本发明专利技术公开了一种微波催化氧化设备，主要包括混合水箱、微波反应器、水冷却装置、循环系统、自动控制系统，混合水箱上部设有溢流阀、进水口、加药罐，内设有水位计和曝气管；微波反应器由外壳包围，在其内设有外丝、磁控管、变压器、盘管，与冷却系统连接；循环系统设有连接混合水箱与微波反应器的正向连接管道和返回连接管道，连接管道与微波反应器的盘管下端连接；返回连接管道上设有出水口和循环水管，循环水管连通于混合水箱；微波反应器和水冷却装置与自动控制系统相连。本发明专利技术用于处理垃圾渗滤液，其微波利用效率高、磁控管使用寿命长、渗滤液处理效果好、能自动控制。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种微波催化氧化设备，主要包括混合水箱、微波反应器、水冷却装置、循环系统、自动控制系统，混合水箱上部设有溢流阀、进水口、加药罐，内设有水位计和曝气管；微波反应器由外壳包围，在其内设有外丝、磁控管、变压器、盘管，与冷却系统连接；循环系统设有连接混合水箱与微波反应器的正向连接管道和返回连接管道，连接管道与微波反应器的盘管下端连接；返回连接管道上设有出水口和循环水管，循环水管连通于混合水箱；微波反应器和水冷却装置与自动控制系统相连。本专利技术用于处理垃圾渗滤液，其微波利用效率高、磁控管使用寿命长、渗滤液处理效果好、能自动控制。【专利说明】一种用于处理垃圾渗滤液的微波催化氧化设备
本专利技术涉及环保领域，具体涉及污水处理领域，更具体地说，涉及一种垃圾渗滤液的微波催化氧化设备及处理方法。
技术介绍
垃圾渗滤液是指来源于垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分，扣除垃圾、覆土层的饱和持水量，并经历垃圾层和覆土层而形成的一种废水。垃圾渗滤液的组分复杂，水质水量变化大、氨氮含量高、有机污染物含量高，不仅含有大量难于生物降解的有机污染物，还含有各类重金属，是一种成分复杂的高浓度有机废水，对环境构成很大的威胁。随着《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)的实施，对C0D、氨氮、重金属提出了更高要求，如何妥善处理垃圾渗滤液已成为当前水处理领域的重要课题。由于垃圾渗滤液的可生化性差，采用单一生化处理很难奏效，必须采用物化处理技术或物化处理与生化处理结合技术，其中具有典型性的是“高压膜分离”工艺技术和“物化+生化+膜分离”工艺技术。前者可以有效地分离水与污染物，但由于膜分离处理不能降解、消除污染物，相应地会产生大量更难处理、处置的浓缩污水；后者的生化处理过程可以有效地降解、消除污染物，膜分离处理过程可以有效地分离去除不可生化降解的残余污染物，但也会产生浓缩水。迄今为止，大量垃圾渗滤液处理方法均达不到高效低耗的水平。微波(microwave,MW)因具有快速高效加热、热源与介质不直接接触、选择性加热、易于控制、无废物生成等优点被用于与催化剂、氧化剂结合，实现污染物的降解和矿化。微波诱导催化氧化反应的一般原理是:微波首先作用于催化剂或其载体使其迅速升温而产生活性点位，当污染物与其接触时就可被诱导发生催化反应。微波的设计和催化剂的选择是影响微波诱导催化氧化效率的两个关键因子。但传统的微波炉存在如下缺点:①功率密度比较低，无法实现场强要求较高的氧化实验，而且传统微波炉无法测定反应体系的温度，无法控制反应的具体状态；②传统微波炉的微波加热主要集中在炉腔的底部，而废水中有机物的微波催化氧化大多需要搅拌、回流和滴加系统，反应的中心一般在炉内的中部，因而对物料的加热不均匀，导致更多的副反应；③传统微波炉是间歇式加热，启动能耗大，且微波场分散，不能聚焦于催化剂活性位点，微波利用效率不高采用空冷方式，冷却效率低，导致磁控管使用寿命短。
技术实现思路
本专利技术为克服现有微波催化氧化技术中存在的微波加热不连续、启动能耗大、微波与催化活性位点难于有效结合、磁控管使用寿命短等缺点，提供一种微波利用效率高、磁控管使用寿命长、渗滤液处理效果好、能自动控制的用于处理垃圾渗滤液的微波催化氧化设备及利用该设备处理垃圾渗滤液的方法。本专利技术提供的技术方案是:一种微波催化氧化设备，主要包括混合水箱、微波反应器、冷却装直、循环系统、自动控制系统； 混合水箱上部设有溢流阀(2 )和进水口( 6 )、加药罐(7 )，混合水箱内设有曝气管(4)和水位计(5)； 微波反应器由外壳(19)包围，在其内设有外丝(11)、磁控管(16)、变压器(15)、盘管(18)，微波反应器与冷却装置(17)连接； 循环系统设有连接混合水箱与微波反应器的正向连接管道，其上设有循环水泵(8 )、电磁阀(9)、流量计(12)，所述连接管道与微波反应器的盘管(18)下端连接；循环系统设有连接微波反应器与混合水箱的返回连接管道，其与盘管(18)上端连接，其上设闸阀(10)，所述返回连接管道上设有出水口(1)和循环水管(3)，所述循环水管(3)连通于混合水箱；自动控制系统包括测温仪(13)、控制面板(14);微波反应器和冷却装置与自动控制系统相连，其中，所述冷却装置是水冷却装置。所述的微波催化氧化设备，由所述控制面板(14)预设温度和时间，并通过测温仪(13)测定水温，如达到设定温度和时间，废水由出水口(1)排出，否则仍由循环水管(3)返回混合水箱。所述的微波催化氧化设备，自动控制系统还包括附属紧急开关(20)，紧急情况下可开启附属紧急开关(20)，切断电源。本专利技术还提供所述的微波催化氧化设备处理废水的方法，其包括如下步骤: (1)将待处理废水、铁碳在混合水箱中充分混合曝气，并调节pH值到3.0-5.0，得到反应混合液； (2)将反应混合液通过循环水泵(8)进入微波反应器内的盘管(18)； (3)设定微波反应器温度和运行时间，开启自动运行系统； (4)运行过程中往混合水箱中分批添加H2O2溶液； (5)通过测温仪(13)测定水温，如达到设定温度和时间，经微波催化氧化处理后的废水由出水口(1)排出； (6)将经微波催化氧化处理后的水的pH值调节至8.0-9.0，静置15-30分钟，完成处理过程。上述的方法，所述废水是垃圾渗滤液。上述的方法，所述铁碳为20-40目，并且废水与铁碳按质量比为100-200:1。上述的的方法，设定微波反应器温度为70_80°C和运行时间15-30分钟。上述的方法，添加的H2O2溶液浓度为30%，并且添加量按垃圾渗滤液:H2O2溶液体积比计为100:1-3。本专利技术具有以下有益效果: 本专利技术采用盘管通水、磁控管水冷、自动控温等方式设计微波催化氧化设备，通过采用盘管通水和磁控管均匀分布的方式，减少单位截面水量，保证水体加热均匀情况下达到若干局部微波场强较高的要求，从而使微波多次聚焦于催化剂活性位点，提高微波利用效率；盘管通水也使废水与催化剂零死角充分混合接触，起到搅拌作用，加热更加均匀；磁控管采用水冷方式，冷却效率高，延长磁控管使用寿命，且能连续式加热，降低间歇式启动所引起的能耗损失；采用温度传感器自动控温，当温度超过80°C时自动切断磁控管加热系统，保持水循环系统的正常运行，从而继续进行高温环境下的氧化反应。利用该微波设备与铁碳组合形成微波催化氧化技术，一方面利用铁碳与微波、H2O2多相协同作用，使铁炭表面某些点位产生“打火”而形成活性中心，同时利用铁碳微电解阳极反应生成的Fe2+作为催化剂，与外源H2O2构成Fenton氧化体系，在微波辐照作用下促进.0H的形成，从而协同发挥微波的热效应、非热效应与(类)Fenton的催化氧化效应对垃圾渗滤液中高浓度有机物进行有效降解，同时利用铁碳吸附垃圾渗滤液中存在的重金属离子(如Cu2+、Ni2+)，补充可能流失的铁，从而维持(类)Fenton氧化体系的催化平衡。因此，采用本专利技术的技术方案，能极大提高微波利用效率和有机物的降解效率，处理时间大大缩短，操作简单，能够连续规模处理，易于工业化生产，无二次污染，适用于垃圾渗滤液的处理。【专利附图】【附图说明】本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微波催化氧化设备，主要包括混合水箱、微波反应器、冷却装置、循环系统、自动控制系统，其特征在于：混合水箱上部设有溢流阀（2）、进水口（6）、加药罐（7），混合水箱内设有曝气管（4）、水位计（5）；微波反应器由外壳（19）包围，在其内设有外丝（11）、磁控管（16）、变压器（15）、盘管（18），微波反应器与冷却装置（17）连接；循环系统设有连接混合水箱与微波反应器的正向连接管道，其上设有循环水泵（8）、电磁阀（9）、流量计（12），所述连接管道与微波反应器的盘管（18）下端连接；循环系统设有连接微波反应器与混合水箱返回连接管道，其与盘管（18）上端连接，其上设闸阀（10），所述返回连接管道上设有出水口(1)和循环水管（3），所述循环水管（3）连通于混合水箱；自动控制系统包括测温仪（13）、控制面板（14）；微波反应器和冷却装置与自动控制系统相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林亲铁，韩少杰，潘永刚，
申请(专利权)人：广东工业大学，广州环标园环保科技有限公司，广州机械设计研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44
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