本发明涉及一种废水净化杂质的方法，特别涉及一种基于动力波反应系统高效去除或降低废水中COD、BOD、氨氮、S2-等污染物含量的方法，属于废水治理技术领域。
背景技术：
化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、氨氮、S2-等污染物是造成水体污染的污染物之一，如燃煤电厂脱硫废水、电镀废水等，致使水体水质下降甚至恶化，影响环境及用水安全。
目前去除废水中COD等污染物的方法主要是曝气法、化学法及电化学方法等，曝气法的主要不利因素在于去除COD等污染物效率低，影响能耗及去除效果。化学法在氧化过程中需利用强氧化剂，使得处理成本受强氧化剂原料影响较大，且如果处理不当，可能会增加新的污染物质，缺乏市场竞争力。电化学方法运行操作复杂，时效性短，处理能力低，运行成本高。
中国专利(公开号CN103723884A)公开了一种降解COD、BOD、SS、氨氮的污水处理方法，具体公开首先将污水通过机械格栅进入调节池，然后依次流经水解酸化池、生物接触氧化池、中和沉淀池、过滤池、分体式MBR、CASS反应池、平衡池和NF/RO系统，再流入监测池；所述水解酸化池内设有水解酸化菌，还向水解酸化池加入复合有机酸除臭，并调节pH值为5～6；所述生物接触氧化池的DO质量浓度控制为2～4mg/L；所述中和沉淀池通过加碱调节pH值为7～8；通过鼓风机向调节池、水解酸化池、生物接触氧化池、中和沉淀池和CASS反应池中曝气；所述中和沉淀池、过滤池、分体式MBR、CASS反应池、平衡池和NF/RO系统的污泥进入污泥池后进行污泥脱水，污水输送至调节池，污泥外运。该方法主要采用曝气法结合生物法处理，对COD、BOD、SS、氨氮的去除率高，均能达到95％以上，效果明显。但是该方法步骤繁琐、装置复杂，酸碱耗量大，处理成本高。
动力波原理是一项独特的技术，目前主要用于烟气净化领域，动力波洗涤器是典型的烟气进化装置，将洗涤液喷入气流使洗涤液和气体的动量达到平衡从而在气体的必经之路上产生一个泡沫区，该区为一强烈的湍动区域，液体表面积大而且迅速更新以达到有效脱除颗粒与清除气态污染物的目的。到目前为止，还未见将动力波原理用于处理废水的报道。
技术实现要素：
针对现有的处理COD、BOD、氨氮、S2-等污染废水处理的方法存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种简单、低成本、高效降低废水中COD、BOD、氨氮、S2-等杂质含量的方法，该方法无二次污染、装置简单，可以大规模使用。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种基于动力波反应系统降低废水中可溶性杂质含量的方法，该方法利用动力波反应系统处理包含COD、BOD、氨氮和S2-至少一种杂质在内的废水；
所述动力波反应系统包括循环液储箱、气液逆向接触反应管、循环水泵、排气筒和供气装置；所述气液逆向接触反应管和所述排气筒设置在所述循环液储箱顶部，所述气液逆向接触反应管内部下端设有液体喷头，所述液体喷头通过外部循环管道与循环液储箱下部连接，所述循环管道上设有循环水泵和进水口I；所述气液逆向接触反应管顶部通过管道与外部供气装置连接；所述循环液储箱上部设有进水口II和出水口，进水口II位置高于出水口；
开启循环水泵和供气装置，同时将所述废水从进水口II引入循环液储箱或从进水口I引入循环管道；所述废水通过循环管道进入气液逆向接触反应管下部从液体喷头向上喷出；空气或含臭氧空气从供气装置输入，通过管道从气液逆向接触反应管顶部进入与液体喷头喷出的废水逆流接触反应形成泡沫区；泡沫区出来的清水进入循环液储箱，从出水口溢流排出；泡沫区出来的气体从排气筒排出。
优选的方案，排气筒内设有除沫器，用以有效去除排出气体中夹带的雾沫。
优选的方案，所述供气装置包括鼓风机和臭氧发生装置；所述鼓风机和臭氧发生装置独立控制或同时控制气液逆向接触反应管顶部输入空气或含臭氧空气。
优选的方案，废水中添加次氯酸钠、微生物菌种、双氧水、铁盐、高锰酸钾中至少一种。具体添加种类及添加量情况视废水中杂质的种类及含量不同稍有变化，这是本技术领域人员可以理解的。一般次氯酸钠在废水中的添加量为0.01wt％～3.0wt％，双氧水在废水中的添加量为0.01wt％～3.0wt％、铁盐在废水中的添加量为0.01wt％～3.0wt％，高锰酸钾在废水中的添加量为0.01wt％～3.0wt％。微生物菌种主要是指好氧菌系列，需配合其他物质(如活性污泥)使用，属于常规的好氧微生物产品，可以在市场上常规购买。
优选的方案，所述液体喷头控制喷液流量为1～30m3/h，流速为1～15m/s。
优选的方案，所述空气或含臭氧空气的流量为100～15000m3/h、流速为1～15m/s。严格控制液体流量和气体流量有利于形成稳定的泡沫反应区。
较优选的方案，所述含臭氧空气中臭氧含量为0.05wt％～1.0wt％。
优选的方案，所述废水中COD含量小于或等于2000mg/L，和/或BOD含量小于或等于1500mg/L，和/或氨氮含量小于或等于3000mg/L，和/或S2-含量小于或等于50mg/L。
本发明的技术方案中，循环液储箱中的废水通过循环管道在循环水泵的动力下循环进入气液逆向接触反应管进行反应，反应后的废水返回循环液储箱，反复进行，直至循环液储箱中的废水达到排放标准时(即清水)，从出水口排出。
本发明的技术方案中，空气或含臭氧空气与液体喷头喷出的废水逆流接触形成泡沫反应区，在泡沫反应区内废水中的可溶性COD、BOD、氨氮、硫化物(S2-)等污染物与氧气或臭氧发生高效氧化反应，将杂质等污染物氧化分解。
相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益技术效果：
1)本发明的技术方案利用动力波反应系统处理含COD、BOD、氨氮和S2-等的废水，可以同时处理各种有机、生物及无机杂质等，具有高效的特点，处理后废水的化学需氧量(COD)含量低于150mg/L；生物耗氧量(BOD)含量低于30mg/L；氨氮污染物含量低于15mg/L，硫化物(S2-)含量低于1.0mg/L，达到排放标准。
2)本发明的技术方案利用动力波反应系统处理含COD、BOD和S2-的废水过程中，充分利用气液逆流接触产生的泡沫区进行反应，泡沫层具有表面积极大、气液界面更新速度极快的特点，可以进行高效的传质传热，反应效率远远高于现有的曝气法。
3)本发明的技术方案利用动力波反应系统，装置简单，占地面积小，且可以对废水进行循环处理，减少设备投资与占地面积，降低设备与占地成本。
4)本发明的技术方案主要采用廉价的空气进行氧化，其他药剂添加量少，原料来源更加丰富，成本低廉，且无二次污染。
综上所述，本发明的技术方案，具有很好的经济价值和社会价值，易于推广应用。
附图说明
【图1】为本发明的动力波反应系统；
其中，1为排气筒，2为除沫器，3为循环液储箱，4为气液逆向接触反应管，5为鼓风机，6为臭氧发生装置，7为循环水泵，8为液体喷头，9为出水口，10为进水口I，11为进水口II。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，而不是限制本发明权利要求的保护范围。
以下实施例中采用的动力波反应系统如图1所示。所述动力波反应系统主体包括循环液储箱3、气液逆向接触反应管4、循环水泵7、排气筒1和供气装置。所述循环液储箱3顶部设有气液逆向接触反应管4和排气筒1，气液逆向接触反应管4和排气筒1相邻设置。所述气液逆向接触反应管4内部下端设有液体喷头8，所述液体喷头8通过外部循环管道与循环液储箱3下部连接，所述循环管道上设有循环水泵7和进水口I10；所述气液逆向接触反应管4顶部通过管道与外部供气装置连接，所述供气装置包括鼓风机5和臭氧发生装置6，鼓风机5和臭氧发生装置6分别设有独立控制开通或关闭的阀门；所述循环液储箱上部设有进水口II11和出水口9，进水口II11位置高于出水口9。所述排气筒1内设有除沫器2。在循环液储箱3或者循环管道上可设置药剂添加口，用于添加药剂。
采用动力波反应系统处理废水的过程中，废水先通过进水口I进入循环管道或者通过进水口II进入循环液储箱，在循环泵的动力作用下通过循环管道输入气液逆向接触反应管内部下端，通过液体喷头向上喷出。而空气或含臭氧空气通过鼓风机和臭氧发生装置控制，由管道从气液逆向接触反应管顶部进入，与液体喷头喷出的废水逆流接触进行反应，反应后的液相在重力作用下流回循环液储箱，如果液相中的杂质净化达标，则从出液口排出；如果液相中的杂质净化不达标，则重新进入循环管道，进行下一轮氧化反应。反应后的气相在压力作用下进入循环液储箱上部，直接进入排气筒排放，或经过除沫器去除雾沫后排空。
实施例1
本实施例采用动力波反应系统，以空气为主要原料，具体包括以下步骤：
(1)将COD含量为1100mg/L待处理废水引入动力波反应系统内，开启循环水泵，使待处理废水(流量约10m3/h、流速约2m/s)通过液体喷头向上喷入气液逆向接触反应管内，喷出的废水反应后回到循环液储箱内，如此循环进行；
(2)确定需要的空气量约15000m3/h，流速约15m/s；
(3)开启鼓风机，将已除尘的洁净自然空气从气液逆向接触反应管顶部输入；
(4)调节好空气流量至15000m3/h左右，使空气与待处理废水在气液接触界面一定范围内形成湍流区(泡沫反应区)，在此区域内待处理废水中含有的可溶性COD污染物与自然空气中的氧气发生氧化反应，降低了COD污染物到39mg/L。
(5)经步骤(4)去除COD的废水回到循环液储箱内，溢流外排进合格水箱，贫氧空气经动力波排气筒排出界外。
实施例2
本实施例采用动力波反应系统，以空气和臭氧为主要原料，具体包括以下步骤：
(1)将S2-含量为15mg/L待处理废水引入动力波反应系统内，开启循环水泵，使待处理废水(流量约5m3/h、流速约2m/s)通过液体喷头向上喷入气液逆向接触反应管内，喷出的废水反应后回到循环液储箱内，如此循环进行；
(2)确定需要的空气量约5000m3/h，流速约15m/s；
(3)开启鼓风机和臭氧发生装置，将含臭氧量0.5％左右的空气从气液逆向接触反应管顶部输入；
(4)调节好空气流量至5000m3/h左右，使含臭氧空气与待处理废水在气液接触界面一定范围内形成湍流区(泡沫反应区)，在此区域内含可溶性S2-污染物废水中含有的可溶性S2-污染物与自然空气中的氧气发生氧化反应，降低了可溶性S2-污染物到0.35mg/L。
(5)经步骤(4)去除S2-污染物的废水回到循环液储箱内溢流外排进合格水箱，贫氧空气经动力波排气筒排出界外。
实施例3
本实施例采用动力波反应系统，以空气为主要原料，具体包括以下步骤：
(1)将BOD含量为950mg/L及S2-含量为9.5mg/L待处理废水引入循环液储箱内，在水箱中加入次氯酸钠(约0.5％)。开启循环水泵，使待处理废水(流量约10m3/h、流速约2m/s)通过液体喷头向上喷入气液逆向接触反应管内，喷出的废水反应后回到循环液储箱内，如此循环进行；
(2)确定需要的空气量约10000m3/h，流速约13m/s；
(3)开启鼓风机，将已除尘的洁净自然空气从气液逆向接触反应管顶部输入；
(4)调节好空气流量至10000m3/h左右，使空气与待处理废水在气液接触界面一定范围内形成湍流区(泡沫反应区)，在此区域内待处理废水中含有的可溶性BOD和S2-污染物与自然空气中的氧气发生氧化反应，降低了S2-污染物含量到0.35mg/L，降低了BOD的含量到20mg/L。
(5)经步骤(3)降低了BOD及S2-的废水回到循环液储箱内溢流外排进合格水箱，贫氧空气经动力波排气筒排出界外。
实施例4
本实施例采用动力波反应系统，以空气和臭氧为主要原料，具体包括以下步骤：
(1)将COD含量为1100mg/L、BOD含量为950mg/L、氨氮含为200mg/L及S2-含量为9.5mg/L待处理废水引入循环液储箱内，在水箱中加入次氯酸钠(约0.5％)、双氧水(约0.5％)。开启循环水泵，使待处理废水(流量约10m3/h、流速约2m/s)通过液体喷头向上喷入气液逆向接触反应管内，喷出的废水反应后回到循环液储箱内，如此循环进行；
(2)开启鼓风机和臭氧发生装置，将含臭氧量0.5％左右的洁净空气从气液逆向接触反应管顶部输入；
(3)调节好空气流量至15000m3/h左右，流速约15m/s，使空气与待处理废水在气液接触界面一定范围内形成湍流区(泡沫反应区)，在此区域内待处理废水中含有的可溶性COD、BOD和S2-污染物与自然空气中的氧气发生氧化反应的同时，也与加入的辅助药剂次氯酸钠、双氧水及臭氧等发生氧化反应，降低了COD的含量到39mg/L，降低了BOD的含量到20mg/L，降低了氨氮污染物含量到15mg/L，降低了S2-污染物含量到0.35mg/L。
(4)经步骤(3)降低了COD、BOD、氨氮及S2-的废水回到循环液储箱内溢流外排进合格水箱，贫氧空气经动力波排气筒排出界外。