一种臭氧陶瓷膜耦合氧化技术处理工业废水的系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及污水处理的技术领域，特别涉及一种臭氧陶瓷膜耦合氧化技术处理工业废水的系统及方法，其联合使用高级氧化技术优势，耦合陶瓷膜分离技术，臭氧‑铁碳电解协同对污水中难生物降解污染物进行氧化处理，把有机物氧化成二氧化碳和水，或者容易降级的有机物，为臭氧氧化技术提供了Fe作为催化剂，陶瓷膜成分三氧化二铝为臭氧氧化提供了催化剂，加速了臭氧氧化的反应速率；臭氧在氧化污水中有机物的同时，可以氧化陶瓷膜表面以及进入陶瓷膜孔有机物，防止陶瓷膜堵塞；铁碳微电极过程中产生的Fe离子可以直接与加入的H

【技术实现步骤摘要】
一种臭氧陶瓷膜耦合氧化技术处理工业废水的系统及方法
本专利技术涉及污水处理的
，特别是涉及一种臭氧陶瓷膜耦合氧化技术处理工业废水的系统及方法。
技术介绍
工业废水中多含有难降解的有机物，包括多环芳烃类化合物、苯系物、长链大分子、杂环类等。这类废水以造纸、煤化工、制药、石油化工、纺织印染等行业废水为典型。难生物降解，目前采用工艺有高级氧化，比如臭氧氧化，电化学催化氧化、芬顿氧化等，但是不同的技术在应用过程中都存在局限性，比如臭氧氧化存在选在性氧化，且运行成本较高；电催化氧化由于能耗较高、极板容易结垢等原因，发展也一直受到局限。芬顿技术由于产生大量铁泥需要处理，以及运行成本高等原因，广泛应有也受到极大的限制。如果把这些技术串联使用，导致技术流程长，处理成本高，管理复杂等问题。因此如何利用高级氧化技术来提高针对难处理废水的处理效率，同时又有效降低处理成本，一直是业内努力研究的方向。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种有效的难处理废水的臭氧陶瓷膜耦合氧化技术处理工业废水的系统，在联合使用目前高级氧化技术优势，耦合陶瓷膜分离技术，降低了处理成本，提高了处理的效率。为实现上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：一种臭氧陶瓷膜耦合氧化技术处理工业废水的系统，包括臭氧发生器、反应池1、反应池2、斜板沉淀池及清水池，所述臭氧发生器通过射流器与所述反应池1连接，所述反应池1的上部设置有铁碳电极，下部设置有陶瓷膜片，所述反应池1通过管道依次与所述反应池2、斜板沉淀池及清水池连接，工业废水在真空泵作用下自反应池1经过反应池2、斜板沉淀池及清水池实现净化达标。一种优选的技术方案中，所述射流器与所述反应池1的底部连接，污水从顶部进入所述反应池1。一种臭氧陶瓷膜耦合氧化技术处理工业废水的方法，包括以下步骤：S1：废水调节pH值，通过管道从顶部进入反应池1内；S2：臭氧发生器产生臭氧，在射流器内的气腔在高速水流作用下形成负压吸进臭氧气体,高速水流再把臭氧气体粉碎,形成微气泡而与水充分接触混合，从反应池1底部进入；S3：臭氧-铁碳电解协同对污水中难生物降解污染物进行氧化处理，把有机物氧化成二氧化碳和水，或者容易降级的有机物；废水从上至下到了反应池1的底部，经过陶瓷膜片进入陶瓷膜内部，污水中的臭氧在三氧化二铝催化的作用下，在经过陶瓷膜孔径过程中，进一步去除废水中的污染物；S4：真空泵将污水自反应池1泵入反应池2内，加入双氧水，水中溶出的Fe2+离子和双氧水经过芬顿氧化反应对废水中的难降解有机物继续去除；S5：经过芬顿氧化处理后的污水进入斜板沉淀池，通过调节pH值至偏碱性，使水中铁离子生成氢氧化铁沉淀去除，出水达标排放至清水池。一种优选的技术方案中，所述步骤S1中将废水调节至pH值5～6。一种优选的技术方案中，所述步骤S3中臭氧-铁碳电解氧化反应时间控制在0.5～1h，陶瓷膜过滤的通量控制在40～60L/m2·h。一种优选的技术方案中，所述步骤S4中双氧水的投加量按照1％～2％体积占比投加。与现有技术相比本专利技术的有益效果为：将四种污水处理技术相互耦合，并不是四种技术简单的串联，而是彼此有机耦合，实现了技术叠加的效果。(1)铁碳微电解技术为臭氧氧化技术提供了Fe作为催化剂、陶瓷膜成分三氧化二铝为臭氧氧化提供了催化剂、加速了臭氧氧化的反应速率；(2)臭氧在氧化污水中有机物的同时，可以氧化陶瓷膜表面的有机物以及进入陶瓷膜孔有机物，防止陶瓷膜堵塞；(3)铁碳微电极过程中产生的Fe离子可以直接与加入的H2O2产生芬顿氧化反应，省却了芬顿技术需要加铁盐的药剂。四种技术在发挥自己功效的同时，为其他技术提供了条件，有效克服单项技术去除率偏低的缺点，极大提升了系统的处理效率。本专利技术技术并非简单的技术串联，而是通过控制工艺过程的关键技术参数，以达到效果最好，成本最低的目标。附图说明图1是本专利技术的臭氧陶瓷膜耦合氧化技术处理工业废水的系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。如图1所示，本专利技术实施例的臭氧陶瓷膜耦合氧化技术处理工业废水的系统，包括臭氧发生器、反应池1、反应池2、斜板沉淀池及清水池，所述臭氧发生器通过射流器与所述反应池1连接，所述反应池1的上部设置有铁碳电极，下部设置有陶瓷膜片，所述反应池1通过管道依次与所述反应池2、斜板沉淀池及清水池连接，所述反应池2内加入双氧水，所述斜板沉淀池内溶液呈偏碱性，工业废水在真空泵作用下自反应池1经过反应池2、斜板沉淀池及清水池实现净化达标。作为本专利技术的一种具体实施方式，所述射流器与所述反应池1的底部连接，污水从顶部进入所述反应池1，陶瓷膜片的主要成分为三氧化铝。作为本专利技术的一种具体实施方式，水泵将清水池中经过处理完成的清楚泵回至射流器，在射流器中，利用水泵泵回的处理完的清水，产生高速水流，这样就可以把气体臭氧带进水中，并且快速溶解在水中，进而在反应池1中氧化溶解在水中的污染物质。本专利技术的臭氧陶瓷膜耦合氧化技术处理工业废水的方法，包括以下步骤：S1：废水调节pH值，通过管道从顶部进入反应池1内；S2：臭氧发生器产生臭氧，在射流器内的气腔在高速水流作用下形成负压吸进臭氧气体,高速水流再把臭氧气体粉碎,形成微气泡而与水充分接触混合，从反应池1底部进入；S3：臭氧-铁碳电解协同对污水中难生物降解污染物进行氧化处理，把有机物氧化成二氧化碳和水，或者容易降级的有机物；废水从上至下到了反应池1的底部，经过陶瓷膜片进入陶瓷膜内部，污水中的臭氧在三氧化二铝催化的作用下，在经过陶瓷膜孔径过程中，进一步去除废水中的污染物；本步骤反应池1中反应技术涉及原理如下：1、金属臭氧催化氧化体系中的存在FeO以及陶瓷膜成分三氧化铝在臭氧氧化过程中具有催化剂的作用，提高的臭氧氧化效率，相较单独臭氧效率可以提高20％左右。2、臭氧与铁碳微电解双向协同氧化技术铁碳电极在酸性条件下形成原电池原理，可以氧化废水中的难生物降解的有机物；同时在臭氧氧化的协同作用下，可以提高氧化效率，能够去除有机物、COD和色度。其中电位低的铁成为阳极，电位高的碳成为阴极，在酸性充氧条件下发生电化学反应，其反应过程如下：阳极(Fe):Fe-2e→Fe2+,阴极(C):2H++2e→2[H]→H2,反应中，产生的了初生态的Fe2+和原子H，它们具有高化学活性,能改变废水中许多有机物的结构和特性,使有机物发生断链、开环等作用。由于有臭氧氧化，后生成氧气，即充氧和防止铁屑板结。还会发生下面的反应：O2+4H++4e→2H2O；O2+2H2O+4e→4OH－；4Fe2++O2+4H+→2H2O+4Fe3+。反应中生成的OH－是出水pH值升高的原因，而由Fe2+氧化生成的Fe3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种臭氧陶瓷膜耦合氧化技术处理工业废水的系统，其特征在于，包括臭氧发生器、反应池1、反应池2、斜板沉淀池及清水池，所述臭氧发生器通过射流器与所述反应池1连接，所述反应池1的上部设置有铁碳电极，下部设置有陶瓷膜片，所述反应池1通过管道依次与所述反应池2、斜板沉淀池及清水池连接，工业废水在真空泵作用下自反应池1经过反应池2、斜板沉淀池及清水池实现净化达标。/n

【技术特征摘要】
1.一种臭氧陶瓷膜耦合氧化技术处理工业废水的系统，其特征在于，包括臭氧发生器、反应池1、反应池2、斜板沉淀池及清水池，所述臭氧发生器通过射流器与所述反应池1连接，所述反应池1的上部设置有铁碳电极，下部设置有陶瓷膜片，所述反应池1通过管道依次与所述反应池2、斜板沉淀池及清水池连接，工业废水在真空泵作用下自反应池1经过反应池2、斜板沉淀池及清水池实现净化达标。


2.如权利要求1所述的臭氧陶瓷膜耦合氧化技术处理工业废水的系统，其特征在于，所述射流器与所述反应池1的底部连接，污水从顶部进入所述反应池1。


3.一种臭氧陶瓷膜耦合氧化技术处理工业废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：废水调节pH值，通过管道从顶部进入反应池1内；
S2：臭氧发生器产生臭氧，在射流器内的气腔在高速水流作用下形成负压吸进臭氧气体,高速水流再把臭氧气体粉碎,形成微气泡而与水充分接触混合，从反应池1底部进入；
S3：臭氧-铁碳电解协同共同对污水中难生物降解污染物进行氧化处理，把有机物氧化成二氧化碳和水，...

【专利技术属性】
技术研发人员：代晋国，秦玉兰，张勇，冉建辉，秦键滨，黄文，
申请(专利权)人：北京贝蓝特环保科技有限公司，广西碧清源环保投资有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11