公布日：2023.09.12
申請(qǐng)日：2023.05.17
分類(lèi)號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/20(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/30(2023.01)N;C02F1/461(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F101
/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供了一種基于微波催化強(qiáng)化的酸性高濃度有機(jī)廢水處理系統(tǒng)及方法，包括如下步驟：進(jìn)水在微電解反應(yīng)器中通過(guò)曝氣使之與鐵碳進(jìn)行微電解反應(yīng)，出水混合H2O2和粉末活性炭后，進(jìn)入微波反應(yīng)器反應(yīng)，通過(guò)微波作用敏化粉末活性炭并強(qiáng)化經(jīng)過(guò)微電解反應(yīng)器中混合的H2O2與二價(jià)鐵離子的Fenton反應(yīng)，微波反應(yīng)器的出水在中和除氣器中加入堿液調(diào)節(jié)pH約為7并攪拌除氣后，經(jīng)高效沉淀器沉淀后再出水和排泥。本發(fā)明利用微波場(chǎng)強(qiáng)化Fenton反應(yīng)處理效果，縮短反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)，提高效率；微波還有升溫作用，溫度升高能提高反應(yīng)活性，提高活性炭等活化劑的催化效率；利用低價(jià)的鐵碳代替亞鐵鹽作為Fenton試劑可節(jié)約藥劑成本。最終達(dá)到快速高效低成本低能耗降低廢水中COD的目的。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種基于微波催化強(qiáng)化的酸性高濃度有機(jī)廢水處理系統(tǒng)及方法，其特征在于：包括依次設(shè)置的微電解反應(yīng)器、H2O2-AC混合罐、微波反應(yīng)器、高效沉淀器和中和除氣器；還包括AC-加藥器、風(fēng)機(jī)、加藥泵和H2O2罐、NaOH罐；所述微電解反應(yīng)器為密封的腔體，上部左側(cè)設(shè)有入水口，入水口處設(shè)有環(huán)形布水槽；所述微電解反應(yīng)器腔體內(nèi)設(shè)有篩板上均勻設(shè)有鐵碳，下部設(shè)有出水口；所述微電解反應(yīng)器的出水口通過(guò)電動(dòng)水閥與H2O2-AC混合罐的左側(cè)頂部入水口相連接，所述H2O2-AC混合罐內(nèi)頂部設(shè)有攪拌器，所述H2O2-AC混合罐的出水口與微波反應(yīng)器下部的入水口相連通，所述微波反應(yīng)器上部設(shè)有出水口再與中和除氣器、高效沉淀器相連通；所述微波反應(yīng)器為矩形結(jié)構(gòu)，由上至下依次設(shè)有緩沖層，敏化劑層、催化劑層的至少三層固定床和多組磁控管，且在內(nèi)部設(shè)有用于產(chǎn)生微波均勻的微波場(chǎng)，所述微波場(chǎng)產(chǎn)生為靠磁控管，傳導(dǎo)靠波導(dǎo)管，用于微波在微波場(chǎng)中的均分布后諧振傳導(dǎo)，所述微波場(chǎng)產(chǎn)生為靠磁控管，傳導(dǎo)靠波導(dǎo)管，微波經(jīng)諧振腔形成均勻的微波場(chǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微波催化強(qiáng)化的酸性高濃度有機(jī)廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述H2O2罐用于暫存雙氧水，所述NaOH罐用于暫存和配置一定濃度的氫氧化鈉溶液，所述H2O2罐和設(shè)有加藥泵與所述H2O2-AC混合罐的上部相連通，所述AC加藥器用于添加粉末活性炭，所述AC加藥器通過(guò)調(diào)速電機(jī)控制轉(zhuǎn)速，電機(jī)帶動(dòng)螺桿往返運(yùn)動(dòng)使得活性炭粉末精準(zhǔn)定量送入H2O2-AC混合罐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微波催化強(qiáng)化的酸性高濃度有機(jī)廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與微電解反應(yīng)器的底部相連通，所述風(fēng)機(jī)用于微電解反應(yīng)器提供風(fēng)力在微電解反應(yīng)器的底部形成渦流，用于將廢水和鐵碳實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢琛?/span>
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微波催化強(qiáng)化的酸性高濃度有機(jī)廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述加藥泵用于為NaOH罐、H2O2罐的液體藥劑提供定量定時(shí)加入藥劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微波催化強(qiáng)化的酸性高濃度有機(jī)廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述微波反應(yīng)器的出水口經(jīng)中和除氣器上部左側(cè)的入口相連通，所述NaOH罐的出水口經(jīng)加藥泵與中和除氣器的上部左側(cè)相連通，所述中和除氣器上部設(shè)有攪拌器使得NaOH堿液與經(jīng)微波反應(yīng)器的待處理水體充分混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的一種基于微波催化強(qiáng)化的酸性高濃度有機(jī)廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述加藥泵、電機(jī)、電磁閥、風(fēng)機(jī)通過(guò)電性連接與PLC電控柜實(shí)現(xiàn)電氣化控制和自動(dòng)化，在整個(gè)通路中設(shè)置多個(gè)流量計(jì)以及PH采集器，使得數(shù)據(jù)可視化；通過(guò)必要的電子測(cè)量計(jì)實(shí)現(xiàn)通路的通斷。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微波催化強(qiáng)化的酸性高濃度有機(jī)廢水處理系統(tǒng)的方法，其特征在于，包括如下步驟：進(jìn)水在微電解反應(yīng)器中通過(guò)曝氣使之與鐵碳進(jìn)行微電解反應(yīng)，出水混合H2O2和粉末活性炭后，進(jìn)入微波反應(yīng)器反應(yīng)，通過(guò)微波作用敏化粉末活性炭并強(qiáng)化經(jīng)過(guò)微電解反應(yīng)器中混合的H2O2與二價(jià)鐵離子的Fenton反應(yīng)，微波反應(yīng)器的出水在中和除氣器中加入堿液調(diào)節(jié)pH約為7并攪拌除氣后，經(jīng)高效沉淀器沉淀后再出水和排泥。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是上述背景技術(shù)提出的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于微波催化強(qiáng)化的酸性高濃度有機(jī)廢水處理系統(tǒng)及方法。
本發(fā)明的采用如下技術(shù)方案：
一種基于微波催化強(qiáng)化的酸性高濃度有機(jī)廢水處理系統(tǒng)，包括依次設(shè)置的微電解反應(yīng)器、H2O2-AC混合罐、微波反應(yīng)器、高效沉淀器和中和除氣器；
還包括AC-加藥器、風(fēng)機(jī)、加藥泵和H2O2罐、NaOH罐；
所述微電解反應(yīng)器為密封的腔體，上部左側(cè)設(shè)有入水口，入水口處設(shè)有環(huán)形布水槽；
所述微電解反應(yīng)器腔體內(nèi)設(shè)有篩板上均勻設(shè)有鐵碳，下部設(shè)有出水口；
所述微電解反應(yīng)器的出水口通過(guò)電動(dòng)水閥與H2O2-AC混合罐的左側(cè)頂部入水口相連接，
所述H2O2-AC混合罐內(nèi)頂部設(shè)有攪拌器，
所述H2O2-AC混合罐的出水口與微波反應(yīng)器下部的入水口相連通，所述微波反應(yīng)器上部設(shè)有出水口再與中和除氣器、高效沉淀器相連通；
所述微波反應(yīng)器為矩形結(jié)構(gòu)，由上至下依次設(shè)有緩沖層，敏化劑層、催化劑層的至少三層固定床和多組磁控管，且在內(nèi)部設(shè)有用于產(chǎn)生微波均勻的微波場(chǎng)，所述微波場(chǎng)產(chǎn)生為靠磁控管，傳導(dǎo)靠波導(dǎo)管，用于微波在微波場(chǎng)中的均分布后諧振傳導(dǎo)，所述微波場(chǎng)產(chǎn)生為靠磁控管，傳導(dǎo)靠波導(dǎo)管，微波經(jīng)諧振腔形成均勻的微波場(chǎng)。
優(yōu)選地，
所述H2O2罐用于暫存雙氧水，所述NaOH罐用于暫存和配置一定濃度的氫氧化鈉溶液，所述H2O2罐和設(shè)有加藥泵與所述H2O2-AC混合罐的上部相連通，所述AC加藥器用于添加粉末活性炭，所述AC加藥器通過(guò)調(diào)速電機(jī)控制轉(zhuǎn)速，電機(jī)帶動(dòng)螺桿往返運(yùn)動(dòng)使得活性炭粉末精準(zhǔn)定量送入H2O2-AC混合罐；
所述風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與微電解反應(yīng)器的底部相連通，所述風(fēng)機(jī)用于微電解反應(yīng)器提供風(fēng)力在微電解反應(yīng)器的底部形成渦流，用于將廢水和鐵碳實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢琛?/span>
所述加藥泵用于為NaOH罐、H2O2罐的液體藥劑提供定量定時(shí)加入藥劑。
所述微波反應(yīng)器的出水口經(jīng)中和除氣器上部左側(cè)的入口相連通，所述NaOH罐的出水口經(jīng)加藥泵與中和除氣器的上部左側(cè)相連通，所述中和除氣器上部設(shè)有攪拌器使得NaOH堿液與經(jīng)微波反應(yīng)器的待處理水體充分混合。
所述加藥泵、電機(jī)、電磁閥、風(fēng)機(jī)通過(guò)電性連接與PLC電控柜實(shí)現(xiàn)電氣化控制和自動(dòng)化，在整個(gè)通路中設(shè)置多個(gè)流量計(jì)以及PH采集器，使得數(shù)據(jù)可視化；通過(guò)必要的電子測(cè)量計(jì)實(shí)現(xiàn)通路的通斷。
本發(fā)明還提供了一種基于微波強(qiáng)化的農(nóng)林產(chǎn)品加工廢水處理系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，包括如下步驟：進(jìn)水在微電解反應(yīng)器中通過(guò)曝氣使之與鐵碳進(jìn)行微電解反應(yīng)，出水混合H2O2和粉末活性炭后，進(jìn)入微波反應(yīng)器反應(yīng)，通過(guò)微波作用敏化粉末活性炭并強(qiáng)化經(jīng)過(guò)微電解反應(yīng)器中混合的H2O2與二價(jià)鐵離子的Fenton反應(yīng)，微波反應(yīng)器的出水在中和除氣器中加入堿液調(diào)節(jié)pH約為7并攪拌除氣后，經(jīng)高效沉淀器沉淀后再出水和排泥。
本發(fā)明的有益效果是：
低pH值的酸性有機(jī)廢水滿足微電解進(jìn)水條件，微電解反應(yīng)后其pH升高可減少堿的消耗量；Fenton法作為高級(jí)氧化法對(duì)高濃度有機(jī)廢酸性廢水處理效果好，Fenton法適合的pH為3～5；
利用微波場(chǎng)強(qiáng)化Fenton反應(yīng)處理效果，縮短反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)，提高效率；微波還有升溫作用，溫度升高能提高反應(yīng)活性，提高活性炭等活化劑的催化效率；
利用低價(jià)的鐵碳代替亞鐵鹽作為Fenton試劑可節(jié)約藥劑成本。最終達(dá)到快速高效低成本低能耗降低廢水中COD的目的。
（發(fā)明人：劉云根;許海生;馬榮;李夢(mèng)田;梁帆帆;代成香）
