本发明专利技术提供一种同步氧化低价磷酸盐和络合态重金属的光芬顿氧化装置系统及方法。所述方法包括：(1)对废水进行酸碱调节，而后通过进水口添加至所述光芬顿氧化装置系统中，并进行磁力搅拌；(2)通过注射器依次向所述光芬顿氧化装置系统中添加含铁溶液以及双氧水，得到第一溶液；(3)打开紫光灯，对步骤(2)所得第一溶液进行光照处理。本发明专利技术协同利用光化学与芬顿技术实现活性物种高效产生和污染物高效氧化，解决了单一反应单元难以同步实现低价磷酸盐氧化和络合物破络的技术难题；具有处理方法简单，反应效率高，运行成本低等优点。运行成本低等优点。运行成本低等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种同步氧化低价磷酸盐和络合态重金属的光芬顿氧化装置系统及方法
[0001]本专利技术属于环境污染控制处理
，具体涉及一种同步氧化低价磷酸盐和络合态重金属的光芬顿氧化装置系统及方法。
技术介绍
[0002]电镀行业在国家工业产业链中不可或缺，与国民经济发展密切相关。但生产过程中排放的重金属废水常含有添加剂、络合剂等组分，易与游离态重金属离子发生反应形成相对稳定的络合物，难以被常规工艺有效去除。低价磷酸盐作为表面处理领域常用的还原剂也广泛存在于电镀废水中，其与络合态重金属的复合污染是水处理领域的处理难点，主要表现在难以同步实现低价磷酸盐的深度氧化和络合态重金属的高效破络。但当前往往只单纯聚焦于络合态重金属破络或低价磷酸盐氧化，缺乏针对两者复合污染的工业废水净化工艺和适用装备。因而开发经济高效可持续的水处理工艺以适应电镀行业废水处理需求是当前环境领域的必然要求。高级氧化技术(AOPs)是以强氧化性羟基自由基为反应试剂的绿色水处理技术，可无选择性的氧化水中难降解污染物，具有高效、清洁和环境友好的优势。因而在低价磷酸盐和络合态重金属同步氧化上具有很强的应用前景。
[0003]CN 109928553A公开了一种化学镀镍废液处理装置和方法，包括电解催化系统、保安过滤系统、树脂吸附再生系统、多级氧化降解系统和深度氧化沉淀系统。在电解催化系统中，化学镍废液中的氯离子在阳极氧化产生氯气，把亚磷酸根氧化成磷酸根，同时在阴极还原镍离子获得镍单质；产生的氯气经风机和曝气风管打入到深度氧化沉淀系统；电解后的溶液在保安过滤系统中依次经棉芯过滤和碳纤维过滤，进入旋流树脂吸附柱吸收处理后进入到多级氧化降解系统中。多级氧化降解系统通过双氧水加药口和硫酸加药口分别加入双氧水和硫酸亚铁，通过芬顿反应进一步氧化亚磷酸根，转变为高磷酸根。但含镍废水中常含有大量有机配体，镍离子常以络合态形式存在，电化学还原难度较大。且镍离子主要通过树脂吸附去除，长期运行中需更换吸附剂，且后端仍需采用芬顿氧化工艺进行深度氧化，处理成本较高。
[0004]CN 113060868A公开了一种化学镀镍废水的处理方法和处理系统，包括一级芬顿氧化反应器、二级臭氧/过氧化钙氧化反应器、加药装置、臭氧发生器，所述一级芬顿氧化反应器内设有第一曝气构件和尾气排放口，所述二级臭氧/过氧化钙氧化反应器内设有第二曝气构件，所述臭氧发生器的气体出口与第二曝气构件连通，所述二级臭氧/过氧化钙氧化反应器的气体出口与第一曝气构件连通。所述加药装置包括酸碱加药管路、FeSO4溶液、H2O2溶液加药管路、过氧化钙仓管路、碱和絮凝剂管路，所述酸碱加药管路、FeSO4溶液、H2O2溶液加药管路分别与加药口连接；所述过氧化钙仓管路、碱和絮凝剂管路与药物加料口连接。上述装置通过芬顿与臭氧/过氧化钙氧化连用，可有效去除化学镀镍废水中的次磷酸盐和络合态镍，但反应流程较复杂，所需的试剂成本较高，且运行过程具有操作难度，不利于维护和长期运行。
[0005]综上所述，提供一种具有高氧化能力，且操作简单的一体式反应单元，同步实现低价磷酸盐和络合态重金属高效氧化已是本领域亟需解决的问题之一。
技术实现思路
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种同步氧化低价磷酸盐和络合态重金属的光芬顿氧化装置系统及方法。所述装置系统通过将紫外光辐射引入芬顿氧化体系内，耦合光化学与芬顿反应，大幅强化体系氧化效能，同步处理水中低价磷酸盐和络合态重金属；本专利技术提供的装置系统操作简单，运行成本低，反应效率高，为资源化回收和水质净化提供基础和保障。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种同步氧化低价磷酸盐和络合态重金属的光芬顿氧化装置系统，所述装置系统包括反应箱；
[0009]按垂直于地面向上的方向，所述反应箱内部设置有磁力搅拌器和反应器；
[0010]所述反应器内部设置有石英套筒，所述石英套筒内部设置有紫外灯；
[0011]所述反应器的侧壁上设置有取样口；所述反应器的侧壁底部设置有进水口，顶部设置有出水口。
[0012]本专利技术所述装置系统结构简单，石英套筒能有效保护紫外灯不受废水侵蚀；另外，本专利技术所述反应器采用下进上出的方式有利于保证进水在反应器内部均匀分布，避免产生短路流和死区。
[0013]本专利技术所述反应箱外壳的材料包括玻璃、石英、聚丙烯、聚四氟乙烯、碳钢或不锈钢中的任意一种。
[0014]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述反应器的顶部设置有反应器上盖。
[0015]优选地，所述反应器上盖的中心设置有用于固定紫外灯的通孔。
[0016]本专利技术所述反应器上盖的材料包括聚丙烯、聚四氟乙烯或聚氯乙烯中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括：聚丙烯和聚四氟乙烯的组合，聚丙烯和聚氯乙烯的组合，聚四氟乙烯和聚氯乙烯的组合，或聚丙烯、聚四氟乙烯和聚氯乙烯的组合。
[0017]优选地，所述紫外灯与紫外光源镇流器相连接。
[0018]优选地，所述紫外光源镇流器在远离紫外灯的一端连接有插头。
[0019]本专利技术所述紫外光源镇流器用于限制和稳定通过紫外光源的电流，避免电流过大损坏光源。
[0020]优选地，所述紫外灯包括低压泵灯或中压泵灯。
[0021]优选地，所述紫外灯的发射波长为150～400nm，例如可以是180nm、220nm、260nm、300nm、340nm或380nm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
[0022]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述取样口处设置有不锈钢取样针。
[0023]优选地，所述不锈钢取样针与注射器相连接。
[0024]本专利技术将不锈钢取样针、注射器以及取样口依次连接，能够实现辅助添加剂的成功添加，也可以实现反应器内溶液的取样。
[0025]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述反应器内部还设置有磁力搅拌子；
[0026]优选地，所述石英套筒与反应箱外壳的距离为0.3～3cm，例如可以是0.5cm、
0.8cm、1.1cm、1.4cm、1.7cm、2cm、2.3cm、2.6cm或2.9cm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
[0027]本专利技术通过控制石英套筒和反应箱外壳的距离限定紫外灯的位置，若距离过大会导致紫外光无法穿透水层，反应器内溶液接受的紫外剂量不足以催化光氧化反应，距离过小则会导致反应器内溶液体积过小，降低反应器水力停留时间，导致出水水质恶化。
[0028]第二方面，本专利技术提供了一种采用第一方面提供的装置系统进行的同步氧化低价磷酸盐和络合态重金属的光芬顿氧化方法，所述光芬顿氧化方法包括如下步骤：
[0029](1)对废水进行酸碱调节，而后通过进水口添加至所述光芬顿氧化装置系统中，并进行磁力搅拌；
[0030](2)通过注射器依次向所述光芬顿氧化装置系统中添加含铁溶液以及双氧水，得到第一溶液；<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种同步氧化低价磷酸盐和络合态重金属的光芬顿氧化装置系统，其特征在于，所述装置系统包括反应箱；按垂直于地面向上的方向，所述反应箱内部设置有磁力搅拌器和反应器；所述反应器内部设置有石英套筒，所述石英套筒内部设置有紫外灯；所述反应器的侧壁上设置有取样口；所述反应器的侧壁底部设置有进水口，顶部设置有出水口。2.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述反应器的顶部设置有反应器上盖；优选地，所述反应器上盖的中心设置有用于固定紫外灯的通孔；优选地，所述紫外灯与紫外光源镇流器相连接；优选地，所述紫外光源镇流器在远离紫外灯的一端连接有插头；优选地，所述紫外灯包括低压泵灯或中压泵灯；优选地，所述紫外灯的发射波长为150～400nm。3.根据权利要求1或2所述的装置系统，其特征在于，所述取样口处设置有不锈钢取样针；优选地，所述不锈钢取样针与注射器相连接。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的装置系统，其特征在于，所述反应器内部还设置有磁力搅拌子；优选地，所述石英套筒与反应箱外壳的距离为0.3～3cm。5.一种采用权利要求1
‑
4任一项所述装置系统进行的同步氧化低价磷酸盐和络合态重金属的光芬顿氧化方法，其特征在于，所述光芬顿氧化方法包括如下步骤：(1)对废水进行酸碱调节，而后通过进水口添加至所述光芬顿氧化装置系统中，并进行磁力搅拌；(2)通过注射器依次向所述光芬顿氧化装置系统中添加含铁溶液以及双氧水，得到第一溶液；(3)打开紫光灯，对步骤(2)所得第一溶液进行光照处理。6.根据权利要求5所述的光芬顿氧化方法，其特征在于，步骤(1)所述废水中包含有低价磷酸盐和络合态重金属离子；优选地，所述低价磷酸盐包...
【专利技术属性】
技术研发人员：兰华春，张燕羽，苗时雨，安晓强，刘会娟，曲久辉，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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