本发明专利技术涉及有机废水处理领域，公开了一种有机废水无焰燃烧及湿法氧化处理装置与工艺。处理装置包括供氧装置、负氧分子离子自由基产生装置和燃烧及氧化反应装置；所述燃烧及氧化反应装置包括无焰燃烧塔和湿法氧化槽；所述无焰燃烧塔上部设有有机废水连接口，中部设有废油连接口，下部设有载有负氧分子离子自由基的氧气连接口；所述供氧装置通过输送管道与所述负氧分子离子自由基发生装置相连，所述负氧分子离子自由基产生装置通过输送管道与所述燃烧及氧化反应装置相连。本发明专利技术运营成本低，工场和装置小型化、工艺简单且处理废水COD范围广。
【技术实现步骤摘要】
有机废水无焰燃烧及湿法氧化处理装置与工艺
本专利技术涉及有机废水处理领域，具体涉及一种有机废水无焰燃烧及湿法氧化处理装置与工艺。
技术介绍
人类的工业活动会产生大量的有机废水。为了治理这些混合了水溶性、水乳性或水悬性的有机物的废水，我国的企业和工厂采用的主要工艺方法是用曝气工序去除废水中的挥发性有机质，用生物发酵工序去除废水中的高浓度有机质，用化学氧化工序去除废水中的低浓度有机质。整个治理流程，工场占地大，工序步骤多，原料成本高。中国是个幅员辽阔的工业大国，对于低纬度的企业工厂，它们没有自然条件进行曝气法治理有机废水，因为那里一年中有长达4-6个月的高温季节，这样做会给空气造成腐臭味污染；对于高纬度的企业工厂，它们没有自然条件进行生物发酵法治理高浓度的有机废水，因为那里一年中有长达4-6个月的寒冷季节，生化处理工场难以维护所需的发酵温度；如果是用化学试剂氧化法治理低浓度的有机废水，因为氧化剂和催化剂的消耗会使得运行费用极其高昂。送往集约处理工场的有机废水，由于来源地的不同，它们的有机物浓度(COD值)的大小会有很宽广的范围，废水中的有机物的降解难易程度也会有很宽广的范围。迄今为止已有许多设计精细而适用范围较小的COD去除技术被开发出来。而对于范围较大的COD去除方法虽然有如被专利授权号为CN104030421B的专利公布出来，但是此方法采用类芬顿试剂生成水相氢氧根自由基，需要大量的化学试剂，成本较高，且在反应之前还需计算其质量比，程序较为麻烦。目前由冷固体界面发射电子而生成自由基的技术方案都不能用于有机废水的氧化处理。比如在常见的压电陶瓷点火器中，使用的是冷固体界面的场致发射电子的激发技术。由于该过程只能产生700-800伏的电压，为了能够提供足够的电场强度以克服金属电极表面的功函数势垒而场致发射电子，用以施加电压的两个金属点之间的空气气隙是极其狭小的。两金属点之间是没有可能通过结构位移和间隙放大来扩大氧化反应自由基的活动区域的。它们的间隙之外的空间里所需的氧化反应自由基是必须依赖间隙内的燃烧反应生成的高温条件来激发出新自由基并且还能往外扩散才能实现的。镍-63同位素金属薄膜是一种不消耗电能就能发射电子的冷固体界面。该薄膜所发射的高能电子在摆脱金属表面的功函数的束缚进入空气之后，还能够具有17keV的平均动能和6.3mg/c㎡的平均射程。自由射程结束后，失去动能的自由电子依附在氧分子上，使得氧分子从弱活性的双自由基态变成了高活性的单自由基态。所得物种为负氧分子离子自由基：e·-+·O≡O·→O＝O-·。由镍-63同位素金属薄膜生成的负氧分子离子自由基胜过压电陶瓷点火器生成的负氧分子离子自由基的特点是：前者的自由基物种可以穿过管壁附近的气体层流区而进入具有径向机械迁移力的涡流区。由于镍-63是一种非常纯净的β-辐射源，不会辐射出对人体有害的α和γ电离辐射，所以各国政府对于镍-63放射源都是实行豁免管理的。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的生物发酵法不能处理宽COD范围的有机废水，化学试剂氧化法存在的自由基与管道内壁碰撞淬灭而不能大通量输运和自由基本身相互碰撞淬灭而不能长时间存活的问题，提供一种有机废水处理装置与工艺，该装置利用一种带电荷的自由基来维持燃烧反应的进行，由此可以通过磁场对电荷的约束作用来解决自由基与管道壁面碰撞淬灭而不能大通量输运的问题，通过同种电荷相互排斥的作用来解决自由基本身相互碰撞淬灭而不能长时间存活的问题。这种带电荷的自由基可以分布在燃烧塔内的每一处空间，而不是像常规的燃烧反应自由基那样仅仅存活在火焰区中，所以这种带电荷的自由基可以实现无焰燃烧。由这种装置发展出的有机废水处理工艺具有运营成本低，工场和装置可以极度小型化且工艺简单的特点。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种有机废水无焰燃烧及湿法氧化处理装置，包括供氧装置、负氧分子离子自由基产生装置和燃烧及氧化反应装置；所述燃烧及氧化反应装置包括无焰燃烧塔和湿法氧化槽；所述无焰燃烧塔上部设有有机废水连接口，中部设有废油连接口，下部设有载有负氧分子离子自由基的氧气连接口；所述负氧分子离子自由基发生装置通过上游第一输送管道与所述供氧装置相连，通过下游第二输送管道与所述燃烧及氧化反应装置相连。优选地，所述负氧分子离子自由基产生装置包括负氧分子离子自由基发生器和螺管线圈。优选地，所述螺管线圈绕在负氧分子离子自由基发生器的外壁，所述螺管线圈通有直流电。优选地，所述负氧分子离子自由基发生器的内壁为多级串联的球-颈型结构，外壁呈直管结构。优选地，所述多级串联的球-颈型结构内部衬有镍-63金属薄膜。优选地，所述镍-63金属薄膜接有接地线，所述接地线另一端与地面相连。优选地，所述有机废水连接口处、载有负氧分子离子自由基的氧气连接口处和废油连接口处分别设有有机废水雾化喷头、纯氧气流喷头和废油雾化喷头。优选地，所述有机废水雾化喷头和废油雾化喷头前的输送管道为球-颈型结构。优选地，所述无焰燃烧塔顶部接有轴流压缩机，所述轴流压缩机另一端通过第三输送管道与湿法氧化槽相连。优选地，所述无焰燃烧塔底部出口处接有排水检测储槽。优选地，所述排水检测储槽有两个出口，第一出水口与所述湿法氧化槽相连，第二出水口作为合规合格排放口。本专利技术第二方面提供一种有机废水无焰燃烧和湿法氧化处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)有机废水和废油通过雾化喷头注入无焰燃烧塔；(2)氧气在负氧分子离子自由基发生器中与低能电子结合成负氧分子离子自由基，注入到无焰燃烧塔；(3)所述有机废水、废油和载有负氧分子离子自由基的氧气在无焰燃烧塔内发生无焰燃烧反应；(4)上述无焰燃烧反应产生的富氧燃气输送到湿法氧化反应槽内；(5)上述无焰燃烧反应产生的贫COD液体降落到塔底，通过排水检测系统检验，检验合格的液体排放到自然界中，检验不合格的液体通过输送管道输送到湿法氧化反应槽内，与上述的含有负氧分子离子自由基的富氧燃气发生湿法氧化反应。优选地，所述湿法氧化反应槽内的待处理有机废水的来源包括无焰燃烧塔底出口排出的尚未达标的低浓度有机废水，其它工业园区集约化运过来的低浓度有机废水，或者其它生物发酵法有机废水处理工场集约化运过来的贫BOD有机废水。通过上述技术方案，可以产生下列有益效果：1、负氧分子离子自由基发生器的管内壁被加工成多级串联的球-颈型结构，可以高效地诱导流经的气态流体形成脱壁涡流，将注入的负氧分子离子自由基的一部分从管壁附近区域输运到管芯附近区域，从而降低其与器壁碰撞的销毁速率。2、连接在负氧分子离子自由基发生器内壁上的接地导线能够高效地将伴随着β-高能电子的发射而在内壁上持续生成的正电荷释放至大地，弱化或者消除管内壁正电荷对负氧分子离子自由基的静电场束缚作用和湮灭作用。3、无焰燃烧塔内的有机废水的雾化喷头和废油的雾化喷头通过各自的多级串联的球-颈型管与各自的输送管道相连，可以高效地预防喷头的颤震。4、本专利技术将有机废水、废油、载有负氧分子离子自由基的氧气通过雾化后加入到反应器中，增加了反应物之间的接触面积，加快反应的进行。5、纯氧气流而不是空气流先经过加压，然后进行自由基注入，是为了提高氧化反应塔中氧化剂在气相中的摩尔分数和在液相中的亨利浓度，从而可以提高热力学氧化效率，提高本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种有机废水无焰燃烧及湿法氧化处理装置，其特征在于：包括供氧装置、负氧分子离子自由基产生装置和燃烧及氧化反应装置；所述燃烧及氧化反应装置包括无焰燃烧塔和湿法氧化槽；所述无焰燃烧塔上部设有有机废水连接口，中部设有废油连接口，下部设有载有负氧分子离子自由基的氧气连接口；所述负氧分子离子自由基发生装置通过上游第一输送管道与所述供氧装置相连，通过下游第二输送管道与所述燃烧及氧化反应装置相连。
【技术特征摘要】
1.一种有机废水无焰燃烧及湿法氧化处理装置，其特征在于：包括供氧装置、负氧分子离子自由基产生装置和燃烧及氧化反应装置；所述燃烧及氧化反应装置包括无焰燃烧塔和湿法氧化槽；所述无焰燃烧塔上部设有有机废水连接口，中部设有废油连接口，下部设有载有负氧分子离子自由基的氧气连接口；所述负氧分子离子自由基发生装置通过上游第一输送管道与所述供氧装置相连，通过下游第二输送管道与所述燃烧及氧化反应装置相连。2.根据权利要求1所述的有机废水无焰燃烧及湿法氧化处理装置，其特征在于，所述负氧分子离子自由基产生装置包括负氧分子离子自由基发生器和螺管线圈，所述螺管线圈绕在负氧分子离子自由基发生器的外壁，所述螺管线圈通有直流电。3.根据权利要求2所述的有机废水无焰燃烧及湿法氧化处理装置，其特征在于，所述负氧分子离子自由基发生器的内壁为多级串联的球-颈型结构，外壁呈直管结构，所述多级串联的球-颈型结构内部衬有镍-63金属薄膜。4.根据权利要求3所述的有机废水无焰燃烧及湿法氧化处理装置，其特征在于，所述镍-63金属薄膜接有接地线，所述接地线另一端与地面相连。5.根据权利要求1所述的有机废水无焰燃烧及湿法氧化处理装置，其特征在于，所述有机废水连接口处、载有负氧分子离子自由基的氧气连接口处和废油连接口处分别设有有机废水雾化喷头、纯氧气流喷头和废油雾化喷头。6.根据权利要求5所述的有机废水无焰燃烧及湿法氧化处理装置，其特征在于，所述有机废水雾化喷头和废油雾化喷头...
【专利技术属性】
技术研发人员：周勤夫，周丽华，单建军，应盛荣，徐国群，方晓汾，王笑笑，雷望，宋颖，
申请(专利权)人：衢州市求是科技联合会，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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