一种去除废水中难降解有机物的处理装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种去除废水中难降解有机物的处理装置，包括：一混合部，包括一用以盛装过硫酸盐溶液的第一储液槽和一用以盛装废水的第二储液槽；至少一反应管，其内具有一承托板，承托板下为混合区，承托板上填充有铁屑以构成反应柱，承托板具有若干阵列排布的通孔，反应管的进水口位于承托板的下方，反应管的出水口位于反应柱之上，以使出水均匀且防止铁屑的流失；和一收集装置；第一储液槽通过一第一输送泵和一进液管与反应管的进水口相连通，第二储液槽通过一第二输送泵与反应管的进水口相连通，收集装置与反应管的出水口相连通。本发明工艺简单、能好少、运行成本低、操作方便等优点，同时实现废铁屑的再利用。
【专利说明】
一种去除废水中难降解有机物的处理装置
技术领域
[0001] 本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种去除废水中难降解有机物的处理装 置。
【背景技术】
[0002] 随着经济的快速发展，人们对物质的需求不断提高，废水中难降解有机物越来越 多，以染料行业为例，染料废水排放量高、化学需氧量高、色度高，水质不稳定，属于难治理 废水 [1]。常见的难降解有机物，如染料废水、含油废水等，导致运用传统的生物处理方法较 为困难，因此急需开发出简易高效的难降解有机废水处理工艺 [2]。
[0003] 铁肩是一种对环境无害、廉价而且易获得的金属，它不仅可以替代Fe2+作为活化 剂，同时在其表面能够循环利用Fe 3+，减少反应过程中铁的氢氧化物沉淀生成[3]，具有效果 好、成本低和环境友好型等优势。铁肩能够缓慢的溶解释放出二价铁离子，可以有效的活化 过硫酸盐产生硫酸根自由基来降解染料活性蓝19和有机化合物 [4_6]。因此铁肩活化过硫酸 盐氧化处理污染得到广泛的关注+9]。铁肩在好氧或者是厌氧的条件下，能够通过铁肩的腐 蚀溶解释放出二价铁离子，在酸性条件下，这个过程更为快速 [1()]。铁肩缓慢的释放二价铁 离子可以活化过硫酸盐产生自由基，不仅避免了过多的二价铁离子和硫酸根自由基反应， 导致自由基的消耗，同时铁肩的直接电子转移也可以活化过硫酸盐产生自由基 [11]。铁肩填 充反应柱在通入过硫酸盐后，其反应式如下：
[0004] Fc' + lS^O- -^F^'+S〇l U )
[0005] Fe2+ + S20[ Fqu + SO[ + S04 □ (2)
[0006] Fe2+ +.SQ^ Fei+ + 'SX^' (3)
[0007] 根据H.Kusic等人的研究报道[12]，在最佳条件下，FeQ/S2〇8 21卩Fe2+/S2082_体系对 污染物的矿化率分别为53.36%和34.89%，显然用铁肩来活化过硫酸盐的效果会比较的 好。现有的研究主要是针对烧杯实验进行，适用于间歇运行过程和实验室小试。而工业上常 用的连续运行过程，还缺乏相对应的处理设备和工艺。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种去除废水中难降解有机物的处理 装置。
[0009] 本发明的具体技术方案如下：
[0010] -种去除废水中难降解有机物的处理装置，包括：
[0011] -混合部，包括一用以盛装过硫酸盐溶液的第一储液槽和一用以盛装废水的第二 储液槽；
[0012] 至少一反应管，其内具有一承托板，承托板下为混合区，承托板上填充有铁肩以构 成反应柱，承托板具有若干阵列排布的通孔，反应管的进水口位于承托板的下方，反应管的 出水口位于反应柱之上，以使出水均匀且防止铁肩的流失；
[0013] 和一收集装置；
[0014] 第一储液槽通过一第一输送栗和一进液管与反应管的进水口相连通，第二储液槽 通过一第二输送栗与反应管的进水口相连通，收集装置与反应管的出水口相连通；
[0015] 该处理装置的处理废水的方法如下：
[0016] (1)在第一储液槽中加入过硫酸盐溶液，在第二储液槽中加入废水，将该过硫酸盐 溶液和废水分别通过第一输送栗和第二输送栗送入反应管的混合区，过硫酸盐溶液和废水 的混合液在混合区的停留时间为10~50s;
[0017] (2)上述混合液从混合区通过承托板进入反应柱，控制混合液在反应柱的停留时 间为5~30min，以进行充分反应，得处理后水；
[0018] (3)处理后水从反应管的出水口流出进入收集装置中。
[0019] 在本发明的一个优选实施方案中，所述铁肩的粒径为1~5mm。
[0020] 在本发明的一个优选实施方案中，所述通孔的直径为1~5mm，且小于铁肩的粒径。 进一步优选的，所述通孔的总面积为承托板总面积的15~30%。
[0021] 在本发明的一个优选实施方案中，所述反应管的长径比为15~30:1。进一步优选 的，所述反应管的长径比为20~22:1。
[0022]在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤（1)中：过硫酸盐溶液的浓度为90~ 110_〇1八，废水的1?135溶度为45~6〇11^/匕
[0023]本发明的有益效果是：
[0024] 1、本发明基于铁肩能够有效的活化过硫酸盐产生自由基，以及反应柱能够为铁肩 和过硫酸盐提供足够的接触时间和面积，通过不断的优化组合和合理的设计操作条件，制 作出一种高效的难降解有机物的工艺，与传统的加热等方法活化过硫酸产生自由基处理难 降解有机废水相比，具有工艺简单、能好少、运行成本低、操作方便等优点，同时实现废铁肩 的再利用。
[0025] 2、本发明的处理装置将过硫酸盐溶液与废水送入混合区，有利于氧化剂和难降解 有机废水的充分混合。
[0026] 3、本发明中的承托板具有多个通孔，不仅隔离铁肩，防止其落入进水管道造成堵 塞，同时延长了混合液在反应柱中的停留时间。
【附图说明】
[0027]图1为本发明的处理装置的结构示意图。
[0028] 图2为本发明的处理装置的承托板的结构示意图。
[0029] 图3为本发明的【具体实施方式】中过硫酸盐流量对染料废水去除效果的影响图之 〇
[0030] 图4为本发明的【具体实施方式】中过硫酸盐流量对染料废水去除效果的影响图之 --〇
[0031] 图5为本发明的【具体实施方式】中连续运行过程中染料废水的处理效果图之一。
[0032] 图6为本发明的【具体实施方式】中连续运行过程中染料废水的处理效果图之二。
【具体实施方式】
[0033]以下通过【具体实施方式】结合附图对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。 [0034] 如图1所示，一种去除废水中难降解有机物的处理装置，包括一混合部、一反应管2 和一收集装置3。
[0035]混合部，包括一用以盛装过硫酸盐溶液的第一储液槽11和一用以盛装废水的第二 储液槽13;
[0036]反应管2,耐腐蚀材料制成，长径比为20,其内具有一直径为15mm的承托板21(耐腐 蚀材料制成），承托板21下为混合区，承托板21上填充有粒径为1~2mm的铁肩100g以构成 24cm高的反应柱22,如图2所示，承托板21具有若干阵列排布的直径1mm的通孔210,反应管2 的进水口 25位于承托板21的下方，反应管2的出水口 26位于反应柱22之上，以使出水均匀且 防止铁肩的流失;上述通孔210的总面积为承托板21总面积的15~30%。
[0037] 第一储液槽11通过一第一输送栗12和一进液管与反应管2的进水口 25相连通，第 二储液槽13通过一第二输送栗14与反应管2的进水口 25相连通，收集装置3与反应管2的出 水口 26相连通；
[0038]该处理装置的处理废水的方法如下：
[0039 ] (1)在第一储液槽11中加入浓度为1 OOmmo 1/L过硫酸盐溶液，在第二储液槽13中加 入RB5溶度为50mg/L的废水，将该过硫酸盐溶液和废水(流量为560mL/h)分别通过第一输送 栗12和第二输送栗14送入反应管2的混合区，过硫酸盐溶液和废水的混合液在混合区的停 留时间为10~50s;
[0040] (2)上述混合液从混合区通过承托板21进入反应柱22,控制混合液在反应柱22的 停留时间为5min，以进行充分反应，得处理后水，分别控制过硫酸盐溶液的流量为50mL/h、 30mL/h、1 OmL/h、5mL/h，其处理结果由图3和图4所示，其对RB5去除率均达到85 %以上。如图 5和图6所示，选择过硫酸盐的流量为30mL/h，然后连续进样30h，其去除率均到达90%以上， 而且连续有效，运行过程中不需要反冲洗和化学清洗；
[00411 (3)处理后水从反应管2的出水口 26流出进入收集装置3中。
[0042]经试验证实，本发明所涉及的反应柱22能够有效的混合过硫酸盐和染料废水，提 供足够的停留时间以及氧化剂与废水充分接触的机会，能够产生足够并且持续的自由基来 降解染料。通入的过硫酸盐将保证反应柱22内溶液的pH偏酸性，将有利于铁肩释放二价铁 离子，使得氧化反应能够持续有效的运行而不需要进行铁肩的酸洗。
[0043]以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即 依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
【主权项】
1. 一种去除废水中难降解有机物的处理装置，其特征在于:包括： 一混合部，包括一用以盛装过硫酸盐溶液的第一储液槽和一用以盛装废水的第二储液 槽； 至少一反应管，其内具有一承托板，承托板下为混合区，承托板上填充有铁肩以构成反 应柱，承托板具有若干阵列排布的通孔，反应管的进水口位于承托板的下方，反应管的出水 口位于反应柱之上，以使出水均匀且防止铁肩的流失； 和一收集装置； 第一储液槽通过一第一输送栗和一进液管与反应管的进水口相连通，第二储液槽通过 一第二输送栗与反应管的进水口相连通，收集装置与反应管的出水口相连通； 该处理装置的处理废水的方法如下： (1) 在第一储液槽中加入过硫酸盐溶液，在第二储液槽中加入废水，将该过硫酸盐溶液 和废水分别通过第一输送栗和第二输送栗送入反应管的混合区，过硫酸盐溶液和废水的混 合液在混合区的停留时间为10~50s; (2) 上述混合液从混合区通过承托板进入反应柱，控制混合液在反应柱的停留时间为5 ~30min，以进行充分反应，得处理后水； (3) 处理后水从反应管的出水口流出进入收集装置中。2. 如权利要求1所述的一种去除废水中难降解有机物的处理装置，其特征在于:所述铁 肩的粒径为1~5mm。3. 如权利要求1所述的一种去除废水中难降解有机物的处理装置，其特征在于:所述通 孔的直径为1~5mm，且小于铁肩的粒径。4. 如权利要求3所述的一种去除废水中难降解有机物的处理装置，其特征在于:所述通 孔的总面积为承托板总面积的15~30%。5. 如权利要求1所述的一种去除废水中难降解有机物的处理装置，其特征在于:所述反 应管的长径比为15~30:1。6. 如权利要求5所述的一种去除废水中难降解有机物的处理装置，其特征在于:所述反 应管的长径比为20~22:1。7. 如权利要求1所述的一种去除废水中难降解有机物的处理装置，其特征在于:所述步 骤(1)中：过硫酸盐溶液的浓度为90~110mm 〇l/L，废水的RB5溶度为45~60mg/L。
【文档编号】C02F101/30GK106000238SQ201610525103
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月5日
【发明人】洪俊明, 王炳煌, 张圆春
【申请人】华侨大学