高盐废水芬顿试剂与水力空化联合处理系统及方法与流程

本发明涉及高盐废水处理，具体涉及高盐废水芬顿试剂与水力空化联合处理系统及方法。

背景技术：

1、众所周知，高盐废水是指总含盐质量分数至少1％的废水，其主要来自化工厂及石油和天然气的采集加工等，这种废水含有多种物质(包括盐、油、有机重金属和放射性物质)，去除高盐废水中的有机物对环境的影响至关重要。

2、现有技术对废水的处理方式通常为物化法、生物法或二者的结合，高含盐废水生物处理流程与普通生物处理流程基本一样,主要包括调节池、曝气池、二沉池、污泥回流、剩余污泥脱水、投加营养盐，但是在处理钙离子浓度高的废水时，由于活性污泥中的无机成分高，有机物去除能力较低，较低负荷情况下运行，污染物的去除率要高于高负荷条件下，但是延时曝气存在污泥龄长，水力停留时间长，活性污泥容易老化，絮凝性能变差，最终影响出水效果的问题，不太适合处理高盐废水；芬顿试剂为常见的高浓度污水处理方法，过氧化氢与亚铁离子的结合即为芬顿试剂，其中fe2+离子主要是作为同质催化剂，h2o2起氧化作用，在催化剂作用下，过氧化氢能产生两种活泼的氢氧自由基，从而引发和传播自由基链反应，加快有机物和还原性物质的氧化，芬顿试剂具有极强的氧化能力，特别适用于某些难生物降解的或对生物有毒性的工业废水的处理，但是芬顿试剂存在一定的使用局限性，其反应时间较长，会产生大量的污泥。

3、水力空化是指在液体经过的管道某处人为制造低压强、高流速的状态，当液体压强小于饱和蒸汽压时，液体中的气泡就会不断膨胀，体积变大，而随着流体运动，气泡到达高压强、低流速区域之后，气泡就会塌缩、爆裂，在空化泡崩溃的瞬间，会在其周围极小空间范围内产生出高温和高压，高温度变化率，并伴有强烈的冲击波和微射流，这些极端环境足以将泡内气体和液体交界面的介质加热分解为强氧化性的物质如·o,·oh,·ho2等，从而促进有机物的“水相燃烧”反应，可以有效的降解复杂的有机物，其和芬顿试剂联合使用可对高盐废水进行催化氧化处理，可实现优势互补。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了高盐废水芬顿试剂与水力空化联合处理系统及方法，其便于解决上述的现有技术中芬顿试剂方式反应时间较长，会产生大量污泥的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：高盐废水芬顿试剂与水力空化联合处理系统，包括初滤单元、蒸发单元、联合处理单元和吸附单元，所述初滤单元包括初滤箱，所述初滤箱的底端固定连接有多个支腿，所述初滤箱连通有进料管，所述初滤箱的内部固定安装有过滤网，所述初滤箱的内部连接有搅拌清洁机构，所述初滤箱的底端连通有排料筒，所述排料筒连接有排料机构；

5、所述蒸发单元包括蒸发塔和冷水机，所述蒸发塔通过进液管和初滤箱的底部连通，所述蒸发塔的内部固定连接有导热板，所述导热板的下方安装有加热器，所述蒸发塔的顶部连通有出气管，所述出气管的外围固定套装有冷却箱，所述出气管的外围绕设有冷却管，所述冷却管位于冷却箱的内部，所述冷水机连通有第一水泵，所述第一水泵通过送水管和冷却管连通，所述冷却管的另一端通过回水管和冷水机连通，所述出气管通过三通阀门连通有二次蒸发水管和冷凝水管，所述二次蒸发水管的底部和蒸发塔的中部连通，所述冷凝水管连通有第二水泵，所述蒸发塔开设有清理口，清理口处通过多个安装螺栓连接有清理板；

6、所述联合处理单元包括空化筒和均化室，所述空化筒的底端固定连接有多个支撑架，所述均化室固定连接在空化筒的顶端，所述均化室通过送液管和第二水泵的出水端连通，所述均化室的顶端通过两个加料管连通有fe2+离子料筒和h2o2料筒，所述fe2+离子料筒和h2o2料筒的内部分别盛放有fe2+离子和h2o2，所述加料管上设置有电磁阀，所述均化室的内部连接有搅拌机构，所述空化筒的内部开设有两组相对设置的空化腔，每组空化腔包括两个首尾相通的锥形空化室，并且四个锥形空化室的锥顶均朝向中间位置，所述锥形空化室通过进液口和均化室连通，所述空化筒的内部转动连接有两个转杆，两个所述转杆分别穿过对应的一组空化腔，所述转杆的外围固定连接有两个螺旋叶片，所述螺旋叶片位于对应的锥形空化室的内部，并且两个转杆上的螺旋叶片旋向相反，所述空化筒连接有用于驱动两个转杆转动的驱动机构，并且两个转杆的旋转方向相反，所述空化筒的中间位置开设有冲击腔，所述冲击腔和位于中间位置的两个锥形空化室连通；

7、所述吸附单元包括吸附箱，所述吸附箱位于空化筒的底部，所述吸附箱的顶端安装有第三水泵，所述第三水泵通过抽液管和冲击腔连通，并且第三水泵通过出液管和吸附箱的顶部连通，所述吸附箱的内部固定连接有放置板，所述放置板上开设有多个过滤孔，所述放置板的顶端放置有活性炭，所述吸附箱上开设有更换口，并且更换口处通过多个固定螺栓连接有挡板，所述吸附箱的底部连通有排液管，所述排液管上设置有电磁阀。

8、优选的，所述搅拌清洁机构包括第一电机，所述第一电机安装在初滤箱的侧壁上，所述初滤箱的内部转动连接有转轴，所述第一电机的输出端伸入初滤箱的内部并和转轴固定连接，所述转轴的外围固定连接有多个固定杆，对应的多个固定杆远离转轴的一端固定连接有转板，所述转板远离转轴的一端固定连接有毛刷，所述毛刷和过滤网接触。

9、进一步的，所述排料机构包括落料板和排料板，所述落料板位于排料板的上方，所述排料筒上开设有两个和落料板以及排料板匹配的滑槽，所述落料板和排料板的左侧和右侧均固定连接有齿条，所述齿条有齿的一端朝向排料筒的中间位置，所述排料筒上开设有四个和齿条匹配的齿槽，齿槽和对应的滑槽连通，所述排料筒上开设有多个驱动槽，驱动槽的内部转动连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮和上下对应的两个齿条啮合，位于落料板和排料板同一侧的多个驱动齿轮之间传动连接，并且对应的两个驱动齿轮之间固定连接有传动杆，所述排料筒的侧壁安装有第二电机，所述第二电机的输出端和对应的驱动齿轮固定连接，所述落料板和排料板相对的一端均固定连接有两个密封板，所述密封板和对应的滑槽呈密封滑动配合。

10、再进一步的，所述搅拌机构包括第三电机，所述第三电机安装在均化室的侧壁上，所述均化室的内部转动连接有搅拌轴，所述第三电机的输出端伸入均化室的内部并和搅拌轴固定连接，所述搅拌轴的外围固定连接有多个搅拌杆。

11、作为本方案进一步的方案，所述驱动机构包括第四电机，所述第四电机通过安装架安装在空化筒的侧壁上，所述空化筒的侧壁固定连接有两组支撑板，每组支撑板之间均转动连接有驱动杆，两个所述驱动杆相互靠近的一端均固定连接有从动斜齿轮，所述第四电机的输出端固定连接有驱动斜齿轮，所述驱动斜齿轮和两个从动斜齿轮啮合，所述驱动杆和对应的转杆传动连接。

12、作为本方案再进一步的方案，所述驱动齿轮远离落料板和排料板的一端通过连接杆固定连接有第一链轮，位于落料板和排料板同一侧的多个第一链轮之间通过第一链条传动连接，所述排料筒上开设有两个传动槽，所述第一链轮和第一链条位于对应的传动槽的内部，所述第二电机的输出端伸入传动槽的内部并和对应的第一链轮固定连接。

13、在前述方案的基础上，两个所述驱动杆相互远离的一端固定连接有第二链轮，两个所述转杆相互远离的一端均穿过空化筒并固定连接有第二链轮，位于空化筒同一侧的两个第二链轮之间通过第二链条传动连接。

14、在前述方案的基础上进一步的，所述空化筒的两侧均固定连接有防护罩，所述第二链轮和第二链条位于对应的防护罩的内部，所述驱动杆和转杆和对应的防护罩转动连接。

15、在前述方案的基础上再进一步的，所述fe2+离子料筒和h2o2料筒上均开设有观察口，观察口的内部安装有透明观察窗。

16、高盐废水芬顿试剂与水力空化联合处理系统及方法，包括以下步骤：

17、s1、首先将高盐废水从进料管送入初滤箱的内部，过滤网对高盐废水进行初步过滤，将高盐废水中的大块杂质留置在初滤箱的内部，操作人员开启第一电机，第一电机带动转轴转动，转轴带动固定杆和转板转动，带动毛刷对过滤网进行清理，将过滤网上的杂质清理下来，操作人员开启第二电机，第二电机带动对应的第一链轮转动，在第一链条的传动作用下实现多个第一链轮的同步转动，第一链轮带动连接杆和驱动齿轮转动，对应的驱动齿轮带动传动杆和另一侧的对应的驱动齿轮转动，该驱动齿轮带动对应的连接杆和第一链轮转动，在第一链条的传动作用下实现另一侧多个第一链轮和多个驱动齿轮的同步转动，从而实现多个驱动齿轮的同步转动，驱动齿轮带动上下对应的两个齿条相对移动，从而使落料板和排料板相对移动，落料板开启状态时排料板处于关闭状态，密封板对滑槽处进行密封，过滤下的杂质落入排料筒的内部，然后操作人员控制第二电机反转，使落料板和排料板向相反的方向移动，落料板关闭对高盐废水进行阻挡，排料板开启，使排料筒内的杂质落下进行进一步处理；

18、s2、初滤完毕的高盐废水从进液管进入蒸发塔的内部，高盐废水处于导热板的顶端，操作人员开启加热器，加热器对蒸发塔的内部以及导热板进行加热，使高盐废水进行蒸发，高盐废水蒸发出水蒸气，水蒸气进入出气管的内部，冷水机制造冷水，第一水泵将冷水送入冷却管的内部对出气管进行冷却，从而使水蒸气冷凝为冷凝水，冷却管内的冷水通过回水管流回冷水机进行重复利用，初始三通阀门对冷凝水管进行关闭，二次蒸发水管处于开启状态，冷凝水通过二次蒸发水管流回蒸发塔的内部进行二次蒸发，然后控制三通阀门关闭二次蒸发水管，对冷凝水管进行开启，二次蒸发的冷凝水从冷凝水管进入第二水泵内部，旋松安装螺栓对清理板进行拆卸，可将蒸发完毕的结晶物从蒸发塔的内部清理出来；

19、s3、操作人员开启第二水泵，第二水泵将蒸发完毕的冷凝水送入均化室的内部，操作人员控制电磁阀对加料管进行开启，使fe2+离子和h2o2落入均化室的内部，并通过电磁阀对fe2+离子和h2o2的添加量进行控制，操作人员开启第三电机，第三电机带动搅拌轴和搅拌杆进行转动，使fe2+离子、h2o2和高盐废水充分混合，h2o2在fe2+的催化作用下，产生两种活泼的氢氧自由基，引发和传播自由基链反应，对高盐废水中的有机物和还原性物质进行氧化，然后高盐废水在第三水泵的作用下从落液孔抽入对应的锥形空化室的内部，第四电机带动驱动斜齿轮转动，驱动斜齿轮带动两个从动斜齿轮相对转动，使两个驱动杆相对转动，在第二链轮和第二链条的传动作用下使两个转杆相对转动，使两个转杆上的螺旋叶片相反转动，从而使两股高盐废水的流动方向相反，高盐废水在锥形空化室内被迫高速旋转，当液体的静压降落至临界值以下，空腔开始形成并不断扩大，随着锥形空化室的出口处的压力突然增加，空腔无法再承受周围压力，空腔剧烈破灭，并且在冲击腔处两股旋向相反的高盐废水相互冲击，在此过程中，空腔周围会产生极高的温度和强烈的压力波，空化气泡剧烈破灭时不对称，形成高速微射流，这些极端环境将泡内气体和液体交界面的介质加热分解为强氧化性的物质，从而对高盐废水中的复杂有机物进行降解，以实现芬顿试剂与水力空化联合对高盐废水的净化处理；

20、s4、经过芬顿试剂与水力空化联合处理完毕的高盐废水落入吸附箱的内部，活性炭对高盐废水中的异味和部分杂质进行吸附，处理完毕的净水穿过放置板落入吸附箱的底部储存，需要对净水进行使用时，操作人员控制电磁阀对排液管进行开启，净水通过排液管排出即可。

21、(三)有益效果

22、与现有技术相比，本发明提供了高盐废水芬顿试剂与水力空化联合处理系统及方法，具备以下有益效果：

23、本发明中，高盐废水通过进料管送入初滤箱的内部，通过过滤网对高盐废水中的杂质进行初步过滤，通过搅拌清洁机构对高盐废水进行搅拌，同时对过滤网进行清洁，避免过滤网堵塞，杂质落入排料筒的内部，通过排料机构可对杂质进行排出，过滤完毕的高盐废水进入蒸发塔的内部，通过加热器对高盐废水进行蒸发，冷水机、第一水泵和冷却管配合对出气管进行冷却，使水蒸气冷凝，通过三通阀门控制二次蒸发水管和冷凝水管的开闭，使高盐废水二次蒸发后通过冷凝水管流出，通过第二水泵将冷凝水送入均化室的内部，通过电磁阀控制加料管的开闭，将fe2+离子和h2o2加入均化室的内部，通过搅拌组件对fe2+离子、h2o2和高盐废水充分混合，h2o2在fe2+的催化作用下，对高盐废水中的有机物进行充分氧化，在第三水泵的作用下将高盐废水抽入空化筒的内部，通过锥形空化室使高盐废水高速旋转，在水力空化的作用下使高盐废水中的复杂有机物进一步降解，实现对高盐废水的高效率净化，同时在水力空化的作用下产生的污泥量可大大减小，净化后的高盐废水落入吸附箱的内部，活性炭对高盐废水中的异味和杂质进行吸附，净水储存在吸附箱的内部，该高盐废水芬顿试剂与水力空化联合处理系统使用初滤、蒸发、芬顿试剂与水力空化联合处理以及吸附等步骤对高盐废水进行处理，一定程度上解决了现有技术中芬顿试剂方式反应时间较长，会产生大量污泥的问题。