本发明涉及废水处理领域，特别涉及一种高浓度有机工业废水处理系统及处理方法。
背景技术：
高浓度有机废水一般来源于化工、食品加工等行业，可生化性差，直接生化效果不佳，处理系统停留时间长，运行不稳定。现有工程一般采用芬顿氧化工艺、微电解工艺和电解工艺：芬顿氧化工艺由于反应条件是液相的，药剂使用量大，氧化较不彻底，效率低，污泥产生量大。微电解工艺由于反应条件较温和，氧化不彻底，处理效率低；电解工艺由于阳极溶解，运行成本高，目前未得到推广。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种高浓度有机工业废水处理系统及处理方法，将废水中有难降解的有机物，直接氧化分解，以达到提高废水的可生化性，同时大幅降低废水的COD，有效降低处理系统的停留时间。
为达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种高浓度有机工业废水处理系统，其特征在于：包括与进水管道依次相连的非均相氧化床、一沉池、pH调节池、混凝絮凝沉淀池和二沉池；还包括强酸溶液加药装置、H2O2加药装置、强碱溶液加药装置、混凝剂加药装置、絮凝剂加药装置和鼓风机；所述的强酸溶液加药装置、H2O2加药装置连接进水管道；强碱溶液加药装置连接pH调节池；混凝剂加药装置和絮凝剂加药装置连接混凝絮凝池；所述的非均相氧化床下部设有催化氧化床搅拌装置、pH调节池底部设有pH调整搅拌装置、混凝絮凝沉淀池底部设有混凝絮凝搅拌装置；所述的催化氧化床搅拌装置、pH调整搅拌装置和混凝絮凝搅拌装置通过管道连接鼓风机；所述的非均相氧化床内设有固相的非均相铜系催化剂CuO/C-Al2O3。
优选的，所述的非均相铜系催化剂CuO/C-Al2O3采用浸渍—焙烧法制成。具体制备方法为：
进一步的，所述的非均相铜系催化剂CuO/C-Al2O3制备方法包括如下步骤：
步骤1：将氯化铝结晶体、水、乙醇、环氧丙烷，它们间质量比例为1∶45-50∶9-10∶10-13，均匀搅拌，得到澄清的氧化铝溶胶溶液；
步骤2：再加入甲醛、间苯二酚，其中甲醛加入量为澄清的氧化铝溶胶溶液质量的2/3，间苯二酚为清的氧化铝溶胶溶液质量的1/3，,搅拌均匀，得到RF/Al2O3复合气凝胶溶胶溶液；
步骤3：然后再与碳纤维毡复合反应至溶胶凝胶，再利用CO2超临界干燥法对样品进行处理，最后对样品进行氩气或者氦气惰性气体保护下高温热处理，得到碳纤维毡增强C-Al2O3复合气凝胶粉末；
步骤4：根据Cu(NO3)·6H2O的吸水量制备Cu(NO3)·6H2O的饱和水溶液，将溶液逐滴加入到C-Al2O3复合气凝胶粉末中，其中每1gC-Al2O3复合气凝胶粉末中添加的Cu(NO3)·6H2O的饱和水溶液为1m,不断搅拌使之浸渍均匀；再通过静置、干燥、焙烧后得CuO/C-Al2O3催化剂。
优选的，步骤4所述的再通过静置、干燥、焙烧后得CuO/C-Al2O3催化剂的过程为：室温下静置12-14h后在110℃条件下干燥8-10h，然后放在马弗炉中进行焙烧，焙烧的过程为，从室温下加热至800℃，升温速率为10℃/min，每100℃保持1h，从而得到CuO/C-Al2O3催化剂。
优选的，步骤4所述的C-Al2O3的吸水量的测试方法为：取1g C-Al2O3于坩埚中，然后逐滴加入去离子水，当载体刚好被完全浸渍时，记录使用的去离子水的量，即得到1gC-Al2O3的吸水量。
优选的，还包括对CuO/C-Al2O3催化剂进行固化的步骤，所述的固化步骤为通过添加硅溶胶、六偏磷酸钠和水，硅溶胶、六偏磷酸钠和水质量比为1.8-2：3：58-60，硅溶胶、六偏磷酸钠和水的加入量为能够完全浸没CuO/C-Al2O3催化剂基料，达到了对CuO/C-Al2O3颗粒进行粘接和固化的目的。
优选的，所述的进水管道上设有pH管道混合器、H2O2管道混合器。
本发明还包括一种高浓度有机工业废水处理方法，其特征在于：采用上述高浓度有机工业废水处理系统进行处理。
采用上述技术方案，本发明所述的高浓度有机工业废水处理系统及采用该系统的高浓度有机工艺废水处理方法，通过非均相铜系催化剂CuO/C-Al2O3催化强氧化剂H2O2产生大量OH-，使大分子难降解的有机物氧化降解为低毒或者无毒的小分子物质，并通过混凝与絮凝技术去除高浓度有机废水的大量污染物，该系统的COD去除率可达70％以上；与均相的芬顿氧化工艺，催化剂CuO/C-Al2O3采用固相，氧化剂H2O2与废水混合后为液相，催化床搅拌器为气动搅拌，非均相的铜系催化剂的胶结骨架多孔，与液相的氧化剂H2O2有充分的接触面积，催化效果更具有效率；具有的优点为：降低污泥产生量、提高氧化效率、降低运行成本解决催化床板结问题等。
附图说明
图1为本发明所述的高浓度有机工业废水处理系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。
1)催化剂制备
步骤1：将氯化铝结晶体1g、水45g、乙醇9g、环氧丙烷10g，均匀搅拌，得到澄清的氧化铝溶胶溶液；
步骤2：再加入甲醛43.3g、间苯二酚21.6g，搅拌均匀，得到RF/Al2O3复合气凝胶溶胶溶液；
步骤3：然后再与碳纤维毡复合反应至溶胶凝胶，再利用CO2超临界干燥法对样品进行处理，最后对样品进行氩气或者氦气惰性气体保护下高温热处理，得到碳纤维毡增强C-Al2O3复合气凝胶；
步骤4：取1g C-Al2O3于坩埚中，然后逐滴加入去离子水，当载体刚好被完全浸渍时，记录使用的去离子水的量，即得到1gγ-Al2O3的吸水量，根据吸水量及载体的质量制备一定体积和浓度的Cu(NO3)·6H2O水溶液，将溶液逐滴加入到一定量的C-Al2O3复合气凝胶粉末中，每1gC-Al2O3复合气凝胶粉末中添加的Cu(NO3)·6H2O的饱和水溶液为1m,不断搅拌使之浸渍均匀；再通过室温下静置12-14h后在110℃条件下干燥8-10h，然后放在马弗炉中进行焙烧，焙烧的过程为，从室温下加热至800℃，升温速率为10℃/min，每100℃保持1h，从而得到CuO/C-Al2O3催化剂。
步骤4所述的C-Al2O3的吸水量的测试方法为：取1gC-Al2O3于坩埚中，然后逐滴加入去离子水，当载体刚好被完全浸渍时，记录使用的去离子水的量，即得到1gC-Al2O3的吸水量。
2)催化剂固化
还包括对CuO/C-Al2O3催化剂进行固化的步骤，所述的固化步骤为通过添加硅溶胶和六偏磷酸钠，硅溶胶、六偏磷酸钠和水质量比为2：3：58，硅溶胶、六偏磷酸钠和水的加入量为能够完全浸没CuO/C-Al2O3催化剂基料，达到了对CuO/C-Al2O3颗粒进行粘接和固化的目的。固化后通过各组分间彼此反应的产物的胶结作用，使铜系催化物颗粒间固结并形成具有一定强度，能耐酸性水腐蚀，并有一定导电能力的微粒的胶结骨架，从而抑制床层的塌陷，延长使用寿命及时间，并且通过气动搅拌，清除催化剂表面形成泥垢，最终解决板结问题。
如图1所示，本发明所述的高浓度有机工业废水处理系统，其包括与进水管道11依次相连的非均相氧化床1、一沉池2、pH调节池3、混凝絮凝沉淀池4和二沉池5；还包括强酸溶液加药装置12、H2O2加药装置13、强碱溶液加药装置14、混凝剂加药装置15、絮凝剂加药装置16和鼓风机17；所述的强酸溶液加药装置12、H2O2加药装置13连接进水管道11；强碱溶液加药装置14连接pH调节池3；混凝剂加药装置15和絮凝剂加药装置16连接混凝絮凝池4；所述的非均相氧化床1下部设有催化氧化床搅拌装置9、pH调节池3底部设有pH调整搅拌装置18、混凝絮凝沉淀池4底部设有混凝絮凝搅拌装置19；所述的催化氧化床搅拌装置9、pH调整搅拌装置18和混凝絮凝搅拌装置19通过管道连接鼓风机16；所述的非均相氧化床1内设有固相的非均相铜系催化剂CuO/C-Al2O310。
4)实施结果
本系统用非均相铜系催化剂CuO/C-Al2O3催化强氧化剂H2O2产生大量OH-，使大分子难降解的有机物氧化降解为低毒或者无毒的小分子物质，并通过混凝与絮凝技术去除高浓度有机废水的大量污染物，该系统的COD去除率可达70％以上。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。