本實(shí)用新型屬于高濃度難降解有機(jī)廢水處理領(lǐng)域，特別涉及一種使用紫外線—超聲波—雙氧水—臭氧微氣泡聯(lián)合處理滲濾液的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

垃圾滲濾液是垃圾存放或消化過(guò)程產(chǎn)生的屬于一種高濃度有機(jī)廢水，呈惡臭味的，具有很強(qiáng)污染性的有機(jī)廢水。由于其含有的污染物具有濃度高、成分復(fù)雜、可生化性差等特點(diǎn)，目前尚無(wú)十分完善的適合滲濾液的處理工藝。

高級(jí)氧化技術(shù)是以羥基自由基（·OH）作為氧化劑，使大多數(shù)難降解的有機(jī)污染物氧化降解為低毒或無(wú)毒的有機(jī)小分子的一種新型氧化技術(shù)，其中以臭氧（O₃）氧化法、雙氧水（H₂O₂）氧化法等方法在水處理領(lǐng)域研究最為廣泛。近年來(lái)，一種在光的作用下，有機(jī)物分子吸收光能，被激發(fā)到高能態(tài)，然后和電子激發(fā)態(tài)分子進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的機(jī)制被應(yīng)用到高級(jí)氧化方法，陸續(xù)出現(xiàn)了紫外線（UV）/O₃，UV/H₂O₂ UV/O₃/H₂O₂等系統(tǒng)。以上系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了促進(jìn)·OH生產(chǎn)，強(qiáng)化了氧化有機(jī)物的能力，可以達(dá)到完全降解有機(jī)物的目的。不過(guò)，以上系統(tǒng)仍然面臨著能耗高，處理效果差，處理系統(tǒng)不能長(zhǎng)時(shí)間可靠運(yùn)行等諸多問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種多化學(xué)機(jī)制耦合處理高濃度難降解有機(jī)廢水的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有高效攪拌，余熱利用，紫外線燈催化氧化還原反應(yīng)，超聲清洗，微氣泡增加O₃與有機(jī)廢水的接觸面積及時(shí)間等特點(diǎn)。本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制，為高濃度有機(jī)廢水處理提供了一種高效、節(jié)能的處理方法。

本實(shí)用新型技術(shù)方案的原理為：

當(dāng)一定頻率的超聲波作用于水中，在超聲空化作用下，形成瞬間高壓高溫，并產(chǎn)生大量具有強(qiáng)氧化性的·OH；同時(shí)，其清洗作用，增加了紫外線的面積與強(qiáng)度；其與O₃有機(jī)組合產(chǎn)生了更多的自由基，增強(qiáng)了O₃的氧化性；

紫外線對(duì)臭氧和雙氧水的催化作用原理是通過(guò)三者的聯(lián)合做用產(chǎn)生大量的具有強(qiáng)氧化性的·OH，反映方程如下其中hλ代表紫外線光能：

本實(shí)用新型為一種多化學(xué)機(jī)制耦合處理高濃度有機(jī)廢水的系統(tǒng)，主要包括氧氣分離器、臭氧發(fā)生器和1個(gè)以上的反應(yīng)處理單元。

反應(yīng)處理單元包括：反應(yīng)器、微氣泡發(fā)生器、反作用力攪拌裝置和尾氣處理裝置；反應(yīng)器中設(shè)置有紫外線燈管，用來(lái)催化反應(yīng)器中的氧化還原反應(yīng)；反應(yīng)器中還設(shè)置有超聲波清洗器，用來(lái)去除粘在紫外線燈管上的污物；反作用力攪拌裝置安裝于反應(yīng)器的底部，反作用力攪拌裝置的上游側(cè)與微氣泡發(fā)生器相連，下游側(cè)通入反應(yīng)器中；所述的氧氣分離器與臭氧發(fā)生器相連；臭氧發(fā)生器與反應(yīng)處理單元相連。在臭氧發(fā)生器上盤(pán)旋有散熱管。在尾氣處理裝置下游裝有防止反流的單向閥。在反應(yīng)處理單元上游設(shè)置有加壓泵。

所述的反作用力攪拌裝置設(shè)置有反作用力攪拌槳，利用液體的反作用力來(lái)推動(dòng)反作用力攪拌槳旋轉(zhuǎn)進(jìn)行攪拌，使反應(yīng)器里面的液體均勻反應(yīng)。

所述的紫外線燈管為三根，設(shè)置在反應(yīng)器的頂部，每個(gè)紫外線燈管上裝有玻璃保護(hù)套，所述的紫外線燈管均勻分布在半徑為反應(yīng)器半徑的1/2的同心圓上。

所述的反應(yīng)器是封閉的，使反應(yīng)器能夠保持一定的壓力，增加臭氧的溶解量。

所述的臭氧發(fā)生器通過(guò)管道通向反應(yīng)處理單元的微氣泡發(fā)生器，所述的管道上設(shè)置有流量控制閥；當(dāng)系統(tǒng)處理后的廢水沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，會(huì)通過(guò)控制器自動(dòng)調(diào)節(jié)流量控制閥增加通入臭氧的量。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述的系統(tǒng)由2個(gè)以上的反應(yīng)處理單元通過(guò)管道串聯(lián)而成。更進(jìn)一步的，所述的系統(tǒng)由3個(gè)反應(yīng)處理單元通過(guò)管道串聯(lián)而成。所述的尾氣處理裝置的上游側(cè)與反應(yīng)器相連，下游側(cè)通入下一級(jí)反應(yīng)處理單元中的微氣泡發(fā)生器。

本實(shí)用新型還涉及一種多化學(xué)機(jī)制耦合處理高濃度有機(jī)廢水的方法，利用雙氧水，紫外線，臭氧微氣泡對(duì)高濃度有機(jī)廢水進(jìn)行聯(lián)合催化氧化，其特征在于：高濃度有機(jī)廢水和H₂O₂通過(guò)混合形成混合物，混合物通過(guò)臭氧發(fā)生器上的盤(pán)旋管道，在冷卻臭氧發(fā)生器的同時(shí)對(duì)混合物自身進(jìn)行加熱，而后進(jìn)入反應(yīng)處理單元進(jìn)行處理，主要包括：（1）混合物進(jìn)入微氣泡發(fā)生器；從氧氣分離器泵出的氧氣經(jīng)過(guò)臭氧發(fā)生器后形成臭氧，臭氧通入到微氣泡發(fā)生器中，使臭氧在混合物中形成微氣泡，并有一部分臭氧溶解在混合物中；（2）從微氣泡發(fā)生器中出來(lái)的混合物進(jìn)入反應(yīng)器中；反應(yīng)器中設(shè)置有紫外線燈管，用來(lái)催化反應(yīng)器中的氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)器中設(shè)置有超聲波清洗器，用來(lái)去除粘在紫外線燈管上的污物；（3）反應(yīng)器中流出的廢氣經(jīng)過(guò)設(shè)置在反應(yīng)器下游側(cè)的尾氣處理裝置處理；（4）從反應(yīng)器流出的混合物從該反應(yīng)處理單元的出口流出。

所述的混合物要流經(jīng)1個(gè)以上的反應(yīng)處理單元，再流經(jīng)檢測(cè)裝置后獲得處理后的廢水。

所述的混合物要流經(jīng)2-5個(gè)反應(yīng)處理單元；所述的臭氧發(fā)生器通過(guò)管道分別通向各反應(yīng)處理單元的微氣泡發(fā)生器，所述的管道上分別設(shè)置有流量控制閥，流量控制閥用來(lái)控制流入各反應(yīng)處理單元中的臭氧的量，當(dāng)處理后的廢水沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，會(huì)通過(guò)控制器自動(dòng)調(diào)節(jié)流量控制閥增加通入臭氧的量。在本實(shí)用新型的一種優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述的混合物要流經(jīng)3個(gè)反應(yīng)處理單元。

在所述的尾氣處理裝置下游裝有防止反流的單向閥，其作用是防止氣體的反向流動(dòng)。在所述反應(yīng)器的底部裝有反作用力攪拌裝置，反作用力攪拌裝置設(shè)置有反作用力攪拌槳；混合物經(jīng)過(guò)反作用力攪拌裝置流入反應(yīng)器中，利用液體的反作用力來(lái)推動(dòng)反作用力攪拌槳旋轉(zhuǎn)進(jìn)行攪拌，使反應(yīng)器里面的液體均勻反應(yīng)。在臭氧發(fā)生器上盤(pán)旋有散熱管，其作用是利用臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的熱對(duì)高濃度有機(jī)廢水進(jìn)行加熱，同時(shí)為臭氧發(fā)生器降溫。設(shè)置在所述反應(yīng)器中的紫外線燈管為三根，在每個(gè)紫外線燈管上裝有一個(gè)玻璃保護(hù)套，紫外線燈管均勻分布在半徑為反應(yīng)器半徑的1/2的同心圓上。所述的反應(yīng)器是封閉的，使反應(yīng)器能夠保持一定的壓力，增加臭氧的溶解量。

當(dāng)所述的混合物要流經(jīng)2個(gè)以上的反應(yīng)處理單元時(shí)，反應(yīng)器中流出的廢氣經(jīng)過(guò)所述的尾氣處理裝置部分凈化，留下廢氣中剩余的臭氧并通入下一級(jí)反應(yīng)處理單元中的微氣泡發(fā)生器，使得臭氧能夠充分利用；最后一級(jí)反應(yīng)處理單元中的尾氣處理裝置作用是對(duì)從該反應(yīng)器中流出的廢氣進(jìn)行全部?jī)艋?，去除廢氣中包括臭氧在內(nèi)的對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)。

本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

（1）高濃度有機(jī)廢水雙氧水混合物經(jīng)過(guò)盤(pán)旋在臭氧發(fā)生器上的散熱管進(jìn)行加熱，在增加混合物的反應(yīng)速度的同時(shí)，也為臭氧發(fā)生器進(jìn)行進(jìn)了降溫，有效的減少了能源的浪費(fèi)。

（2）在反應(yīng)器中裝有反作用力攪拌裝置，使得反應(yīng)器中的混合物能夠均勻得到紫外線燈的輻射并反應(yīng)。同時(shí)該反作用力攪拌裝置采用流入反應(yīng)器中的液體的反作用推動(dòng)，不需要額外輸入能量，達(dá)到節(jié)能的目的。

（3）在反應(yīng)器中裝有3根紫外線燈管，并且其安裝位置在反應(yīng)器半徑的1/2處，使得紫外光能夠得到充分利用。

（4）在反應(yīng)器中裝有超聲波清洗器，超聲波清洗器定時(shí)開(kāi)啟能夠防止高濃度有機(jī)廢水在紫外線燈管上結(jié)垢，而影響紫外線的催化。

（5）在反應(yīng)器的廢氣出口有廢氣處理裝置，能夠?qū)Ξa(chǎn)生的廢氣進(jìn)行凈化，使O₃得到充分利用。最后一個(gè)廢氣處理裝置能夠去除多余的O₃和廢氣，避免污染環(huán)境。

（6）反應(yīng)器是封閉的，能夠增加O₃的溶解量而加強(qiáng)反應(yīng)。

（7）高濃度有機(jī)廢水要流經(jīng)多個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)處理單元，再流經(jīng)檢測(cè)裝置后獲得處理后的廢水，經(jīng)過(guò)逐級(jí)處理可以使廢水達(dá)到理想的處理效果。

（8）在最后一個(gè)反應(yīng)處理單元的出口有檢測(cè)裝置，能夠檢測(cè)出水口是否合格，當(dāng)出水口不合格時(shí)能夠通過(guò)減少泵的流量，增加反應(yīng)時(shí)間；同時(shí)，根據(jù)檢測(cè)裝置檢測(cè)到的信號(hào)控制流量調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)流入反應(yīng)器O₃的量，直到出水口的出水達(dá)到合格，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型一種優(yōu)選的三個(gè)反應(yīng)處理單元串聯(lián)的系統(tǒng)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的反作用力攪拌槳的一種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施方式：

圖1為本實(shí)用新型一種優(yōu)選的三個(gè)反應(yīng)處理單元串聯(lián)的系統(tǒng)示意圖，如圖1所示，該系統(tǒng)主要包括氧氣分離器4、臭氧發(fā)生器5和三個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)處理單元，分別為一級(jí)反應(yīng)處理單元16、二級(jí)反應(yīng)處理單元17和三級(jí)反應(yīng)處理單元18。氧氣分離器4與臭氧發(fā)生器5相連；臭氧發(fā)生器5與一級(jí)反應(yīng)處理單元16相連；在三個(gè)反應(yīng)處理單元的上游設(shè)置有加壓泵3、27和28。以一級(jí)反應(yīng)處理單元為例，反應(yīng)處理單元包括反應(yīng)器11、微氣泡發(fā)生器7、反作用力攪拌裝置8和尾氣處理裝置12，反作用力攪拌裝置8設(shè)置有如圖2所示結(jié)構(gòu)的反作用力攪拌槳，反應(yīng)器11中設(shè)置有紫外線燈管10和超聲波清洗器9。在尾氣處理裝置12、20和24的下游分別裝有防止氣體反流的單向閥13、21和23。臭氧發(fā)生器5通過(guò)管道分別通向各反應(yīng)處理單元的微氣泡發(fā)生器7、14和19，在管道上分別設(shè)置有流量控制閥6、15和22，用來(lái)控制流入各反應(yīng)處理單元中的臭氧的量。在系統(tǒng)的出口26處設(shè)置有檢測(cè)裝置25。

在采用本實(shí)用新型的處理方法工作時(shí)，廢水箱1中的高濃度有機(jī)廢水和雙氧水罐2中的H₂O₂通過(guò)加壓泵3進(jìn)行混合。混合物通過(guò)臭氧發(fā)生器5上的盤(pán)旋管道，冷卻臭氧發(fā)生器5的同時(shí)對(duì)其混合物自身進(jìn)行加熱，而后通入一級(jí)反應(yīng)處理單元16中的微氣泡發(fā)生器7。從氧氣分離器4泵出的氧氣經(jīng)過(guò)臭氧發(fā)生器5后形成O₃，O₃經(jīng)過(guò)流量控制閥6后通入到微氣泡發(fā)生器7中，使O₃在混合物（高濃度有機(jī)廢水—H₂O₂）中形成微氣泡，并有一部分O₃溶解在混合物中。從微氣泡發(fā)生器7中出來(lái)的混合物通過(guò)反作用力攪拌裝置8流入反應(yīng)器11中，利用液體的反作用力來(lái)推動(dòng)反作用力攪拌槳旋轉(zhuǎn)進(jìn)行攪拌，使反應(yīng)器11里的液體均勻反應(yīng)。反應(yīng)器11在二分之一半徑的圓上均勻分布三根紫外線燈管10，催化反應(yīng)器11中的氧化還原反應(yīng)。反應(yīng)器11中裝有超聲波清洗器9，超聲波清洗器9定時(shí)開(kāi)啟，去除粘在紫外線燈管10上的污物。反應(yīng)器11中流出的廢氣經(jīng)過(guò)尾氣處理裝置12部分凈化，對(duì)其中未反應(yīng)的O₃進(jìn)行回收利用，留下廢氣中剩余的臭氧并通入下二級(jí)反應(yīng)處理單元17中的微氣泡發(fā)生器14，使得臭氧能夠充分利用。同理，廢水還依次通過(guò)二級(jí)和三級(jí)反應(yīng)處理單元17和18。最后，處理后的廢水經(jīng)過(guò)檢測(cè)裝置25后從出口26流出。當(dāng)檢測(cè)裝置25檢測(cè)到處理后的廢水沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，會(huì)通過(guò)控制器自動(dòng)調(diào)節(jié)流量控制閥6、15和22，增加通入臭氧的量。三級(jí)反應(yīng)處理單元18中的尾氣處理裝置24對(duì)從該反應(yīng)器中流出的廢氣進(jìn)行全部?jī)艋?，去除廢氣中包括臭氧在內(nèi)的有害物質(zhì)。

下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明使用本實(shí)用新型中的系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的顯著效果。

實(shí)施例

垃圾滲濾液中的生化需氧量、溶解性有機(jī)物和氨氮含量分別為3000～5000mg/L、6000～10000mg/L和500～1000mg/L。廢水箱中的垃圾滲濾液和雙氧水罐中的雙氧水通過(guò)加壓泵進(jìn)行混合?；旌衔锿ㄟ^(guò)臭氧發(fā)生器上的盤(pán)旋管道，冷卻臭氧發(fā)生器的同時(shí)對(duì)其自身進(jìn)行加熱，而后依次通過(guò)三個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)處理單元進(jìn)行處理。一級(jí)反應(yīng)處理單元反應(yīng)結(jié)束后，生化需氧量、溶解性有機(jī)物和氨氮含量分別為5000～8000 mg/L、5000～6000 mg/L和200～500 mg/L。二級(jí)反應(yīng)處理單元反應(yīng)結(jié)束后，生化需氧量、溶解性有機(jī)物和氨氮含量分別為8000～10000 mg/L、4000～5000 mg/L和150～200 mg/L。最后，經(jīng)過(guò)三級(jí)反應(yīng)處理單元處理后的廢水經(jīng)過(guò)檢測(cè)裝置后從出口流出，出水中的生化需氧量、溶解性有機(jī)物和氨氮含量分別為10000～12000 mg/L、3500～4000 mg/L和100～150 mg/L。垃圾滲濾液在系統(tǒng)中的總停留時(shí)間為3-8h。

上面對(duì)本實(shí)用新型所提供的一種多化學(xué)機(jī)制耦合處理垃圾滲濾液系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)描述，雖然已表示和描述了本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求及其等同物限定其范圍的本實(shí)用新型的原理和精神的情況下，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行修改和完善，這些修改和完善也應(yīng)在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。