本實(shí)用新型屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微電解-紫外光催化氧化污水處理裝置。
背景技術(shù)：
城市生活垃圾衛(wèi)生填埋過程會(huì)產(chǎn)生大量高COD(化學(xué)需氧量，Chemical Oxygen Demand)、高濃度難降解的垃圾滲濾液，垃圾滲濾液處理成為垃圾填埋場穩(wěn)定運(yùn)行和管理的難題。我國于2008年頒布了《生活垃圾填埋場污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)，對(duì)垃圾滲濾液(污水)的處理排放提出了更嚴(yán)格的要求，為了滿足新標(biāo)準(zhǔn)的排放要求，“生化處理+膜生物技術(shù)”越來越廣泛的被應(yīng)用在垃圾滲濾液的處理中。為了保證達(dá)標(biāo)排放并控制膜的運(yùn)行壓力，膜系統(tǒng)回收率控制在70％～80％，即會(huì)產(chǎn)生20％～30％的膜濾濃縮液。而膜濾濃縮液普遍存在可生物降解性差(BOD5/COD通常小于0.1)，有機(jī)污染物濃度和鹽含量高等問題。傳統(tǒng)的處理方法為回灌填埋場，但這樣會(huì)造成重金屬和難降解有機(jī)物以及鹽分循環(huán)累積于系統(tǒng)中。
同樣，老齡化滲濾液由于長時(shí)間經(jīng)過填埋場一系列生化反應(yīng)，其中的有機(jī)物多為長鏈的碳水化合物和腐殖質(zhì)，且隨著時(shí)間的推移，BOD5(生化需氧量，Biochemical Oxygen Demand，)，急速下降，BOD5/COD比值低，難降解成分高、毒性大。不僅如此，其氨氮含量也很高，會(huì)影響微生物的活性，不利于生物處理。并且，老齡化滲濾液的營養(yǎng)元素比例失調(diào)，BOD5/P大于300，與微生物生長所需的磷元素相差較大，導(dǎo)致在生物處理中磷元素缺乏。因此，老齡化滲濾液的處理也一直都是個(gè)棘手的難題。
針對(duì)以上提到的膜后濃縮滲濾液和老齡化滲濾液所存在的可生化性差的問 題，目前較有效的處理方法多采用高級(jí)氧化技術(shù)。高級(jí)氧化技術(shù)以產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的羥基自由基(·OH)為特點(diǎn)，在高溫高壓、電、聲、光輻照、催化劑等反應(yīng)條件下，使大分子難降解有機(jī)物氧化成低毒或無毒的小分子物質(zhì)。根據(jù)產(chǎn)生自由基的方式和反應(yīng)條件的不同，可將其分為光化學(xué)氧化、催化濕式氧化、電化學(xué)氧化、芬頓(Fenton)氧化等。其中，光化學(xué)氧化法受反應(yīng)條件限制，光照無法透過渾濁溶液，有機(jī)物降解不徹底；濕式催化氧化法需要在高溫高壓下進(jìn)行，對(duì)設(shè)備配置要求較高；Fenton氧化法需要在酸性條件進(jìn)行，反應(yīng)條件苛刻；而電化學(xué)氧化法利用陽極直接催化降解污染物，或電解產(chǎn)生強(qiáng)氧化劑間接降解污染物。該技術(shù)在常溫常壓下進(jìn)行，是目前比較推崇的一種處理技術(shù)。
大量的應(yīng)用研究表明，單一的氧化技術(shù)手段的氧化速率和效率都不能滿足降解高濃度有機(jī)污染物的要求，存在相應(yīng)的局限性。
專利CN201410416401中主要就采用了沉渣池、紫外線消毒殺菌模塊組件、水位控制器、低水位傳感器以及明渠等構(gòu)成的紫外光Fenton氧化裝置，該裝置紫外光主要是殺菌消毒的作用，采用單一的Fenton降解污水，污水降解效果不突出，處理一般有機(jī)物濃度的污水尚可，對(duì)高濃度、難降解生化性差的污水很難達(dá)標(biāo)。
專利CN201420042842中主要紫外光與臭氧技術(shù)的結(jié)合，處理效果較好，但是臭氧有泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，且制造臭氧需要較高的能耗，對(duì)操作人員與環(huán)境存在一定的安全隱患。
本實(shí)用新型則在電化學(xué)氧化技術(shù)的基礎(chǔ)上，聯(lián)合了Fenton氧化技術(shù)，形成在常溫常壓下進(jìn)行的紫外催化濕式氧化技術(shù)。微電解單元、催化氧化單元相互協(xié)同作用和發(fā)揮各自的優(yōu)勢，提高降解速率和效率，從而提高處理效果降低成本，實(shí)質(zhì)性的解決膜后濃縮滲濾液和老齡化滲濾液難處理的問題。具有安全、環(huán)保、高效、低耗的特點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種微電解-紫外光催化氧化污水處理裝置，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中處理膜后濃縮液以及老齡化滲濾液所存在的有機(jī)物濃度和鹽含量高、難降解成分高、BOD5/COD比值低以及可生化性差的問題。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種微電解-紫外光催化氧化污水處理裝置，包括微電解單元以及紫外光催化氧化單元，所述微電解單元內(nèi)填充有在酸性條件下產(chǎn)生亞鐵離子且能對(duì)污水進(jìn)行物理吸附的材料，所述紫外光催化氧化單元內(nèi)安裝有紫外光發(fā)射器；所述微電解單元以及紫外光催化氧化單元均外接有輸入管道、輸出管道以及進(jìn)氣管道；所述微電解單元以及紫外光催化氧化單元內(nèi)部均設(shè)置有液位計(jì)以及酸度計(jì)；所述微電解單元的輸入管道上接入有第一加藥裝置以及第一回流管，所述第一回流管上安裝有第一閥門；所述紫外光催化氧化單元的輸入管道上接入有第二加藥裝置以及第二回流管，所述第二回流管上安裝有第二閥門；所述微電解單元的輸出管道與一個(gè)三通閥的第一入口連通，所述紫外光催化氧化單元的輸出管道與所述三通閥的第二入口連通，所述三通閥的出口通過出液管道與一個(gè)出液閥連通；所述出液管道上安裝上有輸送裝置，所述第一閥門以及第二閥門共同與一回流管道的輸出端連接，所述回流管道的輸入端與所述輸送裝置以及出液閥之間的出液管道連通。
進(jìn)一步地，所述第一加藥裝置通過第一伸入管與微電解單元的輸入管道相連通，并且所述第一伸入管伸入微電解單元的輸入管道內(nèi)；所述第二加藥裝置通過第二伸入管與紫外光催化氧化單元的輸入管道相連通，并且所述第二伸入管伸入紫外光催化氧化單元的輸入管道內(nèi)。
進(jìn)一步地，所述第一伸入管以及第二伸入管為彎管結(jié)構(gòu)或者是直管結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步地，所述微電解單元內(nèi)填充的材料為鐵碳合金球材料。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：本實(shí)用新型本通過微電解技術(shù)、Fenton氧化技術(shù)以及紫外濕式催化氧化技術(shù)、物理吸附以及絮凝沉淀等耦 合作用機(jī)理，協(xié)同產(chǎn)生更強(qiáng)的強(qiáng)氧化離子、基團(tuán)將污水中的長鏈、環(huán)狀大分子有效地降解為小分子。其中微電解單元中的填料可產(chǎn)生0.9-1.7V電位差，可以使污水中的電解質(zhì)形成無數(shù)原電池，能產(chǎn)生離子將污水中的不飽和基團(tuán)雙鍵打開、環(huán)狀長鏈有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，并且溶解在污水的的吸附材料也能對(duì)污水進(jìn)行物理吸附，降解滲濾液的COD，降低色度。
污水進(jìn)入紫外光催化氧化單元，添加的氧化劑與微電解單元產(chǎn)生的離子共同作用下形成Fenton氧化，產(chǎn)生的自由基在氧氣存在下生成有機(jī)過氧化物，而氧化劑作用下生成的離子也能跟自由基形成絮凝劑，進(jìn)一步地降低污水色度。而添加的催化劑既可促進(jìn)Fenton反應(yīng)的速率，也可作為紫外光的催化劑使氧化劑產(chǎn)生強(qiáng)氧化的自由基。催化劑使Fenton氧化和紫外催化氧化耦合作用加速，徹底、高效地降解有機(jī)物。有效地解決膜后濃縮液以及老齡化滲濾液等污水中有機(jī)物濃度高、難降解成分高、可生化性差的問題。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種微電解-紫外光催化氧化污水處理裝置的主視示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
如圖1所示，為本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例，一種微電解-紫外光催化氧化污水處理裝置，包括微電解單元1以及紫外光催化氧化單元2，微電解單元1與紫外光催化氧化單元2一體式結(jié)構(gòu)，兩者的內(nèi)部空間通過隔板30隔絕。微電解單元1內(nèi)填充有在酸性條件下產(chǎn)生亞鐵離子且能對(duì)污水進(jìn)行物理吸附的材料，在實(shí)際應(yīng)用中，該材料優(yōu)選鐵碳合金球材料11，紫外光催化氧化單元2內(nèi) 安裝有若干個(gè)紫外光發(fā)射器21。
具體地，微電解單元1外接有輸入管道12、輸出管道13以及進(jìn)氣管道14；紫外光催化氧化單元2亦外接有輸入管道22、輸出管道23以及進(jìn)氣管道24。微電解單元1內(nèi)部設(shè)置有液位計(jì)15以及酸度計(jì)16，紫外光催化氧化單元2內(nèi)部亦設(shè)置有液位計(jì)25以及酸度計(jì)26。
微電解單元1的輸入管道12上接入有第一加藥裝置17以及第一回流管18，第一回流管18上安裝有第一閥門10；紫外光催化氧化單元2的輸入管道22上接入有第二加藥裝置27以及第二回流管28，第二回流管28上安裝有第二閥門20。微電解單元1的輸出管道12與一個(gè)三通閥3的第一入口31連通，紫外光催化氧化單元2的輸出管道23與三通閥3的第二入口32連通，三通閥3的出口33通過出液管道4與一個(gè)出液閥5連通；出液管道4上安裝上有一個(gè)泵7作為輸送裝置，第一閥門10以及第二閥門20共同與一回流管道6的輸出端連接，回流管道6的輸入端與泵7以及出液閥5之間的出液管道4連通。
具體地，第一加藥裝置17通過第一伸入管19與微電解單元1的輸入管道12相連通，并且第一伸入管19伸入微電解單元1的輸入管道12內(nèi)。第二加藥裝置27通過第二伸入管29與紫外光催化氧化單元2的輸入管道22相連通，并且第二伸入管29伸入紫外光催化氧化單元2的輸入管道22內(nèi)。由于第一伸入管19以及第二伸入管29設(shè)計(jì)為伸入式管道結(jié)構(gòu)，可以使加的藥劑和滲濾液在輸入管道12內(nèi)通過湍流作用得到很好的混合均勻，再流入到微電解單元1中。在實(shí)際應(yīng)用中，上述第一伸入管19、第二伸入管29可以是彎管結(jié)構(gòu)，也能是直管結(jié)構(gòu)，于本實(shí)施例中優(yōu)選為呈L形的彎管結(jié)構(gòu)。
采用本實(shí)施例處理污水的過程如下：
滲濾液濃水(污水)通過輸入管道12輸送到微電解單元1，往第一加藥裝置17的加藥口添加濃硫酸，微電解單元1中的酸度計(jì)16實(shí)時(shí)測量PH，液位計(jì)15實(shí)時(shí)監(jiān)控液位高度，底部進(jìn)氣管道14向裝置內(nèi)輸送氧的同時(shí)實(shí)現(xiàn)攪拌作用，鐵碳合金球材料11在酸性條件下可產(chǎn)生0.9-1.7V電位差，可以使污水中的電解 質(zhì)形成無數(shù)原電池，能產(chǎn)生離子將污水中的不飽和基團(tuán)雙鍵打開、環(huán)狀長鏈有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，并且溶解在污水的的吸附材料也能對(duì)污水進(jìn)行物理吸附，降解滲濾液的COD，降低色度。同時(shí)還生成Fe2+離子。
關(guān)閉三通閥3的第一入口31以及出液閥5、第二閥門20，使微電解單元1中的液體可以從底部的輸入管道12回流至第一回流管18，并進(jìn)入微電解單元1，實(shí)現(xiàn)微電解單元1的循環(huán)反應(yīng)以及混合。
微電解反應(yīng)完畢后，關(guān)閉第一閥門10，打開第二閥門20，通過泵7輸送至紫外光催化氧化單元2，此時(shí)通過第二加藥裝27先加入濃硫酸，PH計(jì)26實(shí)時(shí)測量PH，液位計(jì)25控制液位，待微電解單元1的液體均打入完畢時(shí)，關(guān)閉三通閥3的第一入口31，打開第二入口32，使溶液可以通過紫外光催化氧化單元2底部的輸出管道23回流至第二回流管28并進(jìn)入紫外光催化氧化單元2內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)紫外光催化氧化單元2自身的循環(huán)反應(yīng)以及混合。
待PH達(dá)到設(shè)定值后，依次加入雙氧水、五水硫酸銅，同時(shí)打開紫外光發(fā)射器21，溶液則在fenton反應(yīng)與紫外光催化氧化反應(yīng)的協(xié)同作用下進(jìn)一步降解有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)滲濾液的深度處理。
待溶液反應(yīng)完成后，若需要再次處理，可以關(guān)閉第二閥門20，打開第一閥門10，再輸送至微電解單元1繼續(xù)反應(yīng)；若處理已完成，則可以關(guān)閉第二閥門20，打開出液閥5，排出液體。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。