一种光解废水处理装置的制作方法

本实用新型涉及一种工业废水净化装置，具体的涉及一种光解废水处理装置。

背景技术：

工业废水主要有制药、石油化工、纺织、印染、电镀、制革和食品工业领域等排出的废水。若将废水直接排出会污染环境，另一方面废水中含有很多有用物质，如造纸、浆粕水中的纤维、金属等，对其进行回收能够大大提高能源利用率。

水的需氧量大小是水质污染程度的重要指标之一。COD，即化学需氧量，是指在特定条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，消耗氧化剂所相当的氧量，以每升多少毫克O2表示。COD反映了水中受还原性物质污染的程度。

目前使用的工业废水处理方法主要有膜分离法、活性炭吸附法、臭氧分解法、电解法和传统芬顿法，这些方法都能起到一定程度的废水处理效果，但是都有各自的局限性，其中，膜分离法使用的渗透膜对很多物质都很敏感，容易产生膜污垢，难以清理；活性炭吸附法也有容易堵塞的缺陷，且活性炭的处理效果随使用时间的增长而消失，成本较高；臭氧分解法主要适用于低浓度的废水处理，对于高浓度降解废水处理效率较低；电解法会产生易燃易爆气体氢气，对设备的防爆要求较高，同时易产生有机卤化物，形成二次污染；传统芬顿法反应时间较长，且容易产生二次污染物。因此，如何使废水处理过程更加安全、高效、简便，是目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：针对现有技术中工业废水处理技术存在的问题，提供一种安全高效的光解废水处理装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光解废水处理装置，包括依次连接的调节池、光电反应箱、气浮池和沉淀池；所述调节池入口接废水进水管，所述调节池出口接所述光电反应箱，所述沉淀池上设有出水口和排污口，所述气浮池还连接吹气装置；其中，所述光电反应箱内设有能够发射强光的装置，且所述强光的光谱波长为254nm～620nm。

进一步的，所述光电反应箱包括脉冲灯光解箱，所述脉冲灯光解箱包括液体储存容器、液体进口和液体出口；还设有若干根脉冲灯，所述脉冲灯的灯管设置在所述液体储存容器内部，所述脉冲灯两端穿过所述液体储存容器的侧壁上的孔而位于所述液体储存容器的外侧。

优选的，所述液体储存容器分为上盖、容器本体和下盖，所述上盖、下盖和容器本体通过法兰连接。

优选的，所述脉冲灯发射的光谱波长为300nm～620nm。

优选的，所述脉冲灯在所述液体储存容器内部交叉设置。

优选的，所述光电反应箱为磁能紫外灯光解箱，所述磁能紫外灯光解箱内设有若干磁能紫外灯，所述磁能紫外灯发出的紫外线波长为254nm～275nm。

优选的，所述光电反应箱还包括与所述脉冲灯光解箱串接的磁能紫外灯光解箱，所述磁能紫外灯光解箱内设有若干磁能紫外灯，所述磁能紫外灯发出的紫外线波长为254nm～275nm。

进一步的，所述加药装置与调节池和/或光电反应箱连接，所述加药装置包括加药桶，所述加药桶上设有加药口和药水出口，所述药水出口接所述调节池入口；所述加药桶顶部还设有搅拌电机，搅拌叶轮连接所述搅拌电机伸入所述加药桶内，用于搅拌药液，使药剂混合更均匀。

优选的，所述加药桶的数量为2-8个。

进一步的，当光电反应箱由脉冲灯光解箱和磁能紫外灯光解箱组合而成时，所述加药装置与脉冲灯光解箱、磁能紫外灯光解箱均连接；或者加药装置仅与脉冲灯光解箱连接；或者或者加药装置仅与磁能紫外灯光解箱连接。

进一步的，所述吹气装置包括空压机和储气罐，所述空压机连接所述储气罐入口，所述储气罐出口连接所述气浮池，使用高压吹气可增加废水中的含氧量，加速光解速率。

优选的，所述气浮池还与用于提供臭氧的臭氧发生装置相接。

本实用新型还提供了一种印染行业废水的处理方法，包括如下步骤：

(1)将废水排入调节池内，根据废水的种类投入适量的药剂用于调节废水参数值，当各参数值达到要求后进入脉冲灯光解箱内；

(2)废水在脉冲灯光解箱内通过光解作用杀死废水中的微生物，并与药剂共同作用对废水中的有机物进行氧化和降解；

(3)经光电反应后的废水进入气浮池内，通过微气泡捕捉吸附细小颗粒胶黏物使之上浮，实现固液分离，从而去除细小颗粒胶黏物；

(4)最后进入沉淀池，水中的悬浮颗粒物经絮凝作用逐渐沉降，达到固液分离效果，清洁水从出水口排出，沉降的颗粒物经排污口排出。

优选的，所述步骤(1)中的药剂包括用于调节pH的无机酸及硫酸亚铁；具体的，所述无机酸包括硫酸或盐酸。

优选的，所述步骤(2)中脉冲灯光解箱的结构同上文所述。

优选的，所述步骤(2)还包括向光电反应箱内加入双氧水。

优选的，所述步骤(2)还包括向光电反应箱内加入二氧化钛。

优选的，所述步骤(3)还包括向气浮池内鼓入臭氧。

本实用新型还提供了一种化工行业废水的处理方法，包括如下步骤：

(1)将废水排入调节池内，根据废水的种类投入适量的药剂用于调节废水参数值，当各参数值达到要求后进入磁能紫外灯光解箱内；

(2)废水在磁能紫外灯光解箱内通过光解作用杀死废水中的微生物，并与药剂共同作用对废水中的有机物进行氧化和降解；

(3)经光电反应后的废水进入气浮池内，通过微气泡捕捉吸附细小颗粒胶黏物使之上浮，实现固液分离，从而去除细小颗粒胶黏物；

(4)最后进入沉淀池，水中的悬浮颗粒物经絮凝作用逐渐沉降，达到固液分离效果，清洁水从出水口排出，沉降的颗粒物经排污口排出。

优选的，所述步骤(1)中的药剂包括用于调节pH的无机酸及硫酸亚铁；具体的，所述无机酸包括硫酸或盐酸。

优选的，所述步骤(2)中的磁能紫外灯光解箱的结构同上文所述。

优选的，所述步骤(2)还包括向光电反应箱内加入双氧水。

优选的，所述步骤(2)还包括向光电反应箱内加入二氧化钛。

优选的，所述步骤(3)还包括向气浮池内鼓入臭氧。

本实用新型还提供了一种制药行业废水的处理方法，包括如下步骤：

(1)将废水排入调节池内，根据废水的种类投入适量的药剂用于调节废水参数值，当各参数值达到要求后进入脉冲灯光解箱内；

(2)废水在脉冲灯光解箱内通过光解作用杀死废水中的微生物，并与药剂共同作用对废水中的有机物进行氧化和降解；

(3)废水经脉冲灯光解箱光解后进入磁能紫外灯光解箱内进一步光解；脉冲灯和磁能紫外灯组合使用能够起到更好的降解、杀菌的效果；

(4)经光电反应后的废水进入气浮池内，通过微气泡捕捉吸附细小颗粒胶黏物使之上浮，实现固液分离，从而去除细小颗粒胶黏物；

(5)最后进入沉淀池，水中的悬浮颗粒物经絮凝作用逐渐沉降，达到固液分离效果，清洁水从出水口排出，沉降的颗粒物经排污口排出。

优选的，所述步骤(1)中的药剂包括用于调节pH的无机酸及硫酸亚铁；具体的，所述无机酸包括硫酸或盐酸。

优选的，所述步骤(2)中的脉冲灯光解箱和磁能紫外灯光解箱的结构同上文所述。

优选的，所述步骤(2)还包括向光电反应箱内加入双氧水。

优选的，所述步骤(2)还包括向光电反应箱内加入二氧化钛。

优选的，所述步骤(4)还包括向气浮池内鼓入臭氧。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型的光解废水处理装置采用光解法进行废水净化，具有可靠性、稳定性佳，不受周围环境影响，无二次污染，废水生化性可从0％提高至接近100％等优点。该装置以光电反应箱为核心，不需要进行大规模土建，可以实现快速安装，接通电源，通水即可使用；

(2)本实用新型的光解废水处理装置，通过脉冲灯发出的脉冲强光进行废水净化，灯管寿命长，更换频率低，且脉冲灯的电源位于脉冲灯光解箱的外侧，与液体不直接接触，保证装置的安全性。

附图说明

图1是本实用新型的光解废水处理装置的一个具体实施例的主视图；

图2是本实用新型的光解废水处理装置的一个具体实施例的俯视图；

图3是本实用新型的光解废水处理装置的另一具体实施例的主视图；

图4是本实用新型的光解废水处理装置的具体实施方式的加药装置的结构示意图；

图5是本实用新型的光解废水处理装置的具体实施方式的脉冲灯光解箱结构示意图；

图6是本实用新型的光解废水处理装置的具体实施方式的磁能紫外灯光解箱结构示意图。

图中：1、调节池，2、光电反应箱，3、气浮池，4、沉淀池，5、废水进水管，6、出水口，7、排污口，8、吹气装置，8-1、空压机，8-2、储气罐，9、脉冲灯光解箱，10、液体储存容器，10-1、上盖，10-2、容器本体，10-3、下盖，11、液体进口，12、液体出口，13、脉冲灯，14、孔，15、磁能紫外灯光解箱，16、磁能紫外灯，17、加药装置，17-1、加药桶，17-2、加药口，17-3、药水出口，17-4、搅拌电机，17-5、搅拌叶轮，18、臭氧发生装置。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

实施例1

如图1所示，一种光解废水处理装置，包括依次连接的调节池1、光电反应箱2、气浮池3和沉淀池4；所述调节池1入口接废水进水管5，调节池1出口接光电反应箱2，所述沉淀池4上设有出水口6和排污口7，所述气浮池3还连接吹气装置8；其中，所述光电反应箱2内设有能够发射强光的装置，且所述强光的光谱波长为254nm～620nm。

本实用新型的工作原理是，废水从调节池1入口进入调节池1内，根据废水的种类投入适量的药剂用于调节废水的pH值、COD、BOD等参数值，当各参数值达到要求后进入光电反应箱2内，通过光解作用杀死废水中的微生物，去除更加微小的杂质，从而对以上各参数进一步优化，经光电反应后的废水进入气浮池3内，大量的微气泡捕捉吸附细小颗粒胶黏物使之上浮，实现固液分离，从而轻松去除细小颗粒胶黏物，最后进入沉淀池4，水中的悬浮颗粒物经絮凝作用逐渐沉降，达到固液分离效果，清洁水从出水口6排出，沉降的颗粒物经排污口7排出。

其中光解作用的原理是经过氧化反应将有机杂质转化为CO2和H2O，而且在反应中含氧的中间产品显著增加，这些中间产品包含一个或者几个羟基和/或羧基，这些物质比初始有机化合物显示出更少的毒性并有更高的生物利用率。

在本实用新型的一个具体实施例中，一种光解废水处理装置，包括依次连接的调节池1、脉冲灯13、脉冲灯光解箱9、气浮池3和沉淀池4；调节池1入口接废水进水管5，调节池1出口接脉冲灯光解箱9，沉淀池4上设有出水口6和排污口7，气浮池3还连接吹气装置8；脉冲灯光解箱9包括液体储存容器10、液体进口11和液体出口12；还设有八到二十根脉冲灯13，脉冲灯13发射的光谱波长为300nm，脉冲灯13的灯管设置在液体储存容器10内部，脉冲灯13两端穿过液体储存容器10的侧壁上的孔14而位于液体储存容器10的外侧，即脉冲灯13的电源端位于液体储存容器10的外侧，避免与液体直接接触。光谱波长为300nm的光更容易被物质吸收，杀菌效果更好。

作为优选的，实施例1中液体储存容器10分为上盖10-1、容器本体10-2和下盖10-3，上盖10-1、下盖10-3和容器本体10-2通过法兰连接，拆卸方便，便于检修和更换灯管。其中脉冲灯13在液体储存容器10内部的布置方式可以选择交叉设置，一方面防止电线较多相互干扰，另一方面可以使光照更加均匀。具体的，脉冲灯13在液体储存容器10内部从上至下等距排列，上下相邻的两根脉冲灯13相互垂直。

作为优选的，本实用新型中所述调节池1与加药装置17连接，所述加药装置17包括加药桶17-1，加药桶17-1上设有加药口17-2和药水出口17-3，所述药水出口17-3接调节池1入口；加药桶17-1顶部还设有搅拌电机17-4，搅拌叶轮17-5连接搅拌电机17-4伸入加药桶17-1内。加药桶17-1的数量可以为多个，每个加药桶17-1放入的药剂不同，根据废水的种类选择需要投放一种或者几种药剂。

作为优选的，本实用新型中所述吹气装置8包括空压机8-1和储气罐8-2，所述空压机8-1连接储气罐8-2入口，所述储气罐8-2出口连接气浮池3，采用高压吹气可以增加液体中的含氧量，加速光解效率。

所述气浮池3还可以与用于提供臭氧的臭氧发生装置18相接，进一步对废水进行净化。

实验组1-6，选取4升来自于安徽铜陵市印染厂的印染废水样品，通过调节池1入口进入调节池1内，加药装置17设有两个加药桶17-1，分别装有双氧水和硫酸亚铁溶液，装有硫酸亚铁溶液的加药桶17-1与调节池1连接，将硫酸亚铁溶液通过加药桶17-1加入调节池1内的废水后，将加入了硫酸亚铁溶液的废水样品导入脉冲灯光解箱9内；装有双氧水的加药桶17-1与脉冲灯光解箱9连接；将双氧水加入脉冲灯光解箱9后，打开脉冲灯光解箱9内脉冲灯13，分别反应20min、40min、60min、80min、100min、120min后静置2h取出测定各项参数。对照组为使用传统芬顿法对4升废水样品处理后静置2h；实验组加入双氧水和硫酸亚铁溶液的浓度及用量与对照组一致。试验结果如下表所示：

表1

由表1可知，采用本实用新型所述方法处理废水与传统芬顿法相比，反应20min后，SS和色度值已达到和传统芬顿法相近的水平，COD值也有明显降低，而传统芬顿法的反应时间一般需要2h-3h；当采用本实用新型所述方法反应120min后，COD值降低了近一半左右，SS值降低至原来的12％，生化性从51％升高至74.8％，而传统芬顿法处理后的样品COD降低了33％左右，比实施例6中的COD值高17％左右，SS值仅降低了一半，且经本实用新型所述方法处理后的样品温度与传统芬顿法处理后的样品温度相近，并没有因为光照的原因而引起样品温度过高。

综上所述，采用本实用新型所述方法处理废水处理时间短、化学需氧量和固体悬浮物大大降低，生化性大大提高。

实施例2

一种光解废水处理装置，包括依次连接的调节池1、脉冲灯13、脉冲灯光解箱9、气浮池3和沉淀池4；调节池1入口接废水进水管5，调节池1出口接脉冲灯光解箱9，沉淀池4上设有出水口6和排污口7，气浮池3还连接吹气装置8；脉冲灯光解箱9包括液体储存容器10、液体进口11和液体出口12；还设有八到二十根脉冲灯13，脉冲灯13发射的光谱波长为300nm，脉冲灯13的灯管设置在液体储存容器10内部。

实验组7-12，选取4升来自于安徽铜陵市印染厂的印染废水样品，通过调节池1入口进入调节池1内，加药装置17设有三个加药桶17-1，分别装有双氧水、二氧化钛悬浊液和硫酸亚铁溶液，装有硫酸亚铁溶液的加药桶17-1与调节池1连接，将硫酸亚铁溶液通过加药桶17-1加入调节池1内的废水后，将废水样品导入脉冲灯光解箱9内；装有二氧化钛悬浊液和双氧水的加药桶17-1与脉冲灯光解箱9连接；将二氧化钛悬浊液和双氧水加入脉冲灯光解箱9后，打开脉冲灯光解箱9内脉冲灯13，分别反应20min、40min、60min、80min、100min、120min后静置2h取出测定各项参数。对照组为使用传统芬顿法对4升废水样品处理后静置2h；实验组加入双氧水和硫酸亚铁溶液的浓度及用量与对照组一致，二氧化钛悬浊液为3g钛白粉和50ml水。试验结果如表2所示：

表2

在光解设备中添加二氧化钛后，化学需氧量、生化需氧量能够进一步降低，废水的可生化性进一步增加。

实施例3

一种光解废水处理装置，包括依次连接的调节池1、磁能紫外灯光解箱15、气浮池3和沉淀池4；调节池1入口接废水进水管5，调节池1出口接磁能紫外灯光解箱15，沉淀池4上设有出水口6和排污口7，气浮池3还连接吹气装置8。磁能紫外灯光解箱15内设有十根磁能紫外灯16，磁能紫外灯16发出的紫外线波长为254nm。

选取5L来自仙桃市环美化工有限公司生产除锈剂的废水，通过调节池1入口进入调节池1内，加药装置17设有三个加药桶17-1，分别装有稀硫酸、双氧水和硫酸亚铁溶液，装有稀硫酸和硫酸亚铁溶液的加药桶17-1与调节池1连接，首先加入稀硫酸将废水的pH值调节至3～4，然后将硫酸亚铁溶液通过加药桶17-1加入调节池1内的废水后，将导入磁能紫外灯光解箱15内；装有双氧水的加药桶17-1与磁能紫外灯光解箱15连接；将双氧水加入磁能紫外灯光解箱15后，打开磁能紫外灯光解箱15内磁能紫外灯16，分别反应1h、1.5h、2h、2.5h、3h后取样，静置2h，测定其各项参数。对照为使用传统芬顿法对5升废水样品处理后静置2h。

经折算，处理1吨污水需消耗28％双氧水150kg，硫酸亚铁固体30kg，36％稀硫酸2L；用药量为传统芬顿的十分之一，COD去除率为70～80％；原水生化性较差，经过光解后生化性提高较大，达到78％。

实施例4

一种光解废水处理装置，包括依次连接的调节池1、脉冲灯光解箱9、磁能紫外灯光解箱15、气浮池3和沉淀池4；调节池1入口接废水进水管5，调节池1出口接脉冲灯光解箱9，沉淀池4上设有出水口6和排污口7，气浮池3还连接吹气装置8；脉冲灯光解箱9包括液体储存容器10、液体进口11和液体出口12；还设有八根脉冲灯13，脉冲灯13发射的光谱波长为620nm，脉冲灯13的灯管设置在液体储存容器10内部，脉冲灯13两端穿过液体储存容器10的侧壁上的孔14而位于液体储存容器10的外侧，即脉冲灯13的电源端位于液体储存容器10的外侧，避免与液体直接接触；脉冲灯光解箱9的液体出口12与磁能紫外灯光解箱15联通；磁能紫外灯光解箱15内设有十根磁能紫外灯16，磁能紫外灯16发出的紫外线波长为254nm。本实施例中将脉冲灯光解箱9和磁能灯光解箱联合使用，通过多光谱协同工作实现更好的降解效果。

取上海某药厂生产废水5L，通过调节池1入口进入调节池1内，加药装置17设有三个加药桶17-1，分别装有稀硫酸、双氧水和硫酸亚铁溶液，装有稀硫酸和硫酸亚铁溶液的加药桶17-1与调节池1连接，首先加入稀硫酸将废水的pH值调节至3～4，然后将硫酸亚铁溶液通过加药桶17-1加入调节池1内的废水后，将导入脉冲灯光解箱9内；装有双氧水的加药桶17-1与脉冲灯光解箱9连接；将双氧水加入脉冲灯光解箱95后，打开脉冲灯光解箱9内磁能脉冲灯13，分别反应1h后将废水转入磁能紫外灯光解箱15中，反应0.5h、1h、1.5h后分别取样，静置2h，测定其各项参数。对照为使用传统芬顿法对5升废水样品处理后静置2h。

脉冲灯和磁能紫外灯联用情况下，对化学需氧量及生物需氧量的降低更加明显，且对于低生化性的废水具有明显提升效果。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。