专利名称：臭氧/高铁酸钾联用处理有机废水的装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种利用臭氧/高铁酸钾联用处理有机废水的装置及方法，属于环境
技术和水处理领域。
背景技术：
近年来，我国连续发生重大环境污染事件，直接威胁当地的饮水安全，并给人们的 生产生活带来严重影响，甚至造成国际环境纠纷和赔偿。对国内外重大污染环境突发事件 分析可知，其污染物以液态为主，占60%以上，是应急处理的主要对象。因此，针对典型液态 污染物展开其快速处理处置技术研究是重大污染事件应急技术中的重中之重。
同时，难降解有机物的处理是环境和化工领域研究的热点之一，也是国民经济发 展亟待解决的问题。制药、染料、化工等行业排放的废水通常含有高浓度的难生化的有机 物，该类有机物具有种类多、成分复杂、COD(化学需氧量)浓度高、可生化性差、有毒有害等 特点，常规处理方法难以取得满意的处理效果，成为目前我国废水处理中面临的一大技术 难点。目前，物化一生化联用技术仍是解决这类废水的主要方法和技术，其关键是通过高效 氧化预处理，将难降解有机污染物转化为低毒、易生物降解的低分子有机物，以利于后续生 化处理过程。其中高级氧化技术如臭氧氧化法和高铁酸钾氧化法作为预处理技术得到了广 泛关注。 高级氧化技术利用各种氧化剂攻击废水中的大分子有机物，从而使水中有机物得 到氧化，达到净化水质的目的。常用的氧化剂有臭氧，氯气，双氧水等，其中又以臭氧氧化最 为引人关注。臭氧作为一种高效的氧化剂，在水处理领域应用广泛，但其亦存在不足，一是 臭氧氧化具有较强的选择性，氧化过程中往往只实现了废水中大分子有机物向小分子有机 物的转变，矿化能力差；二是臭氧利用率不高，导致臭氧处理费用高。如何提高臭氧利用率， 提高其对污染物的矿化能力，成为了近些年研究的热点。 高铁酸钾是一种多功能水处理药剂，在水处理中得到了广泛的应用。高铁酸钾中 的酸根(Fe042—)在水中极不稳定，极易分解生成氧气与絮状氢氧化铁。高铁酸钾具有极强 的氧化性，在酸性和碱性介质中，电对Fe(VI)/Fe(ni)的标准电极电位分别为2. 20V和 0. 72V，氧化性比高锰酸钾重铬酸钾等常见氧化剂要强，它可以氧化很多物质，如叫—、SCN—、 醇、酸、胺、羟酮等物。高铁酸钾的氧化性还有适用范围宽、有选择性、氧化转化率高等特点， 并且高铁酸钾作为选择性氧化剂具有安全、无毒、无污染、无剌激等优点。
发明内容
本发明的目的是提供一种臭氧/高铁酸钾联用处理有机废水的装置及方法，以实 现快速高效去除有机废水的污染物。 本发明的臭氧/高铁酸钾联用处理有机废水的装置，包括氧气钢瓶、臭氧发生器 和反应器，反应器的底部设有曝气装置和进气管，反应器的上部设有出水口 ，中部设有取样 口 ，下部设有进水口 ，臭氧发生器的进气口与氧气钢瓶相连，臭氧发生器的出气口经流量计
3与进气管的一端相连，进气管的另一端与曝气装置相连。 利用上述装置处理有机废水的方法，其操作步骤是有机废水连续地从反应器的 进水口进入反应器，从反应器出水口流出，臭氧发生器产生的臭氧化气体通过流量计经曝 气装置进入反应器，控制臭氧进气流量为20 100L/h，气相臭氧浓度维持为10 50mg/L， 同时向反应器内投加高铁酸钾，控制高铁酸钾的浓度为0. 1 5g/L。 本发明装置结构简单，操作简便。在本发明中，臭氧气体一方面与有机污染物迅速 反应，另一方面可促进反应器内部的污染物和高铁酸钾的均匀分散、接触，从而提高传质效 率；高铁酸钾投加入反应器后，迅速溶解并与有机污染物反应，同时高铁酸钾的分解产物对 臭氧具有一定的催化能力，可显著提高臭氧降解有机污染物的能力，縮短反应时间。本发明 可用于处理难生物降解的高浓度有毒有害有机废水，处理效率高。
图1为本发明装置示意图。
图2为实施例硝基苯降解曲线图。
具体实施例方式
为了更好的理解本发明，下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步说明。
参照图1 ，本发明的臭氧/高铁酸钾联用处理有机废水的装置，包括氧气钢瓶1 、臭 氧发生器2和反应器5，反应器5的底部设有曝气装置9和进气管4，反应器5的上部设有 出水口 8，中部设有取样口 7，下部设有进水口 6，臭氧发生器2的进气口与氧气钢瓶1相连， 臭氧发生器2的出气口经流量计3与进气管4的一端相连，进气管4的另一端与曝气装置 9相连。 实施例 采用本发明装置处理硝基苯废水取350mg/L硝基苯溶液500mL加入反应器 中，在pH = 5. 74，温度为2(TC，控制臭氧流量为36L/h，高铁酸钾浓度为0. 35g/L条件 下，间隔一定时间取样5mL，加入lmol/LNa2S03溶液20 y L终止反应，然后经过离心分离 (8000rpm) 10min，取上清液经0. 22 y m滤膜过滤后分析硝基苯浓度。分别考察单独投加高 铁酸钾、通入臭氧气体以及两者共投加对硝基苯去除率的影响，实验结果如图2所示。从图 2可见，臭氧/高铁酸钾联用处理硝基苯废水具有明显的协同效应，两者共投加反应40min， 对硝基苯的去除率为98%，而单独臭氧和高铁酸钾氧化硝基苯，去除率仅为85%和37%。
权利要求
臭氧/高铁酸钾联用处理有机废水的装置，其特征是包括氧气钢瓶(1)、臭氧发生器(2)和反应器(5)，反应器(5)的底部设有曝气装置(9)和进气管(4)，反应器(5)的上部设有出水口(8)，中部设有取样口(7)，下部设有进水口(6)，臭氧发生器(2)的进气口与氧气钢瓶(1)相连，臭氧发生器(2)的出气口经流量计(3)与进气管(4)的一端相连，进气管(4)的另一端与曝气装置(9)相连。
2. 利用权利要求1所述的装置处理有机废水的方法，其特征是有机废水连续地从反应 器的进水口 (6)进入反应器，从反应器出水口 (8)流出，臭氧发生器(2)产生的臭氧化气 体通过流量计(3)经曝气装置(9)进入反应器，控制臭氧进气流量为20 100L/h，气相臭 氧浓度维持为10 50mg/L，同时向反应器内投加高铁酸钾，控制高铁酸钾的浓度为0. 1 5g/L。
全文摘要
本发明公开的臭氧/高铁酸钾联用处理有机废水的装置，包括氧气钢瓶、臭氧发生器和反应器，反应器的底部设有曝气装置和进气管，反应器的上部、中部和下部分别设有出水口、取样口和进水口，臭氧发生器的进气口与氧气钢瓶相连，臭氧发生器的出气口经流量计与进气管的一端相连，进气管的另一端与曝气装置相连。本发明装置结构简单，操作简便。利用臭氧、高铁酸钾的氧化能力以及高铁酸钾分解产物的催化臭氧能力，可显著促进有机废水的降解，缩短反应时间。本发明可用于处理难生物降解的高浓度有毒有害有机废水，处理效率高。
文档编号C02F1/72GK101759276SQ201010039589
公开日2010年6月30日 申请日期2010年1月8日 优先权日2010年1月8日
发明者刘贤君, 张兴旺, 李宇, 雷乐成 申请人:浙江大学