高盐废水复合催化氧化处理系统技术方案

本发明专利技术涉及一种高盐废水复合催化氧化处理系统，属于废水处理技术领域。本发明专利技术所述的高盐废水复合催化氧化处理系统，包括电解槽，电解电极平行排列在电解槽中，电源正极与阳极板连接，电源负极与阴极板连接；超声波震棒竖直固定在阳极板与阴极板中间，每两个超声波震棒之间设有两块极板；紫外灯管外周套设石英套管，石英套管垂直于超声波震棒固定在极板之间，两块极板或多块极板间横向设置紫外灯管，石英套管一端开口便于空气进入，另一端由风管密闭，通过引风机与电解槽底部设有的穿孔布气管相连。本发明专利技术结构简单，其综合利用了电解催化氧化装置、超声装置、紫外灯的作用，对高盐废水的处理效率高，综合处理效果优异，成本低，利于工业化应用。

【技术实现步骤摘要】
高盐废水复合催化氧化处理系统
本专利技术涉及一种高盐废水复合催化氧化处理系统，属于废水处理

技术介绍
随着现代工业的迅速发展，所产生的工业废水不但水量增大，而且向着成分复杂化、无机盐含量高等趋势发展。目前，国内外对工业废水的处理工艺大都采用经济性较好的生物法进行处理，但是随着各地排放标准的日益严格，单靠生化工艺处理尤其是高盐分、难降解废水很难达到排放指标要求。对于高盐废水的处理是最近几年国内外学者研究的一个热点。为达到更高的处理深度，常采用物理吸附和化学氧化工艺对此类废水进行处理。物理吸附主要包括活性炭吸附和树脂吸附，但是该类方法存在的缺点是吸附材料吸附饱和后需要对其再生，而再生过程不但能耗高，而且再生液一般含高浓度有机物，引起二次污染；常用的化学氧化主要是高级氧化工艺，但是该工艺由于探索时间短，基础理论还不十分完善，再加上实际污染系统复杂多样，使该技术无论在理论研究还是工业应用都存在不少有待研究解决的问题。但是高级氧化技术在处理废水方面有生物法和物理法等无法比拟的优势，尤其是复合催化氧化工艺，由于它具有无需投加氧化剂、无二次污染、处理程度深、适应废水性强等特点在高盐废水处理中备受关注。电解催化氧化的工作原理是，阳极通过催化剂涂层直接对有机物进行氧化，阴极在废水中溶解氧含量较高的条件下在表面产生大量的氧化性物质，如H2O2、O3等，如废水中含有较高的氯离子，同时会产生次氯酸等氧化性物质，这些氧化性物质通过电子转移等途径将废水中有机物氧化分解成小分子、CO2和H2O2，从而达到降解COD的目的。但是电解产生的氧化性物质在水中的存在时间较短导致氧化效率低，能耗较高。同时，在处理含钙硬较高的废水时，阴极表面容易钙垢附着，导致槽电压升高，影响电流效率。所以运行过程中需要频繁进行正负极“倒换”或采用酸洗的方式来进行除垢。电解催化氧化是指在有催化材料存在的基础上进行的电解氧化，通常的应用形式有两种：一是在电极中间投加催化剂形成固定床或流化床，此类形式也称做“三维电解氧化”；二是将催化材料附着在电极表面，形成催化阳极，也称为“改性电极”或“涂层电极”。电极催化较投加催化剂在工艺操作方面更简便，且槽电压低，能耗低。电解过程中，阴极附近会有氢氧根产生，此时会与富集在表面的钙镁离子生成沉淀物覆盖在阴极表面，同时长时间的电解过程，也会有部分难氧化有机物富集在阳极表面，所以电解设备在使用过程中需要经常停机“清洗”。这是影响电解设备连续运行的一大弊端。超声波由一系列疏密相间的纵波构成，并通过液体介质向四周传播。用一定声强的声波辐照溶液时，当声强增加到一定值，在声场的膨胀相位，液相分子间的吸引力被打破，形成一些气泡(亦称空化核)。气泡的寿命约为0.1μs。这些气泡在声场的膨胀相位内形成并长大，其半径分布在几百个nm至几十个μm之间。在声场交变为压缩相位时，气泡被急速压缩。由于压缩过程发生在数ns至数μs之间，对于含气型的气泡，压缩过程可视为绝热压缩过程，气泡内的气体被压缩后急剧升温可以产生大约5200K和100MPa的局部高温高压环境，加热和冷却速率大于109K/S，对于真空型气泡，压缩过程则产生速度约110m/s具有强烈冲击力的微射流，从而引发许多力学、热学、化学、生物等效应，这种现象即为超声空化现象。这些条件足以使有机物在空化核内发生自由基反应(如产生具有氧化能力的·OH)、化学键断裂或高温裂解等，从而使高分子难降解的有机物转化成小分子的有机物或相应的无机物。由于废水成分的复杂性，单一使用超声波氧化对废水进行处理存在效率低、能耗高的缺陷。紫外光（UV）作为一种新兴的水处理技术近年来得到了广泛研究。紫外光辐射主要通过污染物的直接光解和间接光解两条途径氧化去除水中的污染物。直接光解是指具有紫外光吸收性质的物质，在紫外光的照射下吸收紫外光并激发，产生一系列的光物理变化和光化学变化，利用紫外直接光解去除污染，仅能去除具有吸收紫外光的官能团的物质，去除目标物的范围非常有限。紫外间接光解是指利用紫外光强化产生的具有高活性的中间物种如·OH自由基来降解有机物。利用紫外间接光解降解有机物，常见的工艺有O3/UV和H2O2/UV组合工艺，二者都是利用UV促进O3或H2O2从而更快速的产生·OH、提高氧化效率，弥补单一工艺氧化能力不足，成本较高的缺陷。UV光源发射波长为185nm和254nm的光波，具有很高的能量，空气中的氧气分子在吸收了185nm波长的紫外光后也会产生臭氧和原子氧。由于大多数碳氢化合物对185nm波长的紫外光具有较强的吸收能力，并在吸收185nm波长的紫外光的能量后分解成离子、游离态原子、受激分子和中子。同样，紫外氧化工艺在使用过程中存在由于水中有色有机物在灯管或套管表面的富集，影响了紫外光在水中的传播而失去作用的弊端。因此，现有的处理方式都存在一定的弊端，对废水的处理效果依然有限。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种高盐废水复合催化氧化处理系统，其结构简单，其综合利用了电解催化氧化装置、超声装置、紫外灯的作用，对高盐废水的处理效率高，综合处理效果优异，成本低，利于工业化应用。本专利技术所述的高盐废水复合催化氧化处理系统，包括电解槽，电解电极，超声波震棒，紫外灯管，电解电极平行排列在电解槽中，电源正极与阳极板连接，电源负极与阴极板连接；超声波震棒竖直固定在阳极板与阴极板中间，每两个超声波震棒之间设有两块极板；紫外灯管外周套设石英套管，石英套管垂直于超声波震棒固定在极板之间，两块极板或多块极板间横向设置紫外灯管，石英套管一端开口便于空气进入，另一端由风管密闭，石英套管通过引风机与电解槽底部设有的穿孔布气管相连。所述超声波震棒与超声波发生器连接。所述紫外灯管与紫外灯电源连接。所述电源正极与阳极板连接的线路上设有导电铜排。所述电源负极与阴极板连接的线路上设有导电铜排。优选的，阳极板为钛基涂层网状电极，涂层材料为SnO2、Sb2O3、IrO2、RuO2和Ta2O5的混合物。混合比例可根据水质进行调配。优选的，阴极板为钛网，网孔规格为3mm×7mm。所述阳极板与阴极板至少有一组，阳极板与阴极板交替平行排列。优选的，阳极板与阴极板的间距为3-10厘米。优选的，超声波震棒的频率为20-100KHZ，超声功率强度为0.3-20W/cm2。每间隔一组或多组阳极板与阴极板之间设置N个紫外灯管，N≥1。所述紫外灯为短波紫外灯；波长范围为185nm-254nm。本专利技术将电解催化氧化、超声波氧化、紫外光氧化及臭氧氧化有机结合起来，充分发挥了它们的协同作用。待处理废水按照一定流量自进水口进入电解槽，水中部分有机物在直流电场作用下进行电解催化氧化，同时电解产生的氧化性物质如O3和H2O2进入到废水中，在紫外光照射和超声波及臭氧协同作用下更快速的产生大量·OH，对有机物及电解氧化中间产物继续氧化；同时，紫外灯照射石英套管中的空气，产生臭氧进入电解槽底部，参与氧化反应的同时加大废水溶解氧含量，导致电解阴极产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高盐废水复合催化氧化处理系统，其特征在于：包括电解槽(4)，电解电极，超声波震棒(1)，紫外灯管(8)，电解电极平行排列在电解槽(4)中，电源正极与阳极板(2)连接，电源负极与阴极板(3)连接；超声波震棒(1)竖直固定在阳极板(2)与阴极板(3)中间，每两个超声波震棒(1)之间设有两块极板；紫外灯管(8)外周套设石英套管(7)，石英套管(7)垂直于超声波震棒(1)固定在极板之间，两块极板或多块极板间横向设置紫外灯管(8)，石英套管(7)一端开口，另一端由风管密闭，石英套管(7)通过引风机(12)与电解槽(4)底部设有的穿孔布气管(6)相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种高盐废水复合催化氧化处理系统，其特征在于：包括电解槽(4)，电解电极，超声波震棒(1)，紫外灯管(8)，电解电极平行排列在电解槽(4)中，电源正极与阳极板(2)连接，电源负极与阴极板(3)连接；超声波震棒(1)竖直固定在阳极板(2)与阴极板(3)中间，每两个超声波震棒(1)之间设有两块极板；紫外灯管(8)外周套设石英套管(7)，石英套管(7)垂直于超声波震棒(1)固定在极板之间，两块极板或多块极板间横向设置紫外灯管(8)，石英套管(7)一端开口，另一端由风管密闭，石英套管(7)通过引风机(12)与电解槽(4)底部设有的穿孔布气管(6)相连。


2.根据权利要求1所述的高盐废水复合催化氧化处理系统，其特征在于：超声波震棒(1)与超声波发生器(11)连接。


3.根据权利要求1所述的高盐废水复合催化氧化处理系统，其特征在于：紫外灯管(8)与紫外灯电源(5)连接。


4.根据权利要求1所述的高盐废水复合催化氧化处理系统，其特征在于：电源正极与阳极板(2)连接的线路上设有导电铜排(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹宗海，冯建辉，张金富，王东恩，李波，梁华，
申请(专利权)人：山东锐海环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37