一种臭氧处理有机废水综合分析系统及测量方法与流程

[0001]
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种臭氧处理有机废水综合分析系统及测量方法。


背景技术：

[0002]
为解决环境中有机废水污染的问题，人们更加愿意使用清洁、高效、无污染的技术处理有机废水。高级氧化工艺中臭氧技术能快速氧化分解废水中有机污染物，分解后产生氧气对人体无害，因此，臭氧在有机废水处理领域被广泛使用。臭氧的氧化电势为2.07v，而羟基自由基的氧化电势为2.80v。因此，工业上通常利用臭氧催化剂分化臭氧分解产生更多的羟基自由基降解有机物。臭氧催化氧化工艺中催化剂性能评估成为工业应用的关键标准。
[0003]
目前，废水处理中，衡量臭氧催化工艺经济效益主要有产生臭氧电耗、臭氧催化氧化对废水cod的去除率和臭氧催化剂的使用寿命。然而，臭氧处理废水过程中臭氧浓度、处理时间等反应条件的优化，以及臭氧催化剂选择及反应动力学分析常被忽视。本发明所提供的臭氧处理有机废水综合分析系统，不仅能实时分析臭氧催化剂催化性能，包括筛选不同种臭氧催化剂、测定催化剂催化降解cod动力学过程、测定催化剂使用寿命等，还可以测定不同臭氧浓度、流量对废水中cod去除效率，为实际工程设计提供基础数据支撑。综上所述，本发明可以综合衡量催化剂性能，更精准评估臭氧催化氧化工艺的适用性，更精准控制废水处理成，为臭氧及臭氧催化氧化工艺更好的实现工业化应用奠定了基础本。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的是针对以上不足，提供一种臭氧处理有机废水综合分析系统及测量方法，解决了环境中有机废水污染的问题。
[0005]
一种臭氧处理有机废水综合分析系统，包括，臭氧处理有机废水综合分析系统、制氧机、臭氧发生器、臭氧检测仪、泵、进水储槽、臭氧毁灭器、臭氧检测仪和出水储槽，臭氧处理有机废水综合分析系统的进气口连接臭氧检测仪，臭氧检测仪连接臭氧发生器，臭氧发生器连接制氧机，臭氧处理有机废水综合分析系统的进水口连接泵，泵连接进水储槽，臭氧处理有机废水综合分析系统的出水口连接出水储槽，臭氧处理有机废水综合分析系统的出气口连接臭氧检测仪，臭氧检测仪连接臭氧毁灭器。
[0006]
优选地，臭氧处理有机废水综合分析系统包括：装置本体，进气口、出气口、进水口、出水口、曝气盘和催化剂；装置本体顶部贯穿设置进气口、出气口和出水口，装置本体的侧面贯穿设置出水口，装置本体的内底面上设置曝气盘，催化剂设置于装置本体内部且催化剂设置于曝气盘上方。
[0007]
优选地，一种臭氧处理有机废水综合分析系统应用测量方法，包括以下步骤：
[0008]
步骤一：反应：装入一定量的催化剂后，将臭氧催化剂性能检测系统连接好，打开进水口水泵开关，待装置中进水储槽里的废水液面没过催化剂表面时，依次打开氧气瓶、臭
氧发生器和臭氧检测仪，反应开始并计时；
[0009]
步骤二：过程监测：臭氧利用率通过臭氧处理有机废水综合分析系统记录；臭氧催化剂的催化效率可通过进出水的cod值测得；催化剂使用寿命通过对废水的催化效率和反应时间得出；
[0010]
步骤三：反应完成：依次关闭臭氧发生器、氧气和臭氧检测仪，并倒出装置内液体。
[0011]
与现有技术相比，本发明臭氧处理有机废水综合分析系统及测量方法具有如下有益效果：
[0012]
1.本发明装置可以实时分析臭氧催化剂催化性能，包括筛选不同种臭氧催化剂、测定催化剂催化降解cod动力学过程、测定催化剂使用寿命等，为工程化筛选到合适的臭氧催化剂。
[0013]
2.本发明装置可以测定臭氧氧化分解有机污染物的反应动力学过程参数，为工程设计、现场调试和运营提供支撑。本装置可以完成批量或连续处理，在不加外源水时，可通过水泵将出水口与进水口相连，使其形成内循环，进行废水批量处理试验；也可以用泵向检测系统连续进水，模拟工业废水现场运行，检测进出水cod浓度变化，确定臭氧氧化工艺单元去除效率，检测臭氧当量与污染物去除关系与催化剂损耗，确定臭氧氧化工艺单元运行成本。本发明可以综合衡量催化剂性能，更精准评估臭氧催化氧化工艺的适用性，更精准控制废水处理成，为臭氧及臭氧催化氧化工艺更好的实现工业化应用奠定了基础本。
附图说明
[0014]
图1为本发明臭氧处理有机废水综合分析系统的结构示意图。
[0015]
图2为本发明臭氧催化剂性能检测系统连接示意图。
[0016]
图3为本发明实施例1进出口臭氧浓度图。
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图4为本发明实施例1进出水口cod浓度图。
[0018]
图5为本发明实施例1中cod去除率及催化剂使用寿命图。
[0019]
图6为本发明实施例2进出口臭氧浓度图。
[0020]
图7为本发明实施例2进出水口cod浓度图。
[0021]
图8为本发明实施例2中cod去除率图。
[0022]
图9为本发明实施例3进出口臭氧浓度图。
[0023]
图10为本发明实施例3进出水口cod浓度图。
[0024]
图11为本发明实施例3中cod去除率及催化剂使用寿命图。
[0025]
附图标记：1-装置本体，2-进气口、3-出气口、4-进水口、5-出水口、6-曝气盘、7-催化剂。
具体实施方式
[0026]
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
[0027]
实施例1：
[0028]
实施例1提供了一种臭氧处理有机废水综合分析系统及测量方法。该装置为长方体，大小为20cm*10cm*10cm，如图1所示。本实施例所使用的催化剂为kxa臭氧催化剂。该催化剂由活性炭、al2o3为复合载体，负载多种活性成分烧结而成；呈圆柱状多孔颗粒，平均直径约为4mm，高为6mm。所用废水为焦化废水(cod：2500-2800mg/l，初始ph：9.0-10.0)，是河南平顶山某焦化厂产生的废水。所用微纳米曝气盘直径为50mm。本发明的臭氧处理有机废水综合分析系统材质为透明有机玻璃，顶部为有机玻璃盲板遮盖并使用硅胶密封。其中，顶部盲板有进气口、出气口、曝气盘和进水口设置，侧面有出水口连接。装置内用于装载催化剂，装载量为不超过待处理废水的液面。
[0029]
检测过程处于动态连续试验模式，进出的臭氧浓度随时检测反应体系所反应臭氧的利用率；调节一定进出水速率，使其稳定运行；可定期在出水口处取样，检测水样cod值并衡量臭氧催化剂的催化效率和寿命。
[0030]
本发明的臭氧处理有机废水综合分析系统的操作过程如下：
[0031]
反应：如图2，装入液固质量比为3:1的催化剂后，将臭氧处理有机废水综合分析系统连接示意图连接好，打开进水口水泵开关，待装置中废水液面没过催化剂表面时，依次打开氧气瓶、臭氧发生器和臭氧检测仪，反应开始并计时。
[0032]
过程监测：
①
臭氧利用率通过臭氧检测仪记录；
②
臭氧催化剂的催化效率可通过进出水的cod值测得；
③
催化剂使用寿命通过对废水的催化效率和反应时间得出。
[0033]
反应完成：依次关闭臭氧发生器、氧气和臭氧检测仪，并倒出装置内液体。
[0034]
称量液固质量比为3:1催化剂加入臭氧处理有机废水综合分析系统后再密封，焦化废水从装置底部以0.1l/min的流速添加，臭氧通过微纳米曝气盘从底部分散添加，使气体与液体充分混匀，在一定反应时间间隔下，同时从进出水口取一定水样检测其cod值。臭氧利用率通过进气口和出气口处臭氧检测仪检测并记录，如图3；室温条件下，臭氧流量为1.5l/min，浓度为75-80mg/l。进出口废水cod浓度分别在0、1、2、3、4、5天内取样测cod值，结果如图 4所示。cod去除率及使用寿命如图5所示。
[0035]
实施例2：
[0036]
如图1所示，本实施例所使用的催化剂为kxb臭氧催化剂。该催化剂由活性炭、al2o3为复合载体，负载多种活性成分烧结而成；呈圆柱状多孔颗粒，平均直径约为4mm，高为6mm。所用废水为垃圾渗沥液(cod：600-700mg/l，初始ph：7.0-8.0)，由广东某环保公司所提供。与实施例1一样，所用微纳米曝气盘为深圳市老渔匠实业有限公司生产，直径为50mm。本发明的臭氧处理有机废水综合分析系统材质为透明有机玻璃，顶部为有机玻璃盲板遮盖并使用硅胶密封。其中，顶部盲板有进气口、出气口、曝气盘和进水口设置，侧面有出水口连接。装置内用于装载催化剂，装载量为不超过待处理废水的液面。
[0037]
与实施例1一样，检测过程处于动态连续试验模式，进出的臭氧浓度随时检测反应体系所反应臭氧的利用率；调节一定进出水速率，使其稳定运行；可定期在出水口处取样，检测水样cod值并衡量臭氧催化剂的催化效率和寿命。
[0038]
本发明的臭氧处理有机废水综合分析系统的操作与实施例1一样，其过程如下：
[0039]
反应：如图2，装入液固质量比为3:1的催化剂后，将连接示意图连接好，打开进水口水泵开关，待装置中废水液面没过催化剂表面时，依次打开氧气瓶、臭氧发生器和臭氧检测仪，反应开始并计时。
[0040]
过程监测：
①
臭氧利用率通过臭氧检测仪记录；
②
臭氧催化剂的催化效率可通过进出水的cod值测得；
③
催化剂使用寿命通过对废水的催化效率和反应时间得出。
[0041]
反应完成：依次关闭臭氧发生器、氧气和臭氧检测仪，并倒出装置内液体。
[0042]
称量液固质量比为3:1催化剂加入臭氧处理有机废水综合分析系统后再密封，焦化废水从装置底部以0.1l/min的流速添加，臭氧通过微纳米曝气盘从底部分散添加，使气体与液体充分混匀，在一定反应时间间隔下，同时从进出水口取一定水样检测其cod值。臭氧利用率通过进气口和出气口处臭氧检测仪检测并记录，如图6；室温条件下，臭氧流量为1.5l/min，浓度为75-80mg/l。进出口废水cod浓度分别在0、1、3、5、7、9天内取样，结果如图7所示。 cod的去除率及使用寿命如图8所示。
[0043]
实施例3：
[0044]
如图1所示，本实施例所使用的催化剂为kxa臭氧催化剂。该催化剂由活性炭为载体，负载多种活性成分烧结而成；呈圆柱状多孔颗粒，平均直径约为 4mm，高为6mm。所用废水为热解废水(cod：4000-4300mg/l，初始ph：9.0-10.0)，由河南某环境科技有限公司所提供。与实施例1一样，所用微纳米曝气盘为深圳市老渔匠实业有限公司生产，直径为50mm。本发明的臭氧处理有机废水综合分析系统材质为透明有机玻璃，顶部为有机玻璃盲板遮盖并使用硅胶密封。其中，顶部盲板有进气口、出气口、曝气盘和进水口设置，侧面有出水口连接。装置内用于装载催化剂，装载量为不超过待处理废水的液面。
[0045]
与实施例1一样，检测过程处于动态连续试验模式，进出的臭氧浓度随时检测反应体系所反应臭氧的利用率；调节一定进出水速率，使其稳定运行；可定期在出水口处取样，检测水样cod值并衡量臭氧催化剂的催化效率和寿命。
[0046]
本发明的臭氧处理有机废水综合分析系统的操作与实施例1一样，其过程如下：
[0047]
反应：如图2，装入液固质量比为3:1的催化剂后，将臭氧处理有机废水综合分析系统连接好，打开进水口水泵开关，待装置中废水液面没过催化剂表面时，依次打开氧气瓶、臭氧发生器和臭氧检测仪，反应开始并计时。
[0048]
过程监测：
①
臭氧利用率通过臭氧检测仪记录；
②
臭氧催化剂的催化效率可通过进出水的cod值测得；
③
催化剂使用寿命通过对废水的催化效率和反应时间得出。
[0049]
反应完成：依次关闭臭氧发生器、氧气和臭氧检测仪，并倒出装置内液体。
[0050]
称量液固质量比为3:1催化剂加入臭氧处理有机废水综合分析系统后再密封，焦化废水从装置底部以0.03l/min添加，臭氧通过微纳米曝气盘从底部分散添加，使气体与液体充分混匀，在一定反应时间间隔下，同时从进出水口取一定水样检测其cod值。臭氧利用率通过进气口和出气口处臭氧检测仪检测并记录，如图9；室温条件下，臭氧流量为1.5l/min，浓度为75-80mg/l。进出口废水cod浓度分别在0、1、2、3、4、5天内取样，结果如图10所示。cod 去除率及使用寿命如图11所示。