CN101172690A - 一种废水高级氧化处理实验平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开的废水高级氧化处理实验平台，包括反应水槽、搅拌装置、恒温水槽和支架；搅拌装置位于支架的上部，反应水槽安装在搅拌装置上，出水管的管口位于反应水槽的底部，进水管、进药管及进气管的管口均位于反应水槽的下部，出水管和废水回流管的管口均位于反应水槽的上部，在反应水槽上不同高度处开有取样口，带套管的紫外灯管插入反应水槽中，反应水槽的顶部设有盖板，盖板上开有排气孔；取样回流管的管口位于反应水槽的盖板上或反应水槽的上部；恒温水槽由蓄水槽和提升水泵组成，二者通过管道连接；蓄水槽通过管道与废水回流管口相连。本装置具有实验内容多样、操作方便、体积小，便于移动、应用范围广等优点。

Description

一种废水高级氧化处理实验平台

技术领域

本发明属于废水处理实验设备，具体地说，它涉及一种实验平台，尤其是废水高级氧化处理实验平台。

背景技术

现代工业生产特别是化工工业的发展，工业废水的成分日益复杂，尤其是化工合成的有机物，往往难以用传统的废水处理方法(主要是生物处理法)去除，因此，世界各国加强了高级氧化技术的开发与应用。高级氧化技术(Advanced Oxidation Process简称AOPs)又称深度氧化技术，是Glaze于1987年首次提出的，泛指反应过程有大量的羟基自由基参与的化学氧化技术。其基础在于运用催化剂、辐射，有时还与氧化剂结合，在反应中产生的活性极强的羟基自由基(·OH)，再通过羟自由基与有机物之间的加合、取代、电子转移等使污染物全部或接近全部矿质化，该技术与生物处理法结合具有反应速度快、处理完全、无公害、适用范围广等优点。因此在废水处理中的应用受到了普遍重视。

近20年来，高级氧化技术(AOP)已有了长足的发展，其中的有些技术已经应用于很多领域的水处理中，包括净化饮用水、工业废水、地下水和垃圾填埋场渗滤液等。概括的说，高级氧化法最显著的特点是以羟基自由基为主要氧化剂与有机物发生反应，能够产生羟基自由基的方法都可以归入高级氧化方法范畴。如臭氧氧化方法、过氧化氢氧化方法、二氧化氯氧化方法、紫外辐照方法、超声氧化方法、微波方法等。但是单独使用这些方法来分解难降解有机污染物的效果往往不够理想，更有效的方法是将这些单独方法联用，以产生高浓度羟基自由基来加速有机污染物的分解反应。

目前各高校的工业废水处理实验，基本上都是通过老师的讲解，学生根据实验指导书和预先安装好的单独的高级氧化实验装置，对实验现象进行观察，记录数据，完成报告。这种预先设计好的实验，往往是验证性的，学生主动参与性较差，所以缺乏兴趣。另外，由于不同的实验用不同的设备，且设备往往较大，移动性差，套数有限甚至只有一套，学生难以在短期内轮转，所以与课程的同步性不好，影响了学生对课程的理解。

发明内容

本发明的目的在于提供一种克服上述传统废水高级氧化实验装置缺陷的实验平台，即废水高级氧化处理实验平台，该实验平台实验内容多样、操作方便、体积小，便于移动、应用范围广。

本发明提供的一种废水高级氧化处理实验平台，其特征在于：该实验平台包括反应水槽、搅拌装置、恒温水槽和支架，搅拌装置为电磁搅拌器或微波发生器，当搅拌装置采用电磁搅拌器时，在反应水槽的底部放置有磁力搅拌粒子；

搅拌装置位于支架的上部，反应水槽安装在搅拌装置上，出水管的管口位于反应水槽的底部，进水管、进药管及进气管的管口均位于反应水槽的下部，出水管和废水回流管的管口均位于反应水槽的上部，在反应水槽上不同高度处开有取样口，带套管的紫外灯管插入反应水槽中，反应水槽的顶部设有盖板，盖板上开有排气孔；取样回流管的管口位于反应水槽的盖板上或反应水槽的上部；

恒温水槽由蓄水槽和提升水泵组成，二者通过管道连接；蓄水槽通过管道与废水回流管口相连。

本发明为教学提供一个先进的实验平台，是废水高级氧化处理实验教学的物质基础。本实验平台实验平台尺寸小，结构紧凑，占地面积小、操作方便，移动灵活。利用本实验平台可完成多种高级氧化技术的组合与耦合反应等。本发明既具有工业装置结构上的直观性，真实性，又具有动态实验功能上的特殊性。

本实验平台，另配以直流电源、臭氧发生器、氧化剂投加装置、二氧化氯发生器、微波发生器等组成废水处理成套实验设备。与传统的单独的高级氧化实验装置不同，本实验平台除可完成单独的O₃氧化实验、H₂O₂氧化实验、紫外(UV)氧化实验、电解实验、Fenton氧化实验、超声降解实验等，以及以上各氧化技术的组合实验，如UV/O₃氧化实验、H₂O₂/UV氧化实验、超声/UV氧化实验、超声/Fenton氧化实验、H₂O₂/O₃/UV氧化实验等等。

本发明除可用于高校环境工程、给水排水、环境科学、生命科学等专业学生的废水高级氧化实验教学以及研究生和教师的相关科研工作外，还可以广泛用于环境研究相关科研院所的科研工作。因而本平台具有很可观的应用前景。

使用本实验平台时，通过改变氧化剂和氧化气体的种类，或者更换反应水槽下的电磁搅拌器为微波发生器，从而可以分别实现不同的实验组合，进而完成多种实验内内容。

总之，本发明具有实验内容多样、操作方便、体积小，便于移动、应用范围广等优点。

附图说明

图1为废水高级氧化处理实验平台的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步详细的说明，本发明不仅局限于这一个实施例，凡是采用本发明的设计结构和思路，做一些简单的变化或更改的设计，都落入本发明保护的范围。

如图1所示，本发明废水高级氧化处理实验平台包括反应水槽1、搅拌装置2、恒温水槽3和支架4，搅拌装置2为电磁搅拌器或微波发生器。

支架4上安装有上层搁板42和下层搁板43，支架底部可安装万向轮44。反应水槽1和搅拌装置2置于支架4的上层搁板42上，恒温水箱3置于下层搁板43上。支架底部的万向轮44可以使本实验平台具有很好的灵活性。

反应水槽1安装在搅拌装置2上，出水管12位于反应水槽1的底部，进水管口13、进药管口14及进气管口15位于反应水槽1的下部，出水管口17、废水回流管口19和取样回流管口21均位于反应水槽1的上部，在反应水槽1上不同高度处开孔设取样口18，带套管的紫外灯管16插入反应水槽1中，反应水槽的顶部设有盖板，盖板上开有排气孔20，用于多余气体排放。取样回流管口21也可以开在盖板上。

恒温水槽3由蓄水槽31和提升水泵32组成，二者通过管道连接；提升水泵32用于提升加热后的废水回流至反应水槽1；蓄水槽31用于加热废水至所需温度。蓄水槽31通过管道与废水回流管口19相连。

当搅拌装置2采用电磁搅拌器时，在反应水槽1的底部放置有磁力搅拌粒子11。

为提高本发明的技术效果，可以在进水管13、进药管14及进气管15位于反应水槽1的部分开小孔。

使用本废水高级氧化处理实验平台时，具有一定压力的废水从反应水槽1底部的进水管13进入，由于压力作用的结果，在进水管13处的穿孔部水管均匀排出，进药管14加入的氧化剂或进气管15加入的氧化气体进入反应水槽，废水与氧化剂、氧化气体接触发生反应，混合后的废水上升过程中受到紫外灯管16发出的紫外光辐射。废水中污染物质受到氧化剂或氧化气体以及紫外光的共同作用，发生反应，而使废水中的污染物质氧化成无污染的物质或气体，处理后的废水最后从出水管17排出，多余的氧化气体从排气孔20排出。在反应的同时，为了防止废水中污染物质和氧化剂或氧化气体的充分接触，磁力搅拌器带动反应水槽1底部的磁力搅拌粒子11旋转，搅拌废水；并且为了保持废水水温，反应水槽内1的混合废水从下部的出水管12流入恒温水槽，加热后由恒温水槽2上的水泵22将废水通过回流水管19进入反应水槽1。反应过程中可以从取样孔18取样，分析反应进行程度，分析后剩余的废水从取样回流管21排入反应水槽1。

Claims (3)

1.一种废水高级氧化处理实验平台，其特征在于：该实验平台包括反应水槽(1)、搅拌装置(2)、恒温水槽(3)和支架(4)，搅拌装置(2)为电磁搅拌器或微波发生器，当搅拌装置(2)采用电磁搅拌器时，在反应水槽(1)的底部放置有磁力搅拌粒子(11)；

搅拌装置(2)位于支架(4)的上部，反应水槽(1)安装在搅拌装置(2)上，出水管(12)的管口位于反应水槽(1)的底部，进水管(13)、进药管(14)及进气管(15)的管口均位于反应水槽(1)的下部，出水管(17)和废水回流管(19)的管口均位于反应水槽(1)的上部，在反应水槽(1)上不同高度处开有取样口(18)，带套管的紫外灯管(16)插入反应水槽(1)中，反应水槽的顶部设有盖板，盖板上开有排气孔(20)；取样回流管(21)的管口位于反应水槽的盖板上或反应水槽(1)的上部；

恒温水槽(3)由蓄水槽(31)和提升水泵(32)组成，二者通过管道连接；蓄水槽(31)通过管道与废水回流管口(19)相连。

2.根据权利要求1所述的实验平台，其特征在于：进水管(13)、进药管(14)及进气管(15)位于反应水槽(1)的部分开有小孔。

3.根据权利要求1或2所述的实验平台，其特征在于：支架(4)上安装有上层搁板(42)和下层搁板(43)，支架底部安装有万向轮(44)；反应水槽(1)和搅拌装置(2)置于支架(4)的上层搁板(42)上，恒温水箱(3)置于下层搁板(43)上。

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