CN110577274A - 一种废水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种废水处理装置。该废水处理装置包含反应器、与反应器连接的循环罐，所述反应器配置有复数个用以投加臭氧或双氧水的投加点，其包含第一进水口，用以流入待处理的水和/或经循环罐反应的水；第一出水口，用以将经过所述反应器处理的水流至所述循环灌；所述循环罐具有第二进水口、其通过管道连接所述第一出水口；第二出水口，其连接抽取装置的进水端，所述抽取装置的出水端连接至所述第一进水口，通过所述抽取装置将经过循环罐反应的水回抽至反应器；第三出水口，其用以排出处理达标的水，所述循环罐的内部填充有催化填料、底部配置有曝气盘。该装置反应速度快、时间短，反应充分，臭氧利用率高，无二次污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水处理领域，具体的涉及一种通过臭氧与双氧水结合的多点的废水处理装置。
背景技术
我国整体废水排放量逐年增加，自然水体不断恶化。pH值、化学需氧量 (COD)、氨氮是三大主要污染物，且化学需氧量(COD)居首。而污染源方面，以工业废水污染最为严重。
工业废水提标与深度处理项目的处理水源往往是经过生物好氧处理后出水，BOD/COD(生化需氧量/化学需氧量)比值(简称B/C比值)已经相当低，甚至低于0.1，称之为难降解废水。因此，若要进一步降低COD(化学需氧量) 值，则必须采用更加高效的氧化处理技术。而高级氧化技术正是符合此需求的关键技术，它通过产生具有强氧化能力的羟基自由基进行氧化反应去除或降解水、固、气中污染物，将大分子难降解的有机污染物降解为低毒或无毒的小分子或者水。根据羟基自由基产生的机理和反应条件不同，高级氧化技术可以分为光化学氧化技术、电化学氧化技术、臭氧与双氧水(O3/H2O2)氧化技术、芬顿(Fenton)氧化技术、催化湿式氧化技术等。其中，相较其他高级氧化技术，O3/H2O2高级氧化技术因其具有无二次污染、反应条件温和、氧化剂清洁易得的显著优势，成为近年来工业废水提标与深度处理技术领域的一大热点。但是，O3/H2O2高级氧化技术在实际应用中，往往出现因O3利用率较低而导致的设备规模大、运行能耗高、处理效果不尽如人意等诸多问题，技术经济性较差。
发明内容
有鉴于此，针对现有处理装置存在的问题，本申请提出一种废水处理装置，该处理装置基于多相氧化水处理的多点投加循环反应器相结合，通过O3/H2O2多位置点(下简称多点)投加与多次混合进而促进反应进行，从而高效低耗的去除废水中难降解有机污染物，并且抑制溴酸盐生成。该处理装置的反应速度快、时间短；反应充分，能耗低，臭氧利用率达高；反应效率高。
为实现上述目的，本申请采用如下方案，
一种废水处理装置，其特征在于，包含反应器、循环罐，
所述反应器配置有复数个用以投加臭氧或双氧水的投加点，包含
第一进水口，用以流入待处理的水和/或经循环罐反应的水；
第一出水口，用以将经过所述反应器处理的水通过所述第一出水口流至所述循环灌；
所述循环罐具有
第二进水口、其通过管道连接所述第一出水口；
第二出水口，其连接抽取装置的进水端，所述抽取装置的出水端连接至所述第一进水口，通过所述抽取装置将经过循环罐反应的水回抽至反应器；
第三出水口，其用以排出处理达标的水，所述循环罐的内部填充有催化填料、底部配置有曝气盘。
一种废水处理装置，其特征在于，包含反应器，其具有第一进水口、用以流入待处理的水和/或经循环罐反应的水，第一出水口，通过管路连接至循环罐，所述循环罐，其内部填充有催化填料、其底部配置有曝气盘，具有
第二进水口、通过管道连接至第一出水口，
第二出水口、其连接抽取装置并连接至第一进水口，用以将经过循环罐反应的水回抽至反应器，
第三出水口，其用以排出处理达标的水。
优选的，该反应器包含预混合模块、其一侧端配置有第一进水口，用以流入待处理的水和/或经循环罐反应的水，另一端连接双氧水投加模块的一端，所述双氧水投加模块的另一端连接混合模块的一端，所述混合模块的另一端连接臭氧投加模块的一端，臭氧投加模块的另一端连接第二混合模块的一端，第二混合模块的另一端连接反应模块，经反应模块处理的水通过第一出水口流至循环罐。
优选的，该混合模块的长度与所述双氧水投加模块的长度比值介于1～ 10:1。
优选的，该混合模块的长度与所述双氧水投加模块的长度比值2:1。
优选的，该反应器包含有臭氧预混合模块、其一侧端配置有第一进水口，用以流入待处理的水和/或经循环罐反应的水，另一端连接臭氧投加模块的一端、臭氧投加模块的另一端连接臭氧混合模块的一端，臭氧混合模块的另一端连接弯管形反应模块的一端，弯管形反应模块的另一端连接第二臭氧投加模块的一端，第二臭氧投加模块的另一端连接第二混合模块，第二混合模块连接反应模块，经反应模块处理的水通过第一出水口流至循环罐。
优选的，该弯管形反应模块呈C形、U形。
优选的，该废水处理装置投加的臭氧与流入的水的比值介于0.007～0.950。
优选的，该反应器内H2O2投加浓度介于0～50mg/L.
优选的，该废水处理装置，水在所述反应器内的停留时间介于10s～10min，流速介于0.3～3.0m/s。
优选的，该废水处理装置，水在循环罐内停留时间介于30min～60 min。
有益效果
相对于现有技术，本申请实施方式具有如下优点:
1)本申请提出的反应器通过模块化的O3/H2O2多位置点投加与多次混合相结合进而促进反应，这样高效低耗地去除废水中难降解有机污染物，并且抑制溴酸盐生成。
2)循环罐进一步降解有机污染物质。
3)反应器和循环罐共同完成对废水中难降解有机污染物深度去除的处理任务。该实施方式反应速度快、时间短仅需10s-10min，而传统臭氧需要的时间为1～2h；反应充分，能耗低，臭氧的利用率达高，还具有无二次污染、操作简便、占地面积小、自动化水平高等特点。
附图说明
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将变得清楚。
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本发明的原理。
图1为本发明实施例的废水处理装置的结构示意图；
图2为本发明另一实施例的废水处理装置的结构示意图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
本申请提出的废水处理装置，其基于多位置点投加药水(简称多点投加)的多相氧化与循环反应相结合，该废水处理装置包含反应器、其具有第一进水口、第一出水口，循环罐，其具有第二进水口、第二出水口、第三出水口，反应器的第一出水口通过管道连接至循环罐的第二进水口，循环罐的第二出水口通过管道连接至反应器的第一出水口，该装置处理达标的水通过循环罐的第三出水口排出。该反应器配置有依次连接的第一H2O2预混合模块、至少一组第二H2O2投加模块、至少一组第一H2O2混合模块、至少一组O3投加模块、至少一组O3混合模块、O3/H2O2反应模块、催化反应模块，各模块采用法兰连接或螺纹连接或其他管道连接方式。本实施例设备部件为螺纹连接，所有投加模块的前端与后端采用外螺纹时，混合模块的前端与后端为内螺纹，以实现两者自由组装。预混合模块的前端面和反应模块的后端面为管端盖板形式，配有管接件，使其分别与进出水管相连。该反应器可运行在O3氧化(第一工作模式)与O3/H2O2氧化(第二工作模式)两种模式，能够分级分段自由切换，这样通过多点投加与多次混合促进反应进行，高效的去除废水中难降解有机污染物并且抑制溴酸盐生成。该反应器反应速度快、时间短 (该实施方式的反应器反应时间短，仅需10s-10min，而传统臭氧需要的时间为1～2h)，反应充分，能耗低，O3利用率高，达90％以上，反应效率高，难降解有机污染物去除率达60％以上，具有无二次污染、操作简便、占地面积小、自动化水平高。
接下来结合图1，图2来描述本申请实施方式提出的废水处理装置。
如图1所示为本申请实施例的废水处理装置的结构示意图，该废水处理装置包含反应器100、循环罐200，
反应器100包含有第一双氧水预混合模块102、其一侧端配置有第一进水口 101，用以流入待处理的水，其另一端连接第二双氧水投加模块103的一端、第二双氧水投加模块103的另一端连接双氧水混合模块105的一端，双氧水混合模块105的另一端连接臭氧投加模块104的一端，臭氧投加模块104的另一端连接第二混合模块106的一端，第二混合模块106的另一端连接反应模块107，经反应模块107处理的水通过其出水口108(也称第一出水口)流至循环罐200；
循环罐200，其具有第二进水口203、第二出水口、第三出水口204，其内部填充有催化填料201、其底部配置有曝气盘200、第二出水口通过管路连接至循环泵202、并通过循环泵202用以将出水循环回流至反应器100进水口101，如此循环，处理达标的水通过循环罐200的第三出水口204排出。本实施方式中，第一H2O2预混合模块102，用以使得(待处理的废)水在与O3/H2O2接触反应前预先与少量H2O2混合均匀，H2O2预混合模块(102)为通过投加点投加双氧水。相应的，第二H2O2投加模块103、臭氧投加模块104分别通过配置的投加点投加。本设备部件为法兰或螺纹连接，本实施例为法兰连接。两片法兰之间配有密封件，使泄漏可能性降至最低。顺着水流方向而言，所有投加模块的前端面保持一致，可以互相替换。所有投加模块的后端面保持一致，可以互相替换。所有混合模块的前端面保持一致，可以互相替换。所有混合模块的后端面保持一致，可以互相替换。在其他的实施方式中，反应器可仅投加臭氧，或双氧水(H2O2)与臭氧(O3)组合。这样在臭氧氧化模式下，预混合模块不设置H2O2投加器和H2O2混合器。反应器可运行于臭氧氧化模式及O3/H2O2氧化模式，在臭氧氧化模式下只设置臭氧投加及混合集成模块，用来投加臭氧并最大程度地将其与废水分散，以获得最高氧化效率，O3投加及混合集成模块之后设有O3反应模块；在O3/H2O2氧化模式下，预混合模块设置双氧水投加器和双氧水混合器，反应器设置H2O2投加及混合集成模块和O3投加及混合集成模块，用来投加O3和/ 或H2O2并最大程度地将其与废水分散，以获得最高氧化效率，O3投加及混合集成模块之后设有O3/H2O2反应模块。本实施例为O3/H2O2氧化模式，反应器起到氧化剂高效反应作用，气(O3)液(废水)比的介于0.007-0.950(标方/立方)，H2O2浓度的适宜介于0-50mg/L。反应器设计停留时间介于10s-10min。流速的适宜范围为0.3-3.0m/s。循环罐设计停留时间为30min-60min。本实施例较佳的应用于煤气化的废水场合，典型的其为RO浓水，TDS为8000-9000mg/L， COD 150mg/L左右，B/C比值0.1左右，经过本实施例的设备及工艺处理后， COD降低至50mg/L以下，COD去除效率高达66％以上。
上述的施方式中，臭氧/双氧水投加模块的长度相同或大致相同，混合模块的长度与投加模块的长度比值介于1～10:1。较佳的，混合模块的长度与投加模块的长度比值介于2:1，这样充分混合投加的臭氧或双氧水。其内径大致相同，这样降低水流到时的阻力。混合模块的长度，可描述为水在混合模块内的管道中流动的长度，臭氧/双氧水投加模块的长度可描述为在该投加模块内的管道中流动的长度。臭氧/双氧水投加模块、混合模块内管道可配置S形，曲线形等具体视应用场合而定。
如图2所示为本申请第二实施例的废水处理装置的结构示意图，该废水处理装置包含反应器300、循环罐400，
反应器300包含有臭氧(O3)预混合模块301、其一侧端配置有第一进水口 301a，用以流入待处理的水，其另一端连接直管形臭氧(O3)投加模块303a的一端、投加模块303a的另一端连接O3混合模块305a的一端，混合模块305a的另一端连接弯管形O3反应模块304的一端，弯管形O3反应模块304的另一端连接第二臭氧(O3)303b的一端，第二臭氧(O3)303b的另一端连接第二混合模块305b，第二混合模块305b连接反应模块302，经反应模块302处理的水通过其出水口 302a流至循环罐400；
循环罐400，其具有第二进水口404、第二出水口403、第三出水口406，其内部填充有催化填料401、底部侧配置有曝气盘405，通过管路连至循环泵402、并通过循环泵402将循环罐的出水抽至反应器300的进水口301a，如此循环，处理达标的水通过循环罐400的第三出水口406排出至预定场所。O3反应模块304 采用弯管形，如C形，U形等，这样的设计，可节约实施场地的面积。预混合模块301、臭氧(O3)投加模块303a、第二臭氧(O3)303b分别配置有臭氧投加口 (也称臭氧注入口)，通过其注入臭氧。在其他的实施方式中，该臭氧投加口的部分可切换成双氧水投加口，通过其向模块内投加双氧水。第一混合模块305a与第二混合模块305b的长度相同或大致相同。较佳的，第一混合模块305a的长度与投加模块303a的长度比值介于1～10:1。较佳的，第一混合模块305a的长度与投加模块303a的长度比值介于2:1，这样充分混合投加的臭氧或双氧水。其内径大致相同，这样降低水流到时的阻力。在本实施例工艺中的反应器起到氧化剂高效反应作用，气(O3)液(废水)比值介于0.007-0.950(标方/立方)。反应器设计停留时间的适宜范围为10s-10min。流速的适宜范围为0.3-3.0m/s。循环罐 (也称：催化反应罐)停留时间为30min-60min。本实施例中第一臭氧投加模块303a、第二臭氧投加模块303b配置成直管形。较佳的反应器300还配有进水压力表、出水压力表和出水取样口，用来实时监测反应器的运行情况并为合理优化提供数据支持。包含使结构更为紧凑。较佳的，该废水处理装置应用于焦化行业典型综合废水的处理，TDS为2000-3000mg/L，COD 200-250mg/L，B/C比值 0.10-0.20，经过本发明的设备及工艺处理后，COD降低至80mg/L以下，COD去除效率达60％以上。
上述实施方式的反应器，其运行时，可工作于臭氧氧化模式、臭氧/双氧水联合氧化，能够通过臭氧/双氧水投加模块(匹配臭氧/双氧水混合模块)分级分段自由切换组合，通过多点投加与多次混合的实施方式，去除废水中难降解有机污染物，并且抑制溴酸盐生成。各个部件采用法兰连接或螺纹连接或其他管道连接方式。
在一实施方式中，反应器配置成包含，双氧水预混合模块，预先投加少量的双氧水，其后顺次的连接至少一个双氧水投加模块/匹配双氧水混合模块、至少一个臭氧投加模块/匹配臭氧混合模块、反应模块，经过反应模块处理后的水流至循环罐。
在一实施方式中，反应器配置成包含，多个臭氧投加模块、匹配数量的臭氧混合模块，如两个臭氧模块(第一臭氧投加模块/第二臭氧投加模块)、相应的第一臭氧混合模块/第二臭氧混合模块。较佳的，在臭氧投加模块之前配置臭氧预混合模块，预先投加少量的臭氧。在第一臭氧混合模块/第二臭氧投加模块间配置弯管形O3反应模块。在其他的实施方式中，若有多个臭氧投加模块时，也可依次配置弯管形O3反应模块。水在混合模块内的管道内流过时，通过内部构件的剪切作用从而达到均匀混合的效果。
上述实施方式的废水处理装置设计中，其包含反应器、循环罐，该反应器配置有复数个用以投加臭氧或双氧水的投加点，还包含第一进水口，用以流入待处理的水和/或经循环罐反应的水；第一出水口，用以将经过所述反应器处理的水通过所述第一出水口流至该循环灌；该循环罐具有第二进水口、其通过管道连接所述第一出水口；第二出水口，其连接抽取装置的进水端，所述抽取装置的出水端连接至所述第一进水口，通过所述抽取装置将经过循环罐反应的水回抽至反应器；第三出水口，其用以排出处理达标的水，所述循环罐的内部填充有催化填料、底部配置有曝气盘。这样，经过反应器处理的水通过管道流至循环灌，在其内经过催化反应后再通过抽取装置抽取至反应器进行进一步的反应，循环灌处理达标的水通过其第三出水口排至预设的场所。
在反应器的设计中，其包含有依次连接的预混合模块，用以向流入其内的水中投加少量(少量是与其后连接的投加模块的投加的量相比的)的臭氧或双氧水进行混合，投加模块，其连接预混合模块，用以向流入其内的水中投加臭氧或双氧水，与所述投加模块匹配连接的混合模块，用以混合所述投加模块投加的臭氧或双氧水，反应模块，其用以反应与其连接的混合模块流入混合后的水并将反应后的水通过其配置的第一出水口流至循环罐。
在投加模块的设计中，其包含多个投加模块,如第一投加模块、第二投加模块等，每个投加模块配置有臭氧/双氧水的投加点，每个投加点后匹配的连接混合模块。该混合模块用以充分混合投加模块投加的臭氧/双氧水。
在抽取装置的设计，其具有进水端，通过管道连接至反应器的第一出水口，出水端，通过管道连接循环灌的第二进水口。较佳的，该抽取装置为水泵。
在循环罐的设计中，其内部填充有催化填料、底部配置有曝气盘，具有
第二进水口、通过管道连接至第一出水口，第二出水口、其连接抽取装置并连接至第一进水口，用以将经过循环罐反应的水回抽至反应器，第三出水口，其用以排出处理达标的水。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种废水处理装置，其特征在于，包含反应器、与反应器连接的循环罐，所述反应器配置有复数个用以投加臭氧或双氧水的投加点，其包含
第一进水口，用以流入待处理的水和/或经循环罐反应的水；
第一出水口，用以将经过所述反应器处理的水流至所述循环灌；
所述循环罐具有
第二进水口、其通过管道连接所述第一出水口；
第二出水口，其连接抽取装置的进水端，所述抽取装置的出水端连接至所述第一进水口，通过所述抽取装置将经过循环罐反应的水回抽至反应器；
第三出水口，其用以排出处理达标的水，所述循环罐的内部填充有催化填料、底部配置有曝气盘。
2.如权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，所述反应器包含预混合模块，用以将通过第一进水口流入其内的水混合臭氧或双氧水，
至少一个投加模块，用以向其内流入的水中投加臭氧或双氧水，
至少一个与投加模块匹配连接的混合模块，用以混合所述投加模块投加的臭氧或双氧水，
反应模块，用以反应经混合模块混合后的水，并将反应后的水通过第一出水口流至循环罐。
3.如权利要求2所述的废水处理装置，其特征在于，所述预混合模块、其一侧端配置有第一进水口，用以流入待处理的水和/或经循环罐反应的水，另一端连接双氧水投加模块的一端，所述双氧水投加模块的另一端连接混合模块的一端，所述混合模块的另一端连接臭氧投加模块的一端，臭氧投加模块的另一端连接第二混合模块的一端，第二混合模块的另一端连接反应模块，经反应模块处理的水通过第一出水口流至循环罐。
4.如权利要求3所述的废水处理装置，其特征在于，所述混合模块的长度与所述双氧水投加模块的长度比值介于1～10:1。
5.如权利要求4所述的废水处理装置，其特征在于，所述混合模块的长度与所述双氧水投加模块的长度比值2:1。
6.如权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，所述反应器包含有臭氧预混合模块、其一侧端配置有第一进水口，用以流入待处理的水和/或经循环罐反应的水，另一端连接臭氧投加模块的一端、臭氧投加模块的另一端连接臭氧混合模块的一端，臭氧混合模块的另一端连接弯管形反应模块的一端，弯管形反应模块的另一端连接第二臭氧投加模块的一端，第二臭氧投加模块的另一端连接第二混合模块，第二混合模块连接反应模块，经反应模块处理的水通过第一出水口流至循环罐。
7.如权利要求6所述的废水处理装置，其特征在于，所述弯管形反应模块呈C形、U形。
8.如权利要求6所述的废水处理装置，其特征在于，投加的臭氧与流入的水的比值介于0.007～0.950。
9.如权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，水在所述反应器内的停留时间介于10s～10min，流速介于0.3～3.0m/s。
10.如权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，水在循环罐内停留时间介于30min～60min。
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