一种难降解有机废水催化氧化处理装置的制作方法

本实用新型涉及一种污水处理装置，特别涉及一种难降解有机废水的氧化处理装置。

背景技术：

难降解物质通常指在自然条件难于被生物作用发生递降分解的有机化学物质。有机物被微生物降解，转化为无机物，又由于无机物经过生命活动合成各种有机物，这是自然界生物地球化学的基本循环。合成洗涤剂、有机氯农药、多氯联苯等化合物在水中较难被生物降解，无氮有机物中的脂肪和油类也是难降解物质，它们往往通过食物链逐步被浓缩而造成危害；在生产、使用过程中以及使用后，会通过各种途径进入水体造成污染。难降解物质在环境中的持久性，以及广域的分散性，对环境与生态造成影响较大。因此，一直是环境污染、使生态环境良性循环的重要环节。

目前国内针对这类难降解有机废水多数采用高级氧化技术处理，包括臭氧氧化、芬顿氧化、光电氧化、活性炭-h202催化氧化法。该技术能将有机废水中的烃基、酮、醛、官能团氧化、使芳香环裂开、双键加成和矿化等，并进一步发生氧化分解反应直至降解为最终产物co2和h20，达到去除难降解有机物。

类芬顿反应是指零价铁或铁基多金属材料在有氧条件下，将o2还原成h2o2，然后在fe²⁺的催化作用下，原位产生强氧化性的羟基自由基(·oh)，其反应方程如式(1)～(2)所示；芬顿反应是指h2o2在fe²⁺的催化作用下，产生具有强氧化性的·oh，其反应方程如式(3)所示；将有毒难降解污染物分解转化为易生化处理的小分子物质，提高废水的可生化性。

feo+o2+2h+→h2o2+fe²⁺(1)

fe2⁺+h2o2→·oh+fe³⁺+oh^-(2)

fe²⁺+h2o2+h⁺→fe³⁺+h2o+·oh(3)

现有的类芬顿反应器主要为固定床形式，固定床形式的类芬顿反应器存在着填料容易板结钝化和反应器内质传递效率较低的问题。为了解决填料板结问题，cn101979330b公开了滚筒式微电解反应装置，cn102276018b公开了浸没式铁碳微电解反应器，通过转动整个反应器或填料转鼓使填料处于翻滚运动状态以防止填料板结钝化。cn104876319a公开了类芬顿反应器，通过搅拌和废水回流的方式流化圆筒形反应罐中的填料来防止填料发生板结钝化。采用上述装置处理废水仍然存在以下不足：(1)转动反应器或填料转鼓所需的能耗高，导致运行成本过高；(2)虽然转动可使填料翻转，但无法使填料在整个反应器内处于完全流化状态，传质效率有限，不利于废水处理效率的提高；(3)由于反应罐呈圆筒状，机械搅拌和废水回流的方式难以使填料充分流化，填料容易在反应罐底部四周聚集，不利于废水处理效率的提高，而且机械搅拌的能耗高，会增加运行成本。

cn105253983a和cn105198067a分别公开了零价铁-铜双金属、零价铁-镍双金属活化过硫酸盐的水处理方法，向废水中投加零价铁-铜双金属、零价铁-镍双金属，再加过硫酸盐，充分混合，即完成过硫酸盐的活化和废水中污染物的去除。虽然上述方法通过向零价铁中掺杂铜或镍作为催化剂，可加快体系中的电子转移效率，增加so4·-的产生量，但上述方法只是单独的过硫酸盐氧化法，单独使用活化过硫酸盐氧化法难以有效分解废水中的高浓度污染物，并且需要消耗较多过硫酸盐，而过硫酸盐的成本较为高昂，过多的使用过硫酸盐不但会增加废水处理成本而且会导致出水盐度显著增加，增加后续处理难度。

cn106082422a公开了三级反应器耦合为一体，第一反应器内加入过硫酸盐和微米级微电解材料，向第二级反应器中加入双氧水和过硫酸盐，向第三级反应器中加入微米级微电解材料，三级反应器中有效的耦合了类芬顿、芬顿反应、活化过硫酸盐氧化反应，该方法能强化废水处理效果、提高废水处理效果、还能降低废水处理费用，但反应器复杂，投加的过硫酸盐药剂昂贵，运行投资费用高。

技术实现要素：

针对现有设备的不足及技术中的缺陷，本实用新型提供了一种难降解有机废水催化氧化处理装置，解决了投加药剂量大、污泥产量高、h2o2残留造成cod升高、污泥上浮、催化剂板结，处理效果不理想、装置结构复杂的问题。

为了实现以上的目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种难降解有机废水催化氧化装置，包括预酸化混合区，所述预酸化混合区左端设有进水口，内部设有搅拌机，顶部设置加药管，进水口前端设有管道混合器，优选的，预酸化区设有ph探头与加酸泵联动；所述的预酸化可以和混合区设置在一起，也可以分成两个区域设置，底部连通即可；催化氧化反应区内设置催化填料层、底部设曝气盘、排泥斗、排泥管；ph中和絮凝区设搅拌机、顶部设加药管；沉淀过滤区可以采用多种过滤形式，优选的，沉淀过滤区设中空的中心筒，中心筒的上端开口、底部密封，中心筒和中和絮凝区连通，中心筒外的沉淀池内设滤框，滤框外有出水口，滤框内部向下有排泥斗、排泥口；沉淀过滤区的一侧设置有出水口。

所述的中和絮凝区有两级或两级以上，底部连通。当设置两级时，可以设置为第一级为快混区，第二级是慢混区。多级形式可以使得絮凝的效果更好，同时有利于过滤。

优选的，预酸化混合区上部通过导流区导流板连通催化氧化反应区的底部。优选的，催化氧化反应区有两级或两级以上，每级之间设置有导流区导流板，将前一级的上部连接次一级的底部。所述的导流区具有折流板，折流板的底部开孔。这样设置的目的是将前一步的产水通过上部引流到下一级设备的底部，均匀布液。这样曲折布水，利用简单的机构实现充分反应的，防止絮体堵塞填料的目的。

优选的，沉淀过滤区的沉淀过滤装置，可以采用如下结构：设中空的中心筒，中心筒的上端开口、底部密封，中心筒和中和絮凝区连通，中心筒外的沉淀池内设滤框，滤框外有出水口，滤框内部向下有排泥斗、排泥口。这样设置，结构紧凑，不需要额外使用动力，利用自身的水流流动，将中和絮凝的来水，导入中心筒后，从中心筒顶部溢出，再流入周围的存水区，存水区的外面环绕着滤框，滤框内部设1nm过滤网，截流污泥，过滤清液。滤框上随着水流流过，会沉积有滤饼层，滤饼层可以通过底部的排泥斗和排泥口排出，滤清水穿过滤框从出水口排出。

优选的，催化填料层是以复配多孔物质为载体，填充贵金属、稀土金属氧化物和过渡金属氧化物其中的一种或多种催化剂，自由堆成。填料表面光滑圆润，不粘附。

优选的，催化填料层外部套有框体固定。这样填料不容易堵塞，同时也更换方便。

使用时，利用上述的设备，难降解有机废水通过进水管与h2so4混合进入预酸化区，由ph计控制h2so4投加量，在预酸化区进口处使用加药泵投加硫酸亚铁，搅拌均匀，经过预酸化区底部的通道进入混合区，混合区顶部投加h2o2，搅拌均匀，进入导流区，通过导流区的导流板从底部进入第一级催化氧化反应区，完成升流式进水，第一级催化氧化反应区出水再进入折流区，同样方式通过第二级催化氧化反应区，在反应期间曝气设备开启，在ph中和絮凝区将ph回调至ph6～7，可以使用液碱，并投加絮凝剂，可以使用pam，搅拌均匀，泥水混合物流入沉淀过滤区中空的中心筒，从中心筒的上端开口处流出，污泥沉积在滤框上，向下由排泥斗、排泥口排出，过滤清水从出水口排出。

有益效果：

1、该难降解有机废水催化氧化处理装置：最左端设置预酸化区，预酸化区外壁右侧设置混合区，混合区外壁右侧设置折流区，折流区外壁右侧设置催化氧化反应区，催化氧化反应区若为2级时，催化氧化反应区1与催化氧化反应区2之间设折流区，催化氧化反应区2外壁右侧设ph中和絮凝区，ph中和絮凝区外壁右侧设沉淀过滤区，沉淀过滤器与滤网间是存水区，存水区下部设排放口；催化氧化反应区1、2内填料使用框体装入反应区，这样的结构共用部件多，非常紧凑，各个部件组装容易，便于吊装检修。结构简单、方便检修的目标、降低了维修成本。

2、该难降解有机废水催化氧化方法。此工艺方法是利用复合催化剂作用下，将o2还原成h2o2，然后在fe2+的催化作用下，原位产生强氧化性的羟基自由基(·oh)；采用曝气式模拟的膨胀流化方式，使氧化产生的三价铁(fe³+)极易与填料结合，形成羟基氧化铁结晶体(feooh)，羟基氧化铁作为过氧化氢(h2o2)的催化剂，在酸性条件下溶出并产生fe²+，与h2o2反应，产生目前为止最强的氧化剂-羟基自由基，将污水中的难降解有机物氧化去除。二者共同作用下将有毒难降解污染物分解转化为易生化处理的小分子物质，提高废水的可生化性。这种填料方式，减少了硫酸亚铁和双氧水的投加量，降低了污泥产生了，减少了二次处理费用，而传统添加液体试剂的方式ph值条件敏感，而且需要的药剂量比较大，复合催化剂由于内部填料羟基氧化铁结晶体的存在，扩大了ph的适应范围，催化剂不会流失，添加的药剂也较少，去除cod的效率高。

附图说明

图1为本实用新型的难降解有机废水催化氧化处理装置示意图

图2为本实用新型的折流板的侧视图。

其中，1是预酸化区，2是混合区，3是催化氧化反应区、4是中和絮凝区、5是沉淀过滤区、6是出水口，7是搅拌机，8是曝气盘，9是排泥口，10是沉淀池中心筒

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种难降解有机废水催化氧化处理装置，该装置依次设置有预酸化混合区1、2，预酸化混合区1、2设有ph探头与加酸泵联动，催化氧化反应区3、中和絮凝区4、沉淀过滤区5，预酸化混合区1有两级或两级以上的分区，分区底部连通，每个分区内均设置搅拌机7、顶部设置加药管；催化氧化反应区3内设置催化填料层、底部设曝气盘8、排泥斗、排泥口9；中和絮凝区4有两级，底部连通，设有搅拌机7、顶部加药管、沉淀过滤区5的沉淀池内设置的沉淀过滤分离装置，分离装置的底部设排泥斗、排泥口9，沉淀过滤区5的一侧设置有出水口6。

预酸化混合区上部通过导流区导流板连通催化氧化反应区3的底部。催化氧化反应区3有两级，第一级上部设置有导流区导流板连通至第二级的底部。导流区具有折流板，折流板的底部开孔。

沉淀过滤区5设中空的中心筒10，中心筒10的上端开口、底部密封，中心筒10和中和絮凝区4连通，中心筒10外的沉淀池内设滤框，滤框外有出水口6，滤框内部向下有排泥斗、排泥口9。

催化填料层是以复配多孔物质为载体，填充贵金属、稀土金属氧化物和过渡金属氧化物其中的一种或多种催化剂，自由堆成，催化填料层外部套有框体固定。

实施例2

使用时，难降解有机废水通过进水管与h2so4混合进入预酸化混合区1，由ph计控制h2so4投加量，控制ph＝3～4；在预酸化混合区1进口处使用加药泵投加硫酸亚铁，经过预酸化区进入混合区，混合区顶部投加h2o2，进入折流区，通过折流区进入催化氧化反应区3，完成升流式进水，催化氧化反应区3出水进入折流区后，同样方式通过催化氧化反应区3的第二级，边进水催化反应边曝气，通过催化反应区3后进入ph中和絮凝区4，在ph中和絮凝区4使用液碱回调至ph6～7，并投加pam絮凝，泥水混合物通过沉淀过滤沉淀过滤，出水口6排水，排泥口9排放浓缩后的污泥。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。