧氣罐內(nèi)，空氣中的氧氣與廢水中的有機(jī)物繼續(xù)反應(yīng)，當(dāng)減壓到常壓蒸汽時，廢水中的低沸點(diǎn)有機(jī)物與廢氣(C02、N2等)將迅速揮發(fā)出廢水，與空氣一起排出。而冷凝的廢水經(jīng)冷卻到35-40°C后，排到下一道工序繼續(xù)處理。出水達(dá)到最大95%的COD去除率。此裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，自動化程度高，操作簡便，效率高，運(yùn)行費(fèi)用低，基本上沒有污泥。
[0033]上述廢水處理方法進(jìn)行廢水處理時的注意事項(xiàng):裝置啟動前應(yīng)全面檢查控制設(shè)備(觸摸屏、工控機(jī)、PLC)、設(shè)備及管線的完好性及其連接處有無滲漏，安全泄壓裝置的靈敏性。在線控制方法是否正常。在確保上述檢查合格后，方可啟動廢水處理方法。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0035](I)利用磁強(qiáng)化、紫外線、微波輻射進(jìn)行處理，磁化器可以將一些順磁分子，迅速斷裂，在進(jìn)入光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置前，將部分大分子有機(jī)物斷裂成小分子有機(jī)物，減輕了紫外光微波復(fù)合變壓催化氧化反應(yīng)裝置的負(fù)荷，提高了方法處理效果與減輕了方法運(yùn)行費(fèi)用，由于紫外線與微波的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)同時起作用，所以有機(jī)物降解速度快、效率高，比現(xiàn)有的傳導(dǎo)與加熱方法提高40-100% ；
[0036](2)在相對高溫高壓(102-120°C )條件下進(jìn)行處理，提高了處理效率；
[0037](3)采用耐溫耐壓透明石英玻璃管作用廢水接受紫外光、微波輻射的管道，所以廢水并不與金屬材質(zhì)直接接觸大大降低了廢水對容器的腐蝕，使設(shè)備的使用壽命延長了 3-5倍;
[0038](4)內(nèi)置二氧化鈦、ZM-5H等多元復(fù)合催化劑提高了處理效果；
[0039](5)本發(fā)明方法結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，自動化程度高，操作簡便，效率高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0041]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]圖中，I磁化器；2加壓泵；3紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置；4微波發(fā)生器；5熱交換器；6加藥泵；7微波反應(yīng)管道；8紫外光發(fā)射器；9減壓氧化罐；10文丘里管；11進(jìn)氣口 ；12排氣口 ；13噴頭；14排水口。
【具體實(shí)施方式】
[0043]實(shí)施例1
[0044]如圖1所示，一種磁強(qiáng)化紫外光微波復(fù)合變壓催化氧化高濃度有機(jī)廢水處理系統(tǒng)，包括磁化器，加壓泵，加藥泵，熱交換器，紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置，文丘里管，減壓氧化罐，進(jìn)氣口，排氣口，噴頭和排水口 ；紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置由微波發(fā)生器、微波反應(yīng)管道和紫外光發(fā)射器組成，磁化器、加壓泵、熱交換器和紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置依次順序連接，紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置的出口經(jīng)過熱交換器與文丘里管和減壓氧化罐連接；文丘里管和減壓氧化罐組成減壓氧化裝置；
[0045]加藥泵設(shè)置在加壓泵和熱交換器之間的管道支路上；紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置中間是微波反應(yīng)管道，微波反應(yīng)管道的兩側(cè)設(shè)有微波發(fā)生器和紫外光發(fā)射器；減壓氧化罐頂部設(shè)有進(jìn)氣口和排氣口，上部設(shè)有冷卻水入口以及深入到減壓氧化罐內(nèi)部的噴頭，下部設(shè)有排水口。
[0046]所述微波反應(yīng)管道是密閉的透光管道，所述管道是透紫外光的高溫耐壓石英玻璃管或者聚四氟乙烯耐壓耐溫管道。
[0047]微波反應(yīng)管道內(nèi)裝有納米二氧化鈦、稀土氧化物的復(fù)合催化劑(石榴石)。
[0048]微波反應(yīng)管道共有4根，2根為光催化氧化管，2根為微波加壓催化氧化管，在紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置內(nèi)均勻間隔水平排列。
[0049]在紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置上有壓力變頻控制裝置。
[0050]在減壓氧化裝置上設(shè)置文丘里氣水混合減壓噴射裝置，所述減壓氧化裝置文丘里管吸入氧化劑為空氣，在減壓氧氣罐上部設(shè)有單向排氣閥。
[0051]為了防止反應(yīng)器被高濃度有機(jī)廢水腐蝕，特別是壓力容器易造成安全隱患，所述紫外光微波復(fù)合變壓催化氧化裝置內(nèi)設(shè)有密封的石英玻璃管道，所述管道由耐高溫高壓石英玻璃構(gòu)成，通過紫外光與微波復(fù)合輻照所述管道內(nèi)的廢水及催化劑作用而降解廢水中的有機(jī)物。
[0052]為了降低成本，所述耐高溫高壓石英玻璃管內(nèi)裝有二氧化鈦、ZSM-5H、改性石榴石等復(fù)合催化劑，解決了現(xiàn)有技術(shù)采用的催化劑價格昂貴，在使用過程中易中毒或流失，造成水處理成本偏高，企業(yè)難以承受的問題。
[0053]所述紫外光微波復(fù)合加壓催化氧化裝置內(nèi)石英玻璃管均勻間隔排列。
[0054]在減壓氧化裝置中為了方便排出氣化的有機(jī)物，所述減壓氧化罐上部設(shè)有排氣閥，低沸點(diǎn)有機(jī)物、氧化的廢氣通過排氣閥揮發(fā)排出。
[0055]實(shí)施案例2:
[0056]一種利用上述系統(tǒng)進(jìn)行廢水處理的方法，步驟如下:首先，取樣分析，采用重鉻酸鉀法測定出水樣COD值15000mg / L。
[0057]其次，工藝參數(shù)的選定:水量500L / h、反應(yīng)溫度109°C、壓力0.12Mpa，在微波反應(yīng)器內(nèi)停留3min。
[0058]第一步，將水樣通過計量泵引入耐溫耐壓透明石英玻璃管內(nèi)，催化劑是經(jīng)過酸洗、堿洗并高溫活化的固體催化劑(顆?；钚蕴繌?fù)合二氧化鈦)。
[0059]第二步，設(shè)備檢查:供電方法、自動控制裝置的狀況，紫外光與微波安全狀況、微波反應(yīng)器相關(guān)部件的密封情況、設(shè)備安全性、滲漏狀況等。
[0060]第三步，經(jīng)檢查各方面合格后密封反應(yīng)裝置，打開定量加液泵向加壓泵前廢水槽內(nèi)定量加入氧化劑(雙氧水)。
[0061]第四步，打開加壓水泵將混合的廢水與氧化劑加壓打入耐溫耐壓透明石英玻璃管反應(yīng)管內(nèi)，當(dāng)壓力表顯示反應(yīng)器內(nèi)部壓力達(dá)設(shè)定值0.1Mpa時，啟動紫外光與微波發(fā)生器進(jìn)行紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)。
[0062]第五步，當(dāng)廢水由室溫升到設(shè)定溫度109°C后，保持30-180秒，打開反應(yīng)器出口閥門，連續(xù)向減壓裝置排水(按計量泵加水流量連續(xù)排水)。
[0063]第六步:廢水自紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置出水口排出后，經(jīng)過熱交換器交換熱能，降低溫度到40-50°C后進(jìn)入減壓噴射裝置文丘里管減壓噴射入減壓氧化罐。
[0064]第七步:開啟減壓噴射器(文丘里管)空氣閥門，減壓裝置將大量空氣吸入減壓裝置，并與熱交換器排出的高溫廢水混合，排出減壓裝置后成霧狀噴到減壓罐內(nèi)，一方面冷卻，一方面低沸點(diǎn)有機(jī)物與廢氣揮發(fā)排出，噴出的廢水繼續(xù)冷卻，冷卻的液體降到罐內(nèi)底部，空氣與廢氣中揮發(fā)物從罐上部排氣閥排出。
[0065]第八步:減壓氧化罐內(nèi)的液體達(dá)到一定液位后將從減壓氧氣罐底部排水口排出，用冷水或生化方法出水循環(huán)回來后與高溫水混合，以降低廢水溫度到30-40°C，直接進(jìn)生化方法入口進(jìn)行生化。
[0066]第九步:出水水質(zhì)檢測，采用重鉻酸鉀法測定出水COD值645mg / L，并計算COD去除率。該工藝條件下出水COD去除率為95.7%。
[0067]通常采用上述方法處理的廢水為高濃度生物法難降解或有毒有害有機(jī)廢水，其COD值為1000-300000mg/L.可根據(jù)其COD值，調(diào)整紫外光與微波反應(yīng)器的功率(2000-30000W)，進(jìn)行催化氧化處理。經(jīng)過所述廢水處理方法處理后的廢水COD總?cè)コ蕿?0-95%。[0068]本廢水處理方法德氧化劑還可以選用二氧化氯、雙氧水、臭氧、氧氣或空氣。
[0069]以上所述，僅本發(fā)明的較佳的實(shí)施案例，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依靠本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改，等同 變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種磁強(qiáng)化紫外光微波復(fù)合變壓催化氧化高濃度有機(jī)廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括(按說明書附圖圖號)磁化器1，加壓泵2，加藥泵6，熱交換器5，紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置3，文丘里管10，減壓氧化罐9，進(jìn)氣口 11，排氣口 12，噴頭13和排水口 14 ;紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置由微波發(fā)生器4、微波反應(yīng)管道7和紫外光發(fā)射器8組成，磁化器、加壓泵、熱交換器和紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置依次順序連接，紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置的出口經(jīng)過熱交換器與文丘里管和減壓氧化罐連接；文丘里管和減壓氧化罐組成減壓氧化裝置； 加藥泵設(shè)置在加壓泵和熱交換器之間的管道支路上；紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置中間是微波反應(yīng)管道，微波反應(yīng)管道的兩側(cè)設(shè)有微波發(fā)生器和紫外光發(fā)射器；減壓氧化罐頂部設(shè)有進(jìn)氣口和排氣口，上部設(shè)有冷卻水入口以及深入到減壓氧化罐內(nèi)部的噴頭，下部設(shè)有排水口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁強(qiáng)化紫外光微波復(fù)合變壓催化氧化高濃度有機(jī)廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，微波反應(yīng)管道是密閉的透光管道，所述管道是透紫外光的高溫耐壓石英玻璃管或者聚四氟乙烯耐壓耐溫管道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁強(qiáng)化紫外光微波復(fù)合變壓催化氧化高濃度有機(jī)廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，微波反應(yīng)管道內(nèi)裝有納米二氧化鈦、稀土氧化物的復(fù)合催化劑(石榴石)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁強(qiáng)化紫外光微波復(fù)合變壓催化氧化高濃度有機(jī)廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，微波反應(yīng)管道共有4根，2根為光催化氧化管，2根為微波加壓催化氧化管，在紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置內(nèi)均勻間隔水平排列。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁強(qiáng)化紫外光微波復(fù)合變壓催化氧化高濃度有機(jī)廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，在紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置上有壓力變頻控制裝置?！?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁強(qiáng)化紫外光微波復(fù)合變壓催化氧化高濃度有機(jī)廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，在減壓氧化裝置上設(shè)置文丘里氣水混合減壓噴射裝置，所述減壓氧化裝置文丘里管吸入氧化劑為空氣，在減壓氧氣罐上部設(shè)有單向排氣閥。
7.—種磁強(qiáng)化紫外光微波復(fù)合變壓催化氧化高濃度有機(jī)廢水處理方法，其特征在于包括如下步驟: (1)高濃度有機(jī)廢水經(jīng)過磁化器后經(jīng)加壓泵加壓后混合加藥泵壓入的氧化劑，加壓到l-2Kg ； (2)被加壓后的廢水進(jìn)入熱交換器與從紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置出來的高熱廢水進(jìn)行熱量交換，加熱后的廢水溫度達(dá)到90-100°C后進(jìn)入紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置，催化氧化反應(yīng)裝置的前半段為二氧化鈦催化氧化段，在紫外線與催化劑共同作用下將廢水中部分對紫外光敏感的有機(jī)物迅速降解，然后進(jìn)入微波催化氧化部分，廢水在微波和催化劑的作用下迅速降解其余的有機(jī)污染物，廢水在高溫耐壓石英玻璃管內(nèi)停留30-180S，反應(yīng)溫度100_16(TC，反應(yīng)壓力0.1-0.2Mpa，微波發(fā)生器功率2000-30000W，在微波反應(yīng)器內(nèi)完成加壓催化氧化反應(yīng)，廢水的COD去除80-95% ； (3)廢水自紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置出來進(jìn)入熱交換器，經(jīng)過熱交換器出水溫度降低到35°C后進(jìn)入減壓氧化裝置，另一方面將熱交換器另一入口進(jìn)入的廢水加熱至90-10(TC后進(jìn)入紫外光微波復(fù)合催化氧化反應(yīng)裝置，連續(xù)處理；(4)經(jīng)紫外光微波復(fù)合催化氧化處理后，再經(jīng)熱交換器降溫的廢水，經(jīng)文丘里管與空氣混合后，進(jìn)入減壓氧化罐，在減壓氧化罐內(nèi)繼續(xù)氧化、降溫、揮發(fā)、汽水分離、氧化分解的有機(jī)物氣化逸出由排放口排出； (5)經(jīng)所述減壓氧化裝置氧化減壓、降溫后的廢水進(jìn)入廢水冷卻混合罐內(nèi)用低溫廢水經(jīng)噴頭噴出與文丘里管噴出的廢水混合冷卻至30°C以下，同時壓力降低到常壓，混合廢水有減壓氧化罐的下部出水口排出至生化處理系統(tǒng)繼續(xù)處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁強(qiáng)化紫外光微波復(fù)合變壓催化氧化高濃度有機(jī)廢水處理方法，其特征在于，所述步驟(1)中氧化劑為液態(tài)氧化劑雙氧水、次氯酸鈉、臭氧水或氧氣、空氣，二氧化氯、臭氧。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁強(qiáng)化紫外光微波復(fù)合變壓催化氧化高濃度有機(jī)廢水處理方法，其特征在于，所述減壓氧化裝置文丘里管吸入氧化劑為空氣。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的廢磁強(qiáng)化紫外光微波復(fù)合變壓催化氧化高濃度有機(jī)廢水處理方法，其特征在于:所述廢水為高濃度生物法難降解的有毒有害有機(jī)廢水，其COD值為1000-300000mg / L，經(jīng)過所述廢`水處理方法處理后的廢水COD去除率為80-95%。
【文檔編號】C02F1/30GK103819044SQ201310606412
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】劉風(fēng)鳴 申請人:劉風(fēng)鳴