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有機廢水三級水力空化處理系統

發布時間:2019-7-14 8:07:25  中國污水處理工程網

  申請日2019.03.30

  公開(公告)日2019.05.31

  IPC分類號C02F9/04; C02F101/30

  摘要

  一種有機廢水三級水力空化處理系統,包括依次連接的沉淀劑池、混凝池、沉淀池、旋轉水力空化器、空化射流發生器和超聲波空化器;沉淀池與旋轉水力空化器之間的連接管道上設置有水泵,旋轉水力空化器還與芬頓試劑池連接,旋轉水力空化器與空化射流發生器的連接管路上設置有水泵。旋轉空化產生機理為剪切空化,空化射流是采用特殊的碰撞壁,產生低于飽和蒸氣壓的區域,產生空化射流;超聲空化是采用超聲波產生的空化現象。本發明采用芬頓工藝與空化技術相結合的方式進行有機廢水處理,在提高對有機污染物降解的同時也減少了降解污染物的時間,充分發揮芬頓工藝與空化技術這兩種高級氧化技術的優點,使得有機廢水的降解率達到最高。

  



      權利要求書

  1.一種有機廢水三級水力空化處理系統,其特征是:包括依次連接的沉淀劑池、混凝池、沉淀池、旋轉水力空化器、空化射流發生器和超聲波空化器;沉淀池與旋轉水力空化器之間的連接管道上設置有水泵,旋轉水力空化器還與芬頓試劑池連接,旋轉水力空化器與空化射流發生器的連接管路上設置有水泵。

  2.根據權利要求1所述的有機廢水三級水力空化處理系統,其特征是:所述旋轉水力空化器,包括定子,定子內形成空化腔,定子的兩側均安裝有轉子,轉子伸出空化腔的一端與傳動裝置連接,轉子處于空化腔內的一端為輪盤,輪盤的外周和空化腔的內壁上均分布有盲孔,定子的一端設置有試劑管和進液口,另一端設置有出液口。

  3.根據權利要求2所述的有機廢水三級水力空化處理系統,其特征是:所述轉子的轉速為2800r/min~3600轉/分鐘。

  4.根據權利要求2所述的有機廢水三級水力空化處理系統,其特征是:所述輪盤的直徑為100-400mm。所述盲孔的直徑為30mm,深度為40mm。

  5.根據權利要求2所述的有機廢水三級水力空化處理系統,其特征是:所述輪盤外側與定子的空化腔內壁之間各處的間隙為4mm~8mm。

  6.根據權利要求2所述的有機廢水三級水力空化處理系統,其特征是:所述空化腔內兩個輪盤相對面之間各處的間隙為4mm~8mm。

  7.根據權利要求2所述的有機廢水三級水力空化處理系統,其特征是:所述試劑管和進液口所在定子的位置與出液口所在定子的位置為對角關系。

  8.根據權利要求1所述的有機廢水三級水力空化處理系統,其特征是:所述空化射流發生器,包括對沖空化射流腔,對沖空化射流腔的一端設置有上噴嘴,另一端設置有下噴嘴,上噴嘴與進液管連接。

  9.根據權利要求8所述的有機廢水三級水力空化處理系統,其特征是:所述對沖空化射流腔內的碰撞角度a為120°,碰撞腔長L為65mm,碰撞腔直徑D為95mm。

  10.根據權利要求8所述的有機廢水三級水力空化處理系統,其特征是:所述上噴嘴的噴孔直徑d1為8mm,下噴嘴的噴孔d2為16mm。

  說明書

  一種有機廢水三級水力空化處理系統

  技術領域

  本發明涉及一種用于降解有機廢水的方法與裝置,屬于有機廢水處理技術領域。

  背景技術

  水力空化技術提供了一種無需額外反應物即可氧化污染物的節能、高效的方法,不會對生態環境造成二次污染,在處理低濃度和高濃度污染物方面的潛力巨大。

  空化現象是當壓力降至低于飽和蒸汽壓時,溶解在流體中的氣體會釋放出來,同時流體汽化而產生大量氣泡,空化泡在隨流體進一步流動的過程中,周圍壓力增大時,體積將急劇縮小直至潰滅,潰滅瞬間會產生極高的壓強和溫度,會使得廢水中分子的化學鍵斷裂,達到降解大分子的目的。氣泡在最大尺寸時,氣泡會以熱和沖擊波的形式潰滅并釋放出巨大的能量,氣泡破裂所產生的能量可以將水分子分解成·H和·OH,其中·OH是具有強氧化性,可以氧化廢水中的化學物質。

  芬頓氧化法是在酸性條件下,在H2O2和Fe2+存在下生成強氧化能力的羥基自由基·OH,并引發更多的其他活性氧,以實現對有機物的降解,其氧化過程為鏈式反應。其中以·OH產生為鏈的開始,而其他活性氧和反應中間體構成了鏈的節點,各活性氧被消耗,反應鏈終止。其反應機理較為復雜,這些活性氧僅供有機分子并使其礦化為CO2和H2O等無機物,從而使Fenton氧化法成為重要的高級氧化技術之一。芬頓工藝雖然效果好,但是其成本高,產生的污泥多,而且芬頓處理腐蝕性大,連水泥池都會被腐蝕掉。

  中國專利文獻CN208022767U公開的一種芬頓工藝廢水處理裝置方法,對傳統芬頓工藝處理廢水進行改進,既提高了對廢水處理的效率,又降低了使用成本。CN105439322A公開的一種基于水力空化的廢水處理方法和裝置,先沉淀出廢水中的懸浮顆粒物,再向廢水中添加氧化劑,將廢水順次進行射流水力空化處理、旋流水力空化處理和多孔板水力空化處理的循環處理,通過一級射流、二級旋流、三級限流的三級空化效應,產生瞬時高溫高壓直接降解有機物,使常規難以降解的有機污染物實現無害化降解。

  但是上述技術所采用的水力空化裝置基本采用現有文丘里管、空化噴嘴和孔板式的結構,存在處理量小、效率低下的問題。

  發明內容

  本發明針對現有有機廢水的芬頓工藝以及水力空化技術在處理有機廢水方面的存在的不足,提供一種對有機廢水高效處理的三級水力空化處理系統。

  本發明的有機廢水三級水力空化處理系統,采用以下技術方案:

  該系統,包括依次連接的沉淀劑池、混凝池、沉淀池、旋轉水力空化器、空化射流發生器和超聲波空化器;沉淀池與旋轉水力空化器之間的連接管道上設置有水泵,旋轉水力空化器還與芬頓試劑池連接,旋轉水力空化器與空化射流發生器的連接管路上設置有水泵。

  所述旋轉水力空化器,包括定子,定子內形成空化腔,定子的兩側均安裝有轉子,轉子伸出空化腔的一端與傳動裝置連接,轉子處于空化腔內的一端為輪盤,輪盤的外周(兩側端面及圓周面)和空化腔的內壁(端面及圓周面)上均分布有盲孔,定子的一端設置有試劑管和進液口,另一端設置有出液口。所述轉子的轉速為2800r/min~3600轉/分鐘。所述輪盤的直徑為100-400mm。所述盲孔的直徑為30mm,深度為40mm。所述輪盤外側(外側端面及圓周面)與定子的空化腔內壁之間各處的間隙為4mm~8mm。所述空化腔內兩個輪盤相對面之間各處的間隙為4mm~8mm。所述試劑管和進液口所在定子的位置與出液口所在定子的位置為對角關系,以防止出現短流。

  所述空化射流發生器,包括對沖空化射流腔,對沖空化射流腔的一端設置有上噴嘴,另一端設置有下噴嘴,上噴嘴與進液管連接。所述對沖空化射流腔內的碰撞角度a為120°,碰撞腔長L為65mm,碰撞腔直徑D為95mm。所述上噴嘴的噴孔直徑d1為8mm,下噴嘴的噴孔d2為16mm。

  超聲空化發生器11為現有技術,可采用現有各種結構的超聲空化裝置。超聲空化指存在于液體中的微小氣泡(空化核)在超聲場的作用下振動、生長并不斷聚集聲場能量,當能量達到某個閾值時,空化氣泡急劇崩潰閉合的過程。超聲波能量足夠高時,就會產生“超聲空化”現象。

  上述系統對有機廢水的具體處理的工程如下所示:

  (1)首先是對有機廢水進行預處理,在廢水中加入沉淀劑,將有機廢水中的懸浮顆粒進行沉淀,然后將沉淀進行分離;

  (2)將沉淀分離后的廢水經過水泵壓入旋轉水力空化器中,同時在空化器中加入芬頓試劑,提高對有機污染物的降解;

  (3)經過旋轉水力空化器處理的污水再進入對沖空化射流中進行處理,空化射流采用自激脈沖空化射流的方式,對沖空化射流有利于提高有機廢水的降解率;

  (4)流出空化射流的有機污水進入超聲空化裝置中進行最后的空化處理,通過超聲波產生的空化現象對有機廢水進行最后處理。

  所述芬頓試劑為濃度200mg/L的H2O2水溶液和濃度20mg/L的FeSO4水溶液按體積比2:1的混合物。

  本發明的旋轉空化產生機理為剪切空化;空化射流是采用特殊的碰撞壁,產生低于飽和蒸氣壓的區域,產生空化射流;超聲空化是采用超聲波產生的空化現象。

  本發明采用芬頓工藝與空化技術相結合的方式進行有機廢水處理,在提高對有機污染物降解的同時也減少了降解污染物的時間,充分發揮芬頓工藝與空化技術這兩種高級氧化技術的優點,使得有機廢水的降解率達到最高。

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