CN112062395A - 一种工业废气废水光催化氧化处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于工业废水废气处理技术领域，公开了一种工业废气废水光催化氧化处理系统及方法，工业废气、废水收集模块收集工业废气、废水；喷淋模块进行废气喷淋处理；过滤模块进行废水初步过滤；温控模块对废气进行加热冷却；静电处理模块对废气进行除尘处理；废水预处理模块进行废水预处理；过滤模块进行初步过滤；废水分解模块进行分解处理；吸附模块进行吸附处理；光催化氧化处理模块、催化氧化模块进行催化氧化处理；分离模块进行分离处理；检测模块进行检测；排放模块对检测合格的空气与水进行排放。本发明提高了对废水的氧化效果以及氧化效率，同时有效提高了对废水废气的处理效果以及处理效率。
Description
技术领域
本发明属于工业废水废气处理技术领域，尤其涉及一种工业废气废水光催化氧化处理系统及方法。
背景技术
目前：工业废水包括生产废水和生产污水，是指工业生产过程中产生的废水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物。生产过程中排出的水。工业废水具有水质波动较大、污染物种类复杂、难处理等特点，传统的纯生化工艺路线往往无法实现工业废水的达标处理。
在工业废气处理过程中，废气在光催化氧化除臭设备中停留时间一般较短，但废气排放量和排放浓度会时而过大，且不能有效的对工业废气进行处理。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有处理方法只能单纯处理废气或废水，不能同时处理，同时现有的废气、废水处理方法处理不彻底不达标。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种工业废气废水光催化氧化处理系统及方法。
本发明是这样实现的，一种工业废气废水光催化氧化处理系统及方法，所述工业废气废水光催化氧化处理系统包括：
工业废气收集模块、工业废水收集模块、喷淋模块、废水预处理模块、中央控制模块、温控模块、静电处理模块、过滤模块、废水分解模块、吸附模块、光催化氧化处理模块、催化氧化模块、分离模块、检测模块、排放模块；
工业废气收集模块，与中央控制模块连接，用于收集工业废气；
工业废水收集模块，与中央控制模块连接，用于收集工业废水；
喷淋模块，与中央控制模块连接，用于利用清水对收集的废气进行喷淋处理；
废水预处理模块，与中央控制模块连接，用于对收集的工业废水进行预处理；
中央控制模块，与工业废气收集模块、工业废水收集模块、喷淋模块、废水预处理模块、温控模块、静电处理模块、过滤模块、废水分解模块、吸附模块、光催化氧化处理模块、催化氧化模块、分离模块、检测模块、排放模块连接，用于利用控制器或单片机控制各个模块正常工作；
温控模块，与中央控制模块连接，用于利用加热装置或冷却装置对废气进行加热或冷却处理；
静电处理模块，与中央控制模块连接，用于利用静电除尘器对废气进行除尘处理；
过滤模块，与中央控制模块连接，包括废气处理单元以及废水处理单元；用于对工业废气或废水进行初步过滤；
废水分解模块，与中央控制模块连接，用于对工业废水进行分解处理；
吸附模块，与中央控制模块连接，用于利用吸附材料对处理后的工业废气、工业废水进行吸附；
光催化氧化处理模块，与中央控制模块连接，包括初步氧化单元、深度氧化单元以及臭氧处理单元；用于对吸附的工业废气进行光催化氧化处理；
催化氧化模块，与中央控制模块连接，用于对初步处理后的废水进行催化氧化处理；
分离模块，与中央控制模块连接，用于对催化氧化处理后的废气与废水与氧化产物进行分离处理；
检测模块，与中央控制模块连接，包括空气检测单元以及水检测单元，用于对处理后的空气或水进行检测；
排放模块，与中央控制模块连接，用于对检测合格的空气与水进行排放。
进一步，所述过滤模块包括：
废气处理单元，用于利用过滤网或过滤器对喷淋处理后的工业废气进行初步过滤；
废水处理单元，用于利用过滤网对废水中的杂质进行初步过滤。
本发明的另一目的在于提供一种应用于所述工业废气废水光催化氧化处理系统的工业废气废水光催化氧化处理方法，所述工业废气废水光催化氧化处理方法包括：
步骤一，工业废气收集模块收集工业废气；工业废水收集模块收集工业废水；
步骤二，喷淋模块于利用清水对收集的废气进行喷淋处理；过滤模块利用过滤网对废水中的杂质进行初步过滤；
步骤三，温控模块利用加热装置对喷淋处理后的废气进行加热；静电处理模块利用静电除尘器对加热后的废气进行除尘处理；废水预处理模块对收集的工业废水进行预处理；
步骤四，过滤模块对除尘后的工业废气进行初步过滤；废水分解模块对预处理后的工业废水进行分解处理；
步骤五，吸附模块利用吸附材料对处理后的工业废气、工业废水进行吸附；温控模块利用冷却装置对吸附后的废气进行冷却处理；
步骤六，光催化氧化处理模块对冷却后的工业废气进行光催化氧化处理；催化氧化模块对吸附处理后的废水进行催化氧化处理；分离模块对催化氧化处理后的废气与废水与氧化产物进行分离处理；
步骤七，检测模块对处理后的空气或水进行检测；排放模块对检测合格的空气与水进行排放。
进一步，步骤三中，所述废气加热温度为100-300℃。
进一步，步骤三中，所述废水预处理模块对收集的工业废水进行预处理包括：
(1)对收集的废水进行水解酸化处理；
(2)向酸化处理后的废水中添加凝结剂，搅拌，絮凝沉淀；
(3)利用过滤装置过滤沉淀得到上清液，对过滤的上清液利用消毒剂进行杀菌处理；
(4)利用硫酸和氢氧化钠溶液进行pH值调节，即可得预处理的废水。
进一步，步骤(2)中，所述向酸化处理后的废水中添加凝结剂，搅拌，絮凝沉淀包括：
(2.1)向酸化处理的废水中添加碱式氯化铝以及聚丙稀酰胺作为凝结剂；
(2.2)于常温下利用搅拌装置以100-120rpm搅拌20分钟，即可。
进一步，步骤(2.1)中，所述碱式氯化铝添加比例为400～600mg/L，所述聚丙稀酰胺添加比例为25-30mg/L。
进一步，步骤四中，所述废水分解模块对预处理后的工业废水进行分解处理包括：
1)利用甲烷菌厌氧微生物将预处理后的废水中进行厌氧分解；
2)利用好氧微生物对厌氧分解后的废水进行二次分解；
3)培养硝化菌对二次分解后的废水进行氨氮分解，转化为硝酸盐氮；即可。
进一步，步骤五中，所述吸附材料为活性炭或石墨烯。
进一步，步骤六中，所述催化氧化模块对吸附处理后的废水进行催化氧化处理包括：
首先，向废水三氧化二铝球状颗粒作为吸附剂，对废水中的有机物进行富集；
其次，利用微波对富集处理后的污染物进行微波降解，同时利用紫外光源产生紫外光，在光催化剂的作用下进行催化氧化处理；
最后，向反应装置中鼓入空气，在微波作用下，紫外光与鼓入的空气作用产生臭氧，利用臭氧对有机污染物继续氧化，即可。
进一步，所述微波功率为100W～2000W；微波紫外反应时间在10min～60min之间。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明能够同时有效的对工业废气与废水进行采集，同时通过对处理后的废水废气进行检测保证了处理的有效性，保证排放的水以及气体达标，避免污染环境。本发明通过过滤、喷淋、光催化氧化、吸附等多种手段有效的对废气、废水进行处理提高了处理的有效性，提高了对废水的氧化效果以及氧化效率，同时有效提高了对废水废气的处理效果以及处理效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
图1是本发明实施例提供的工业废气废水光催化氧化处理系统包括：
1、工业废气收集模块；2、工业废水收集模块；3、喷淋模块；4、废水预处理模块；5、中央控制模块；6、温控模块；7、静电处理模块；8、过滤模块；9、废水分解模块；10、吸附模块；11、光催化氧化处理模块；12、催化氧化模块；13、分离模块；14、检测模块；15、排放模块。
图2是本发明实施例提供的过滤模块结构示意图；
图中：81、废气处理单元；82、废水处理单元。
图3是本发明实施例提供的的工业废气废水光催化氧化处理方法流程图。
图4是本发明实施例提供的废水预处理模块对收集的工业废水进行预处理的流程图。
图5是本发明实施例提供的废水分解模块对预处理后的工业废水进行分解处理的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种工业废气废水光催化氧化处理系统及方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的工业废气废水光催化氧化处理系统包括：
工业废气收集模块1、工业废水收集模块2、喷淋模块3、废水预处理模块4、中央控制模块5、温控模块6、静电处理模块7、过滤模块8、废水分解模块9、吸附模块10、光催化氧化处理模块11、催化氧化模块12、分离模块13、检测模块14、排放模块15；
工业废气收集模块1，与中央控制模块5连接，用于收集工业废气；
工业废水收集模块2，与中央控制模块5连接，用于收集工业废水；
喷淋模块3，与中央控制模块5连接，用于利用清水对收集的废气进行喷淋处理；
废水预处理模块4，与中央控制模块5连接，用于对收集的工业废水进行预处理；
中央控制模块5，与工业废气收集模块1、工业废水收集模块2、喷淋模块3、废水预处理模块4、温控模块6、静电处理模块7、过滤模块8、废水分解模块9、吸附模块10、光催化氧化处理模块11、催化氧化模块12、分离模块13、检测模块14、排放模块15连接，用于利用控制器或单片机控制各个模块正常工作；
温控模块6，与中央控制模块5连接，用于利用加热装置或冷却装置对废气进行加热或冷却处理；
静电处理模块7，与中央控制模块5连接，用于利用静电除尘器对废气进行除尘处理；
过滤模块8，与中央控制模块5连接，包括废气处理单元81以及废水处理单元82；用于对工业废气或废水进行初步过滤；
废水分解模块9，与中央控制模块5连接，用于对工业废水进行分解处理；
吸附模块10，与中央控制模块5连接，用于利用吸附材料对处理后的工业废气、工业废水进行吸附；
光催化氧化处理模块11，与中央控制模块5连接，包括初步氧化单元、深度氧化单元以及臭氧处理单元；用于对吸附的工业废气进行光催化氧化处理；
催化氧化模块12，与中央控制模块5连接，用于对初步处理后的废水进行催化氧化处理；
分离模块13，与中央控制模块5连接，用于对催化氧化处理后的废气与废水与氧化产物进行分离处理；
检测模块14，与中央控制模块5连接，包括空气检测单元以及水检测单元，用于对处理后的空气或水进行检测；
排放模块15，与中央控制模块5连接，用于对检测合格的空气与水进行排放。
如图2所示，本发明实施例提供的过滤模块8包括：
废气处理单元81，用于利用过滤网或过滤器对喷淋处理后的工业废气进行初步过滤；
废水处理单元82，用于利用过滤网对废水中的杂质进行初步过滤。
如图3所示，本发明实施例提供的工业废气废水光催化氧化处理方法包括：
S101，工业废气收集模块收集工业废气；工业废水收集模块收集工业废水；
S102，喷淋模块于利用清水对收集的废气进行喷淋处理；过滤模块利用过滤网对废水中的杂质进行初步过滤；
S103，温控模块利用加热装置对喷淋处理后的废气进行加热；静电处理模块利用静电除尘器对加热后的废气进行除尘处理；废水预处理模块对收集的工业废水进行预处理；
S104，过滤模块对除尘后的工业废气进行初步过滤；废水分解模块对预处理后的工业废水进行分解处理；
S105，吸附模块利用吸附材料对处理后的工业废气、工业废水进行吸附；温控模块利用冷却装置对吸附后的废气进行冷却处理；
S106，光催化氧化处理模块对冷却后的工业废气进行光催化氧化处理；催化氧化模块对吸附处理后的废水进行催化氧化处理；分离模块对催化氧化处理后的废气与废水与氧化产物进行分离处理；
S107，检测模块对处理后的空气或水进行检测；排放模块对检测合格的空气与水进行排放。
步骤S103中，本发明实施例提供的废气加热温度为100-300℃。
如图4所示，步骤S103中，本发明实施例提供的废水预处理模块对收集的工业废水进行预处理包括：
S201，对收集的废水进行水解酸化处理；
S202，向酸化处理后的废水中添加凝结剂，搅拌，絮凝沉淀；
S203，利用过滤装置过滤沉淀得到上清液，对过滤的上清液利用消毒剂进行杀菌处理；
S204，利用硫酸和氢氧化钠溶液进行pH值调节，即可得预处理的废水。
步骤S202中，本发明实施例提供的向酸化处理后的废水中添加凝结剂，搅拌，絮凝沉淀包括：
向酸化处理的废水中添加碱式氯化铝以及聚丙稀酰胺作为凝结剂；于常温下利用搅拌装置以100-120rpm搅拌20分钟，即可。
本发明实施例提供的碱式氯化铝添加比例为400～600mg/L，所述聚丙稀酰胺添加比例为25-30mg/L。
如图5所示，步骤S104中，本发明实施例提供的废水分解模块对预处理后的工业废水进行分解处理包括：
S301，利用甲烷菌厌氧微生物将预处理后的废水中进行厌氧分解；
S302，利用好氧微生物对厌氧分解后的废水进行二次分解；
S303，培养硝化菌对二次分解后的废水进行氨氮分解，转化为硝酸盐氮；即可。
步骤S105中，本发明实施例提供的吸附材料为活性炭或石墨烯。
步骤S106中，本发明实施例提供的催化氧化模块对吸附处理后的废水进行催化氧化处理包括：
首先，向废水三氧化二铝球状颗粒作为吸附剂，对废水中的有机物进行富集；
其次，利用微波对富集处理后的污染物进行微波降解，同时利用紫外光源产生紫外光，在光催化剂的作用下进行催化氧化处理；
最后，向反应装置中鼓入空气，在微波作用下，紫外光与鼓入的空气作用产生臭氧，利用臭氧对有机污染物继续氧化，即可。
本发明实施例提供的微波功率为100W～2000W；微波紫外反应时间在10min～60min之间。
证明部分(具体实施例/实验/仿真/药理学分析/能够证明本发明创造性的正面实验数据等)
以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，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揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种工业废气废水光催化氧化处理系统，其特征在于，所述工业废气废水光催化氧化处理系统包括：
工业废气收集模块、工业废水收集模块、喷淋模块、废水预处理模块、中央控制模块、温控模块、静电处理模块、过滤模块、废水分解模块、吸附模块、光催化氧化处理模块、催化氧化模块、分离模块、检测模块、排放模块；
工业废气收集模块，与中央控制模块连接，用于收集工业废气；
工业废水收集模块，与中央控制模块连接，用于收集工业废水；
喷淋模块，与中央控制模块连接，用于利用清水对收集的废气进行喷淋处理；
废水预处理模块，与中央控制模块连接，用于对收集的工业废水进行预处理；
中央控制模块，与工业废气收集模块、工业废水收集模块、喷淋模块、废水预处理模块、温控模块、静电处理模块、过滤模块、废水分解模块、吸附模块、光催化氧化处理模块、催化氧化模块、分离模块、检测模块、排放模块连接，用于利用控制器或单片机控制各个模块正常工作；
温控模块，与中央控制模块连接，用于利用加热装置或冷却装置对废气进行加热或冷却处理；
静电处理模块，与中央控制模块连接，用于利用静电除尘器对废气进行除尘处理；
过滤模块，与中央控制模块连接，包括废气处理单元以及废水处理单元；用于对工业废气或废水进行初步过滤；
废水分解模块，与中央控制模块连接，用于对工业废水进行分解处理；
吸附模块，与中央控制模块连接，用于利用吸附材料对处理后的工业废气、工业废水进行吸附；
光催化氧化处理模块，与中央控制模块连接，包括初步氧化单元、深度氧化单元以及臭氧处理单元；用于对吸附的工业废气进行光催化氧化处理；
催化氧化模块，与中央控制模块连接，用于对初步处理后的废水进行催化氧化处理；
分离模块，与中央控制模块连接，用于对催化氧化处理后的废气与废水与氧化产物进行分离处理；
检测模块，与中央控制模块连接，包括空气检测单元以及水检测单元，用于对处理后的空气或水进行检测；
排放模块，与中央控制模块连接，用于对检测合格的空气与水进行排放。
2.如权利要求1所述工业废气废水光催化氧化处理系统，其特征在于，所述过滤模块包括：
废气处理单元，用于利用过滤网或过滤器对喷淋处理后的工业废气进行初步过滤；
废水处理单元，用于利用过滤网对废水中的杂质进行初步过滤。
3.一种应用于如权利要求1-2所述工业废气废水光催化氧化处理系统的工业废气废水光催化氧化处理方法，其特征在于，所述工业废气废水光催化氧化处理方法包括：
步骤一，工业废气收集模块收集工业废气；工业废水收集模块收集工业废水；
步骤二，喷淋模块于利用清水对收集的废气进行喷淋处理；过滤模块利用过滤网对废水中的杂质进行初步过滤；
步骤三，温控模块利用加热装置对喷淋处理后的废气进行加热；静电处理模块利用静电除尘器对加热后的废气进行除尘处理；废水预处理模块对收集的工业废水进行预处理；
步骤四，过滤模块对除尘后的工业废气进行初步过滤；废水分解模块对预处理后的工业废水进行分解处理；
步骤五，吸附模块利用吸附材料对处理后的工业废气、工业废水进行吸附；温控模块利用冷却装置对吸附后的废气进行冷却处理；
步骤六，光催化氧化处理模块对冷却后的工业废气进行光催化氧化处理；催化氧化模块对吸附处理后的废水进行催化氧化处理；分离模块对催化氧化处理后的废气与废水与氧化产物进行分离处理；
步骤七，检测模块对处理后的空气或水进行检测；排放模块对检测合格的空气与水进行排放。
4.如权利要求3所述工业废气废水光催化氧化处理方法，其特征在于，步骤三中，所述废气加热温度为100-300℃。
5.如权利要求3所述工业废气废水光催化氧化处理方法，其特征在于，步骤三中，所述废水预处理模块对收集的工业废水进行预处理包括：
(1)对收集的废水进行水解酸化处理；
(2)向酸化处理后的废水中添加凝结剂，搅拌，絮凝沉淀；
(3)利用过滤装置过滤沉淀得到上清液，对过滤的上清液利用消毒剂进行杀菌处理；
(4)利用硫酸和氢氧化钠溶液进行pH值调节，即可得预处理的废水。
6.如权利要求5所述工业废气废水光催化氧化处理方法，其特征在于，步骤(2)中，所述向酸化处理后的废水中添加凝结剂，搅拌，絮凝沉淀包括：
(2.1)向酸化处理的废水中添加碱式氯化铝以及聚丙稀酰胺作为凝结剂；
(2.2)于常温下利用搅拌装置以100-120rpm搅拌20分钟，即可。
7.如权利要求6所述工业废气废水光催化氧化处理方法，其特征在于，步骤(2.1)中，所述碱式氯化铝添加比例为400～600mg/L，所述聚丙稀酰胺添加比例为25-30mg/L。
8.如权利要求3所述工业废气废水光催化氧化处理方法，其特征在于，步骤四中，所述废水分解模块对预处理后的工业废水进行分解处理包括：
1)利用甲烷菌厌氧微生物将预处理后的废水中进行厌氧分解；
2)利用好氧微生物对厌氧分解后的废水进行二次分解；
3)培养硝化菌对二次分解后的废水进行氨氮分解，转化为硝酸盐氮；即可。
9.如权利要求3所述工业废气废水光催化氧化处理方法，其特征在于，步骤五中，所述吸附材料为活性炭或石墨烯；
步骤六中，所述催化氧化模块对吸附处理后的废水进行催化氧化处理包括：
首先，向废水三氧化二铝球状颗粒作为吸附剂，对废水中的有机物进行富集；
其次，利用微波对富集处理后的污染物进行微波降解，同时利用紫外光源产生紫外光，在光催化剂的作用下进行催化氧化处理；
最后，向反应装置中鼓入空气，在微波作用下，紫外光与鼓入的空气作用产生臭氧，利用臭氧对有机污染物继续氧化，即可。
10.如权利要求9所述工业废气废水光催化氧化处理方法，其特征在于，所述微波功率为100W～2000W；微波紫外反应时间在10min～60min之间。
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