CN104355393B - 一种再生水中微量有毒有害有机污染物的深度处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种再生水中微量有毒有害有机污染物的深度处理方法，属水处理领域。包括：使待处理的再生水进入反应器，向所述反应器内加入臭氧进行臭氧氧化反应，并向所述反应器内电化学反应装置通电流经电化学催化进行氧化还原反应；由所述臭氧氧化反应与所述氧化还原反应协同对所述反应器内的城市再生水进行催化促进臭氧分解产生羟基自由基降解去除再生水中的微量有毒有害有机污染物，去除后的再生水直接排放或回用。由臭氧氧化反应与电化学催化的氧化还原反应同时对反应器内的城市再生水进行协同作用催化促进臭氧分解产生羟基自由基降解去除再生水中的微量有毒有害有机污染物，去除后的再生水直接排放或回用。其处理效果好，效率高，运行成本低。

Description

一种再生水中微量有毒有害有机污染物的深度处理方法

技术领域

本发明涉及再生水的处理领域，特别是涉及一种再生水中微量有毒有害有机污染物的深度处理方法。

背景技术

随着社会经济的发展，水环境污染越来越严重，水资源短缺成为世界性难题。因些，城市再生水作为一种可替代的水资源便具有重大的发展优势和发展潜力，它可以替代自来水作为工业循环冷却水、洗车用水以及园林、绿化、冲刷道路等市政用水，从而改变城市水资源短缺的局面。以往人们对再生水通常只关注常规污染物——氮磷和COD的去除，而对非常规的微量有毒有害有机物存在的安全隐患没有给予足够的重视。由于再生水回用的同时也会存在生态风险和健康风险，再生水中含有的有毒有害有机物、致病菌等污染物质，可能会随着再生水的回用而在环境中不断累积，从而增加了环境风险和健康风险，易引发环境安全问题，因此需要对有毒有害有机物、致病菌等非常规污染物进行重点关注，以降低再生水回用的风险。《新再生水水质标准》中对非常规污染物关注程度提高，非常规污染物控制技术和设备需求迫切。然而我国再生水回用技术方面主要存在以下问题：(1)再水中非常规污染物如微量有毒有害有机物对再生水利用途径均有危害，传统污水处理技术无法实现其有效去除；(2)目前再生水中非常规微量有机污染物的深度处理技术存在能耗高、技术落后单一的特点，难以大规模推广应用。

发明内容

基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种再生水中微量有毒有害有机污染物的深度处理方法，以较低成本，高效处理再生水中的微量有毒有害有机污染物。

为解决上述技术问题，本发明提供一种再生水中微量有毒有害有机污染物的深度处理方法，包括：

使待处理的再生水进入反应器，向所述反应器内加入臭氧进行臭氧氧化反应，并向所述反应器内电化学反应装置通电流经电化学催化强化氧化还原反应；

由所述臭氧氧化反应与所述氧化还原反应协同对所述反应器内的城市再生水进行催化促进臭氧分解产生羟基自由基降解去除再生水中的微量有毒有害有机污染物，去除后的再生水直接排放或回用。

本发明的有益效果为：通过向反应器内待处理的城镇再生水施加臭氧与通电流，在臭氧的臭氧氧化反应与电流的电化学催化强化氧化还原反应协同作用下，催化促进臭氧分解产生更多羟基自由基降解去除再生水中的微量有毒有害有机污染物，完成了再生水的深度处理，由于臭氧氧化与电化学反应协同作用提高了处理效率，进而也降低了运行能耗，降低运行成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的处理方法流程图；

图2是本发明实施例提供的方法中使用的反应器结构示意图；

图3是图2的A-A向剖视图；

图4是图2的俯视图。

具体实施方式

下面对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明的保护范围。

图1所示为本发明实施例提供的一种再生水中微量有毒有害有机污染物的深度处理方法，能低成本、高效去除再生水中微量有毒有害有机污染物，实现对再生水的深度处理，该方法包括：

使待处理的再生水进入反应器，向所述反应器内加入臭氧进行臭氧氧化反应，同时向所述反应器内电化学反应模块装置通电流经电化学催化强化氧化还原反应，优选的，反应时间为10～20min；

由所述臭氧氧化反应与所述电化学氧化还原反应协同对所述反应器内的城市再生水进行催化促进臭氧分解产生更多羟基自由基降解去除再生水中的微量有毒有害有机污染物，去除后的再生水直接排放或回用。

上述方法中，向所述反应器内加入臭氧以气流形式按5～20mg/L的投加量加入。

上述方法中，臭氧从所述反应器的底部加入。

上述方法中，向所述反应器内施加的电流为10A，电流的施加位置位于所述臭氧加入位置的上方。

上述方法中，反应器结构如图2至4所示，是一种臭氧电化学联合氧化水处理反应器，能实现对再生水进行臭氧与电化学联合氧化处理，除去再生水中一些微量有毒有机物，该反应器包括：

箱体1，其下部设有进水管6，上部设有出水管8；优选的，箱体1可采用长筒形立式结构，可以采用不锈钢箱体或PVC箱体，保证耐腐蚀性；

臭氧曝气装置3，设置在箱体1内底部，与箱体1外接入的臭氧进气管7连接；优选的，该臭氧曝气装置3可采用微孔曝气盘，能增加臭氧在水中的曝气效果，提升氧化效果；

电化学反应装置4，设置在箱体1内，处于臭氧曝气装置3上方，该电化学反应装置4的导线柱5端部设置在箱体1顶部，方便与外部电源连接；

箱体1顶部设有排气管9。优选的，可在箱体1顶部设置集气罩13，排气管9与集气罩13连通。

上述反应器还包括：导流筒2，固定设置在箱体1内，为两端开口的筒状结构，套在臭氧装置3和电化学反应装置4外面，电化学反应装置4的电极板可通过支撑杆11固定在导流筒2上。该导流筒2为PVC材质的导流筒，可在该导流筒2上部外壁与箱体内壁之间经连接件12连接，来固定该导流筒2，连接件12可采用不锈钢部件。通过在臭氧装置2和电化学反应装置4外面设置导流筒2，可利用导流筒2的导流作用实现反应的内循环，导流筒将上升流和下降流的通道分开，减小气体和水流扩散区域，降低流动阻力，起到搅拌装置的作用；同时，反应器箱体内的涡流和湍流加剧，增加氧化反应接触面积，提高反应效率；并且水流经导流筒形成循环流动增加水流与氧化剂的接触反应时间，提高反应效果。

上述反应器中，电化学反应装置4由电极板模块和与该电极板模块连接的导线柱5构成，导线柱的长度大于电极板的高度，电极板可采用具有钌铱金属涂层的钛板，通过采用长导线柱及特殊的电极板，有效克服了臭氧对电化学反应装置4的腐蚀，保证了反应器的稳定运行。另外，由于采用比传统电极板导线柱长的导线柱，在反应器内以导线柱代替导线接到反应器外部，在保证电极板能在最优位置催化臭氧的同时，也避免导线在反应器中受到臭氧腐蚀。

上述反应器中，箱体的底部设有放空管10，放空管10上设有控制阀，方便检修时时排空箱体内的剩水。臭氧进气管7上设有阀门和流量计，方便对输入的臭氧计量及控制。

下面结合具体实施例对本发明的处理方法作进一步说明。

可采用上述实施例中如图2至4所示的能保证运行时间较短及保证长期运行稳定性的反应器，将待处理的城市再生水通过泵提升进入反应器内，然后从臭氧发生器内产生的臭氧以5-20mg/L的投加量以气流形式通过管路进入反应器内设置的曝气装置，以臭氧经曝气装置微小气泡形式进入反应器内，与反应器内进入的水流迅速接触；反应器内在曝气装置上方设置电化学反应装置，电化学反应装置由表面附着金属层处理过的阴阳金属钛极板组成，阴阳极板间隔一定距离交替组合排列，并通过配件连接阴阳极线柱与直流电源相通；夹杂着臭氧微气泡的水流在上升过程中与电极模块装置接触，以外接直流电源给电极板通入10A电流，引发电极板上发生氧化还原反应从而与水中臭氧产生协同作用催化促进臭氧分解产生更多的羟基自由基来降解再生水中的微量有毒有害有机污染物，以实现水中污染物的降解与去除；水流在上升过程中羟基自由基继续氧化水中的微量有机物，经处理后的水从电化学催化臭氧反应器上部出水口排放。

本发明有机结合了电化学法与臭氧氧化法，形成一种以电化学为催化方法的臭氧强氧化的处理方法，与目前再生水深度处理工艺相比具有以下有益效果：(1)处理效果好，可实现快速降解再生水微量有机污染物的目的；(2)应用灵活，操作简便，可根据水质条件改变运行方式；(3)由于处理效率高降低使用能耗，节约运行成本。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种再生水中微量有毒有害有机污染物的深度处理方法，其特征在于，包括：

使待处理的再生水进入反应器，向所述反应器内加入臭氧进行臭氧氧化反应，臭氧投加量为5～20mg/L,并向所述反应器内电化学反应装置通电流经电化学催化进行氧化还原反应，向所述反应器内施加电流经电化学催化进行氧化还原反应的反应时间为10～20分钟，向所述反应器内施加的电流为10A，电流的施加位置位于所述臭氧加入位置的上方；

所述反应器包括：箱体，其下部设有进水管，上部设有出水管；臭氧装置，设置在所述箱体内底部，与所述箱体外接入的臭氧进气管连接；电化学反应装置，设置在所述箱体内，处于所述臭氧装置上方，该电化学反应装置的导线柱端部设置在所述箱体顶部；所述箱体顶部设有排气管；还包括：导流筒，固定设置在所述箱体内，为两端开口的筒状结构，套在所述臭氧装置和电化学反应装置外面；

由所述臭氧氧化反应与所述氧化还原反应协同对所述反应器内的城市再生水进行催化促进臭氧分解产生羟基自由基降解去除再生水中的微量有毒有害有机污染物，去除后的再生水直接排放或回用。

2.根据权利要求1所述的一种再生水中微量有毒有害有机污染物的深度处理方法，其特征在于，所述向所述反应器内加入臭氧以气流形式按20mg/L的投加量加入。

3.根据权利要求1所述的一种再生水中微量有毒有害有机污染物的深度处理方法，其特征在于，所述臭氧从所述反应器的底部加入。

4.根据权利要求1所述的一种再生水中微量有毒有害有机污染物的深度处理方法，其特征在于，其特征在于，所述导流筒为PVC材质的导流筒。

5.根据权利要求1或2所述的一种再生水中微量有毒有害有机污染物的深度处理方法，其特征在于，所述电化学反应装置由电极板和与该电极板电连接的所述导线柱构成，所述导线柱的长度大于所述电极板的高度；

所述电极板采用具有钌铱金属涂层的钛板。

6.根据权利要求1或2所述的一种再生水中微量有毒有害有机污染物的深度处理方法，其特征在于，所述箱体采用不锈钢或PVC材质的长筒形立式结构箱体；

所述箱体顶部设有集气罩，所述排气管与所述集气罩连通；

所述箱体的底部设有放空管，放空管上设有控制阀；

所述臭氧进气管上设有阀门和流量计。