一种废弃污染物的高级氧化还原无害化处理系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种废弃污染物的高级氧化还原无害化处理系统及方法，属于污染治理修复环保【技术领域】。所述无害化处理系统包括废弃物降解子系统、废液处理子系统、臭氧水制取子系统、降解药剂加入子系统、检测控制子系统、水位控制子系统；该方法具体为：首先确定废弃污染物类型，选定降解药剂，将待废弃污染物倒入处理池，然后对废弃污染物进行高级氧化/还原反应处理，然后对经过处理的废液进行无害化处理，再次利用，再对处理完毕的土壤进行生物降解处理。本发明降解效率明显提高、用时短，对有机污染物的处理可在2-3天时间内完成，对重金属污染物的处理可在3-5天时间内完成，大幅缩短了污染物处理的时间，减少成本70%以上。
【专利说明】一种废弃污染物的高级氧化还原无害化处理系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明专利涉及一种废弃污染物的高级氧化还原无害化处理系统及方法，属于污染治理修复环保【技术领域】，特别涉及针对不同形态(气态、液态、固态)、不同污染物成分、不同污染物质含量的污染物，提供一种灵活配置、针对性强、高效快速的方法和设备，以超声波催化臭氧水溶液分解形成大量强氧化性的羟基自由基，并与降解药剂溶液发生高级氧化/还原反应，形成可实现高效降解污染物质的高效降解溶液，用于处理污染物。
【背景技术】
[0002]目前，对于污染物处理的主要方式有高温焚烧和生物菌填埋两种方式，其中高温焚烧由于存在成本高、能源消耗巨大、对周围环境造成新的污染等问题难以持续采用下去；而现有的生物菌填埋处理方式，则存在治理时间长(需要五至十年时间)、治理效果差，达不至国家污染物治理标准的要求，同时也存在污染物质随空气、水进入土壤、地下水、空气的漏洞，很容易造成新的污染。另外，不论是目前任何一种方案，均不能彻底地解决大量污染物再生利用的问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是为了高效、低成本解决污染物处理问题，提供一种可根据实际污染物降解需求制取针对性强的高效降解溶液，快速准确达到污染物各堆积层，实现有毒物质降解，然后排出处理完毕后残液，进行废液处理，达到净化要求，再次用于制取降解溶液，实现水体循环利用。
[0004]本发明所采用的技术方案为:
[0005]一种无害化处理废弃污染物的高级氧化还原系统，一种废弃污染物的高级氧化还原无害化处理系统，其特征是，所述无害化处理系统包括废弃物降解子系统、废液处理子系统、臭氧水制取子系统、降解药剂加入子系统、检测控制子系统、水位控制子系统；
[0006]所述废弃物降解子系统包括反应池单元、处理池、渗透池单元；所述反应池单元包括内置超声波发射器、水位控制管路及出水接口、臭氧水输水管路及出水接口、降解药剂溶液输水管路及出水接口、水质探测器、外置水位探测器；所述渗透池单元包括透水墙、渗透池内置水位探测器、透水墙外置水位探测器、水位控制管路及入水口、渗透池内置水质探测器。
[0007]所述所述无害化处理系统包括二个方形池，其中任一方形池作为废弃物降解子系统，另一方形池作为废液处理子系统，两个方形池同时使用，停止使用后，两个方形池互换子系统作用，再次同时使用；
[0008]所述废弃物降解子系统实施过程为:挖二个方形池，池底和四壁做防渗处理，池内一侧修筑从地面到池底的斜坡，斜坡满足车辆上下行要求，在所述方形池中央位置设置反应池，反应池池壁呈三面延伸至斜坡，靠近斜坡面呈开放型，满足车辆进出要求，反应池三面池壁做防渗处理，池壁延伸至斜坡，所述反应池池壁高度应高于待处理污染物高度2-3米；在方形池内侧距离四面池壁2-5米处，采用透水砖修筑透水墙，透水墙高度与反应池壁高度一致，透水墙与反应池池壁共同构成的封闭区域作为处理池，处理池内用于堆放和处理待处理污染物，渗透墙与方形池四壁构成的封闭区域为渗透池；
[0009]所述反应池单元反应池池壁内侧安装超声波发射器，所述超声波发射器采用不锈钢304/316密闭外壳，所述超声波发射器电源线通过安装在池壁的防水管路沿斜坡连接到检测控制子系统；所述反应池内置水位水管出水接口，所述水位控制管路出水接口通过输水管道与水位控制子系统连接；所述反应池内安装有臭氧水输水管路出水接口，并通过输水管路连接到臭氧水制取子系统；所述反应池内安装有降解药剂溶液输水管路出水接口，并通过输水管路连接到降解药剂加入子系统；所述反应池内侧池壁池内底部、上部位置，安装水质探测器，所述水质探测器的电源线通过安装在池壁的防水管路沿斜坡连接到检测控制子系统，所述水质探测器包括PH值探测器、溶液含量探测器、水样取样器，所述水样取样器通过取水管路连接到所述检测控制子系统；所述反应池内侧和外侧池壁在距反应池顶部高度2-3处，分别安装水位探测器，该水位探测器的电源线通过安装在池壁的防水管路沿斜坡连接到所述检测控制子系统；
[0010]所述渗透池单元透水墙外侧和内侧安装水位探测器，所述渗透池内置水位控制管路入水接口，所述水位控制管路入水接口通过输水管道与水位控制子系统连接；所述渗透池单元渗透墙壁内侧安装水质探测器，所述水质探测器的电源线通过安装在池壁的防水管路沿斜坡连接到检测控制子系统，所述水质探测器包括PH值探测器、溶液含量探测器、水样取样器，所述水样取样器通过取水管路连接到所述检测控制子系统；
[0011]所述废液处理子系统结构、系统组成和实施过程与上述废弃物降解子系统相同；
[0012]所述臭氧水制取子系统包括制氧单位、臭氧发生单元、臭氧浓度检测单元、冷却单元、流量控制单元、气液混合单元、电气控制单元，各单元通过管路相互连接，电气控制单元与其他单元设备通过电缆线连接；
[0013]所述污染处理系统包括检测控制子系统，所述检测控制子系统包括中央控制主机、水位监测单元、反应液成分检测单元、废液成分检测单元、废液处理液检测单元、管路压力流量测控单元；所述检测控制子系统中央控制主机与污染处理系统其他子系统通过线缆连接，发送控制指令，执行系统内各设备的启闭；所述检测控制子系统水位监测单元通过线缆与污染处理系统其他子系统探测器连接，获得各位置水位信息，提供给所述检测控制子系统中央控制主机；所述检测控制子系统反应液成分检测单元通过线缆与污染处理系统污染物处理子系统反应池内的所述水质探测器连接，获得反应池内水质信息，提供给所述检测控制子系统中央控制主机；所述检测控制子系统废液成分检测单元通过线缆与污染处理系统污染物处理子系统渗透池内的所述水质探测器连接，获得渗透池内水质信息，提供给所述检测控制子系统中央控制主机；所述检测控制子系统废液成分检测单元通过线缆与污染处理系统废水处理子系统渗透池内的所述水质探测器连接，获得渗透池内水质信息，提供给所述检测控制子系统中央控制主机；
[0014]所述水位控制子系统包括电气控制单元、水位控制管路及抽水泵机组；
[0015]所述降解药剂加入子系统包括降解药剂溶解塔、流量控制单元；
[0016]所述管路压力流量测控单元通过线缆与污染处理系统各管路压力探测器连接，获得管路压力信息，提供给所述检测控制子系统中央控制主机。[0017]优选的，所述臭氧发生单元采用的臭氧发生制取方式包括电解纯水电化学制取，紫外线照射光化学制取及电晕放电制取。
[0018]优选的，所述气液混合单元采用的气液混合方式包括气液混合泵、射流器、静态混合器。
[0019]本发明还提供了一种废弃污染物的高级氧化还原无害化处理方法，其特征是，包括以下步骤:
[0020]①对废弃污染物进行检测，获知废弃污染物的类型、深度、土壤pH值、各种物质含量、透水性，根据以上数据确定污染物降解药剂类型；
[0021]如果废弃污染物为有机污染物，采用高级氧化反应直接加速降解，则确定以臭氧水作为降解药剂进行处理；
[0022]如果废弃污染物为重金属污染物，采用高级还原反应进行降解，则确定以臭氧水+降解药剂进行处理；
[0023]②制备臭氧水，并注入反应池内，同时向臭氧水溶液发射大功率超声波，催化臭氧水发生降解产生大量强氧化性羟基自由基；
[0024]③将废弃污染物移入处理池；
[0025]④降解:
[0026]将步骤②中的臭氧水注入反应池中，
[0027]若污染物为生活垃圾、塑料废物，则直接将含有大量羟基自由基的水溶液注入处理池反应，采用高级氧化降解方式；
[0028]若污染物为重金属，在反应池中，除注入臭氧水外，还需在反应池中注入降解药剂，降解药剂与羟基自由基溶液共同形成高效降解溶液，二者均转入处理池中，采用高级还原降解方式；
[0029]⑤抽取渗透出的废液进行臭氧氧化降解，再次被应用于制取臭氧水溶液，实现水体循环利用；
[0030]⑥对步骤④中处理完毕的土壤进行生物降解处理。
[0031]优选的，所述废弃污染物包括固态、液态、气态废弃物的任意一种或几种。
[0032]优选的，步骤⑥中所述生物降解处理为:在土壤污染物处理完毕后，在土壤中施用土壤改良剂、有机肥料、生物菌肥料，培养有益菌改善土壤养分。
[0033]优选的，所述的高级氧化和高级氧化/还原两种化学降解方式的反应原理具体为:
[0034]高级氧化反应:
[0035]
【权利要求】
1.一种废弃污染物的高级氧化还原无害化处理系统，其特征是，所述无害化处理系统包括废弃物降解子系统、废液处理子系统、臭氧水制取子系统、降解药剂加入子系统、检测控制子系统、水位控制子系统； 所述废弃物降解子系统包括反应池单元、处理池、渗透池单元；所述反应池单元包括内置超声波发射器、水位控制管路及出水接口、臭氧水输水管路及出水接口、降解药剂溶液输水管路及出水接口、水质探测器、外置水位探测器；所述渗透池单元包括透水墙、渗透池内置水位探测器、透水墙外置水位探测器、水位控制管路及入水口、渗透池内置水质探测器；所述所述无害化处理系统包括二个方形池，其中任一方形池作为废弃物降解子系统，另一方形池作为废液处理子系统，两个方形池同时使用，停止使用后，两个方形池互换子系统作用，再次同时使用； 所述废弃物降解子系统实施过程为:挖一个方形池，池底和四壁做防渗处理，池内一侧修筑从地面到池底的斜坡，在所述方形池中央位置设置反应池，反应池池壁呈三面延伸至斜坡，靠近斜坡面呈开放型，反应池三面池壁做防渗处理，池壁延伸至斜坡，所述反应池池壁高度应高于待处理污染物高度2-3米；在方形池内侧距离四面池壁2-5米处，采用透水砖修筑透水墙，透水墙高度与反应池壁高度一致，透水墙与反应池池壁共同构成的封闭区域作为处理池，处理池内用于堆放和处理待处理污染物，渗透墙与方形池四壁构成的封闭区域为渗透池； 所述反应池单元反应池池壁内侧安装超声波发射器，所述超声波发射器采用不锈钢304/316密闭外壳，所述超声波发射器电源线通过安装在池壁的防水管路沿斜坡连接到检测控制子系统；所述反应池内置水位水管出水接口，所述水位控制管路出水接口通过输水管道与水位控制子系统连接；所述反应池内安装有臭氧水输水管路出水接口，并通过输水管路连接到臭氧水制取子系统；所述反应池内安装有降解药剂溶液输水管路出水接口，并通过输水管路连接到降解药剂加入子系统；所述反应池内侧池壁池内底部、上部位置，安装水质探测器，所述水质探测器的电源线通过安装在池壁的防水管路沿斜坡连接到检测控制子系统，所述水质探测器包括PH值探测器、溶液含量探测器、水样取样器，所述水样取样器通过取水管路连接到所述检测控制子系统；所述反应池内侧和外侧池壁在距反应池顶部高度2-3处，分别安装水位探测器，该水位探测器的电源线通过安装在池壁的防水管路沿斜坡连接到所述检测控制子系统； 所述渗透池单元透水墙外侧和内侧安装水位探测器，所述渗透池内置水位控制管路入水接口，所述水位控制管路入水接口通过输水管道与水位控制子系统连接；所述渗透池单元渗透墙壁内侧安装水质探测器，所述水质探测器的电源线通过安装在池壁的防水管路沿斜坡连接到检测控制子系统，所述水质探测器包括PH值探测器、溶液含量探测器、水样取样器，所述水样取样器通过取水管路连接到所述检测控制子系统； 所述废液处理子系统结构、系统组成和实施过程与上述废弃物降解子系统相同； 所述臭氧水制取子系统包括制氧单位、臭氧发生单元、臭氧浓度检测单元、冷却单元、流量控制单元、气液混合单元、电气控制单元，各单元通过管路相互连接，电气控制单元与其他单元设备通过电缆线连接； 所述污染处理系统包括检测控制子系统，所述检测控制子系统包括中央控制主机、水位监测单元、反应液成分检测单元、废液成分检测单元、废液处理液检测单元、管路压力流量测控单元； 所述检测控制子系统中央控制主机与污染处理系统其他子系统通过线缆连接，发送控制指令，执行系统内各设备的启闭；所述检测控制子系统水位监测单元通过线缆与污染处理系统其他子系统探测器连接，获得各位置水位信息，提供给所述检测控制子系统中央控制主机；所述检测控制子系统反应液成分检测单元通过线缆与污染处理系统污染物处理子系统反应池内的所述水质探测器连接，获得反应池内水质信息，提供给所述检测控制子系统中央控制主机；所述检测控制子系统废液成分检测单元通过线缆与污染处理系统污染物处理子系统渗透池内的所述水质探测器连接，获得渗透池内水质信息，提供给所述检测控制子系统中央控制主机；所述检测控制子系统废液成分检测单元通过线缆与污染处理系统废水处理子系统渗透池内的所述水质探测器连接，获得渗透池内水质信息，提供给所述检测控制子系统中央控制主机； 所述水位控制子系统包括电气控制单元、水位控制管路及抽水泵机组； 所述降解药剂加入子系统包括降解药剂溶解塔、流量控制单元； 所述管路压力流量测控单元通过线缆与污染处理系统各管路压力探测器连接，获得管路压力信息，提供给所述检测控制子系统中央控制主机。
2.根据权利要求1所述的高级氧化还原系统，其特征是，所述臭氧发生单元采用的臭氧发生制取方式包括电解纯水电化学制取，紫外线照射光化学制取及电晕放电制取。
3.根据权利要求1所述的高级氧化还原系统，其特征是，所述气液混合单元采用的气液混合方式包括气液混合泵、射流器、静态混合器。
4.一种废弃污染物的高级氧化还原无害化处理方法，其特征是，包括以下步骤: ①对废弃污染物进行检测，获知废弃污染物的类型、深度、土壤PH值、各种物质含量、透水性，根据以上数据确定污染物降解药剂类型； 如果废弃污染物为有机污染物，采用高级氧化反应直接加速降解，则确定以臭氧水作为降解药剂进行处理； 如果废弃污染物为重金属污染物，采用高级还原反应进行降解，则确定以臭氧水+降解药剂进行处理； ②制备臭氧水，并注入反应池内，同时向臭氧水溶液发射大功率超声波，催化臭氧水发生降解产生大量强氧化性羟基自由基； ③将废弃污染物移入处理池； ④降解: 将步骤②中的臭氧水注入反应池中， 若污染物为生活垃圾、塑料废物，则直接将含有大量羟基自由基的水溶液注入处理池反应，采用高级氧化降解方式； 若污染物为重金属，在反应池中，除注入臭氧水外，还需在反应池中注入降解药剂，降解药剂与羟基自由基溶液共同形成高效降解溶液，二者均转入处理池中，采用高级还原降解方式； ⑤抽取渗透出的废液进行臭氧氧化降解，再次被应用于制取臭氧水溶液，实现水体循环利用； ⑥对步骤④中处理完毕的土壤进行生物降解处理。
5.根据权利要求4所述的废弃污染物的高级氧化还原无害化处理方法，其特征是，所述废弃污染物包括固态、液态、气态废弃物的任意一种或几种。
6.根据权利要求4所述的废弃污染物的高级氧化还原无害化处理方法，其特征是，步骤⑥中所述生物降解处理为:在土壤污染物处理完毕后，在土壤中施用土壤改良剂、有机肥料、生物菌肥料，培养有益菌改善土壤养分。
7.根据权利要求4所述的废弃污染物的高级氧化还原无害化处理方法，其特征是，所述的高级氧化和高级还原两种化学降解方式的反应原理具体为: 高级氧化反应:
8.根据权利要求4所述的废弃污染物的高级氧化还原无害化处理方法，其特征是，所述降解药剂为自由基捕获剂。
9.根据权利要求8所述的废弃污染物的高级氧化还原无害化处理方法，其特征是，所述降解药剂为乙醇、醋酸、苯酚的任意一种。
【文档编号】B01D53/44GK103920702SQ201410135939
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2014年4月4日
【发明者】邓煜宝, 柳尧波, 段友臣, 李长松, 张悦丽, 周红, 张芮青, 于跃 申请人:济南润土农业科技有限公司