CN116874064A - 一种高级氧化装置及其应用、高盐废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种高级氧化装置及其应用、高盐废水的处理方法。利用本发明提供的高级氧化装置处理高盐废水能够将臭氧氧化、过氧化氢氧化、光催化氧化、类芬顿氧化等多种高级氧化工艺耦合，在多种高级氧化工艺共同作用下，加快了羟基自由基的生成速率，提高了活性组分羟基自由基的利用效率，能够高效去除煤化工高盐废水中的难降解有机物，达到协同增效的效果。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种高级氧化装置及其应用、高盐废水的处理方法。
背景技术
煤化工高盐废水成分复杂，除含有大量的盐分外，还含有高浓度的有机污染物。煤化工高盐废水中的有机污染物主要以苯酚、含氮杂环化合物、多环芳烃等难降解有机物为主。目前，处理高盐废水中难降解有机物的有效方法是基于羟基自由基的高级氧化技术，活性的羟基自由基能够将难降解有机物分解成低毒或者无毒的无机小分子，同时有效去除水中的氨氮和部分无机离子。产生羟基自由基的高级氧化技术主要有芬顿法、类芬顿法、过氧化氢法、臭氧催化法和光催化方法等。
现有的装置大多适用于上述单一的产生羟基自由基的高级氧化技术，然而单一的高级氧化技术大多存在着·OH的产生速率慢、利用效率低、寿命短等问题，导致其应用受到限制。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种高级氧化装置及其应用、高盐废水的处理方法，利用本发明提供的装置能够将多种产生羟基自由基的高级氧化技术耦合，在多种高级氧化技术的协同作用下加速了羟基自由基的产生，提高了降解效率。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高级氧化装置，包括废液罐1、与所述废液罐1出口连接的液体氧化剂容器16，所述液体氧化剂容器16出口与所述废液罐1出口连接，所述液体氧化剂容器16出口设置第一混合器5；
与所述废液罐1出口连接的气体氧化剂容器4，所述废液罐1出口和气体氧化剂容器4第一出口由第二混合器6连接；
与所述第一混合器5出口连接的反应器7；所述反应器7的第二进口17与所述第一混合器5出口连接；所述反应器7的第三进口3与第二混合器6出口连接；设置于所述反应器7内部的若干隔板9，所述隔板9与反应器7侧壁平行，所述隔板9间隔固定于反应器7的底部和顶部；
设置于所述隔板9表面和所述反应器7侧壁的催化剂容器8；
设置于任意两相邻催化剂容器8之间的若干光源10。
优选的，所述反应器7底部设置有曝气头11，所述气体氧化剂容器4第二出口通过第三混合器6-2由设置于所述反应器7底部第四进口11-2进入曝气头11；
所述气体氧化剂容器4第三出口通过第四混合器6-3由设置于所述反应器7底部第五进口11-3进入曝气头11。
优选的，所述第三混合器6-2出口和第四混合器6-3出口通过循环泵14进入所述反应器7。
优选的，相邻两块隔板9之间的距离为8~12cm；任一光源10与隔板9的平行距离为4~6cm。
本发明还提供了上述技术方案所述高级氧化装置在对高盐废水进行氧化处理中的应用。
本发明还提供了利用上述技术方案所述高级氧化装置对高盐废水进行处理的方法，包括以下步骤：
将高盐废水通入上述技术方案所述高级氧化装置中与氧化剂和/或催化剂混合进行氧化降解；所述氧化剂包括气体氧化剂和/或液体氧化剂。
优选的，所述气体氧化剂为臭氧，所述液体氧化剂为双氧水或过硫酸盐溶液。
优选的，所述催化剂为氧化铝泡沫陶瓷耦合催化剂或类芬顿催化剂；
所述氧化铝泡沫陶瓷耦合催化剂中催化活性组分为锐钛矿型纳米二氧化钛、氧化铁、氧化铜、氧化锰和氧化铈中的一种或多种。
优选的，所述氧化降解的时间为2~4h。
优选的，向高级氧化装置中通入的高盐废水的流量为5~15mL/min。
本发明提供了一种高级氧化装置，包括废液罐1、与所述废液罐1出口连接的液体氧化剂容器16，所述液体氧化剂容器16出口与所述废液罐1出口连接，所述液体氧化剂容器16出口设置第一混合器5；与所述废液罐1出口连接的气体氧化剂容器4，所述废液罐1出口和气体氧化剂容器4第一出口由第二合混器6连接；与所述第一混合器5出口连接的反应器7；所述反应器7的第二进口17与所述第一混合器5出口连接；所述反应器7的第三进口3与第二混合器6出口连接；设置于所述反应器7内部的若干隔板9，所述隔板9与反应器7侧壁平行，所述隔板9间隔固定于反应器7的底部和顶部；设置于所述隔板9表面和所述反应器7侧壁的催化剂容器8；设置于任意两相邻催化剂容器8之间的若干光源10。利用本发明提供的装置处理高盐废水能够将多种高级氧化工艺耦合，在多种高级氧化工艺共同作用下，加快了羟基自由基的生成速率，提高了活性组分羟基自由基的利用效率，能够高效去除煤化工高盐废水中的难降解有机物，达到协同增效的效果。
附图说明
图1为本发明实施例使用的高级氧化装置结构示意图，其中，1为废液罐、2为输送泵、3为反应器第三进口、4为气体氧化剂容器、5为第一混合器、6为第二混合器、6-2为第三混合器、6-3为第四混合器、7为反应器、8为催化剂容器、9为隔板、10为光源、11为曝气头、11-2为反应器第四进口、11-3为反应器第五进口、12为溢流口、13为观察窗口、14为循环泵、15为反应器第一进口、16为液体氧化剂容器、17为反应器第二进口、18为排气口、19为排液口。
具体实施方式
本发明提供了一种高级氧化装置，包括废液罐1。作为本发明的一个实施例，所述废液罐1的出口设置有阀门，本发明通过阀门的开关控制废液的流量。本发明对所述废液罐的尺寸无特殊要求，根据实际需要进行设定即可。
本发明提供的高级氧化装置包括与所述废液罐1出口连接的液体氧化剂容器16，所述液体氧化剂容器16出口与所述废液罐1出口连接，所述废液罐1出口设置第一混合器5。作为本发明的一个实施例，所述液体氧化剂容器16的出口设置有阀门，本发明通过阀门的开关控制液体氧化剂的用量。
本发明提供的高级氧化装置包括与所述废液罐1出口连接的气体氧化剂容器4。作为本发明的一个实施例，所述废液罐1的出口通过输送泵2分别连接气体氧化剂容器4第一出口、液体氧化剂容器16出口，所述气体氧化剂容器4和液体氧化剂容器16并联。在本发明中，所述气体氧化剂容器4第一出口设置第二混合器6。作为本发明的一个实施例，所述气体氧化剂容器4为气体氧化剂发生装置。作为本发明的一个实施例，所述第二混合器6为文丘里管。本发明通过文丘里管能够使气体氧化剂气泡微纳米化，提高气体氧化剂与催化剂和污染物（废水中有机物）的接触面积，提高气体氧化剂的利用率。作为本发明的一个实施例，所述气体氧化剂容器4设置若干出口，每个出口连接混合器，气体氧化剂由混合器通入反应器7；通入反应器的位置均匀分布于反应器7各处，利于气体氧化剂在反应器7中均匀分布。在本发明中，与若干出口连接的混合器并联。
本发明提供的高级氧化装置包括与所述第一混合器5出口连接的反应器7；所述反应器7的第二进口17与所述第一混合器5出口连接，所述反应器7的第三进口3与第二混合器6出口连接。作为本发明的一个实施例，所述反应器7顶部设置有第一进口15。作为本发明的一个实施例，反应器7顶部设置有多个第一进口；本发明能够通过所述第一进口15对反应器7中部件进行更换、维修。
作为本发明的一个实施例，所述反应器7底部设置有曝气头11，所述气体氧化剂容器4第二出口通过第三混合器6-2由设置于所述反应器7底部第四进口11-2进入曝气头11；所述气体氧化剂容器4第三出口通过第四混合器6-3由设置于所述反应器7底部第五进口11-3进入曝气头11；所述第四进口11-2和第五进口11-3均匀分布于所述反应器7底部。作为本发明的一个实施例，所述第三混合器6-2出口和第四混合器6-3出口通过循环泵14进入所述反应器7；所述循环泵设置于所述反应器7与第三进口3相对的侧壁中间位置。在本发明中，气体氧化剂通过曝气头进入反应器7中利于气体氧化剂与反应体系充分接触。
作为本发明的一个实施例，所述反应器7顶部设置有溢流口12和排气口18；所述排气口18优选与气体循环装置连接，所述气体循环装置优选将反应器7排出的气体（包括气体氧化剂）通入废液罐1中。本发明将反应器7排出的气体经过收集通入废液罐1中。
作为本发明的一个实施例，所述反应器7侧壁上方设置有观察窗口13；作为本发明的一个实施例，所述反应器底部设置有排液口19。
作为本发明的一个实施例，所述反应器7为长方体，所述长方体的尺寸优选为40cm×70cm×50cm。本发明优选根据需要处理的废水量的多少和废水排放要求设定反应器7的尺寸。
本发明提供的高级氧化装置包括设置于所述反应器7内部的若干隔板9，所述隔板9与反应器7侧壁平行，所述隔板9间隔固定于反应器7的底部和顶部，例如第一块隔板固定于反应器7底部，第二块隔板固定于反应器7顶部，以此类推。作为本发明的一个实施例，所述隔板9的高度较反应器7的高度低3~5cm，相邻两块隔板9之间的距离为8~12cm，更优选为10cm；所述隔板9的宽度与反应器7的宽度一致。
本发明提供的高级氧化装置包括设置于所述隔板9表面和所述反应器7侧壁的催化剂容器8。作为本发明的一个实施例，所述催化剂容器8为镂空结构，便于催化剂与反应体系充分接触。
本发明提供的高级氧化装置包括设置于任意两相邻催化剂容器8之间的若干光源10。作为本发明的一个实施例，所述光源10为紫外灯，所述紫外灯包括低压汞灯、高压汞灯或LED紫外灯；任一光源10距离隔板9的平行距离为4~6cm，优选为5cm；相邻两个光源之间的竖直距离优选为4~10cm，更优选为5~6cm。在本发明中，所述若干光源平行设置，利于光催化的进行。在本发明中，所述若干光源并联，便于单独更换。
本发明还提供了上述技术方案所述高级氧化装置在对高盐废水进行氧化处理中的应用。
本发明还提供了利用上述技术方案所述高级氧化装置对高盐废水进行处理的方法，包括以下步骤：
将高盐废水通入上述技术方案所述高级氧化装置中与氧化剂和/或催化剂混合进行氧化降解。
本发明优选在混合前对所述高盐废水进行预处理。在本发明中，所述预处理包括依次进行混凝、沉降和过滤。本发明对所述混凝、沉降和过滤无特殊要求，采用本领域常规的方式即可。本发明通过预处理除去废水中大颗粒的固体不溶物和悬浮杂质，减少对后续设备和催化剂的负荷。在本发明中，所述高盐废水优选为煤化工高盐废水。在本发明中，所述预处理后废水的色度优选大于100度，更优选大于150度；所述预处理后废水的COD优选为100mg/L以上，更优选为500mg/L以上。
在本发明中，所述氧化剂包括气体氧化剂和/或液体氧化剂。
在本发明中，所述气体氧化剂优选为臭氧。在本发明中，所述液体氧化剂优选为双氧水或过硫酸盐溶液，更优选为双氧水。在本发明中，当液体氧化剂为双氧水时，所述双氧水的质量浓度优选为20~60mg/L，更优选为25~55mg/L；当液体氧化剂为过硫酸盐溶液时，所述过硫酸盐溶液的摩尔浓度优选为15~40mmol/L，更优选为20~35mmol/L。本发明对所述气体氧化剂和液体氧化剂的用量均无特殊限定，按照本领域常规技术手段进行添加即可。
在本发明中，所述催化剂优选为氧化铝泡沫陶瓷耦合催化剂或类芬顿催化剂；所述氧化铝泡沫陶瓷耦合催化剂中催化活性组分优选为锐钛矿型纳米二氧化钛、氧化铁、氧化铜、二氧化锰和氧化铈中的一种或多种，更优选为锐钛矿型纳米二氧化钛、氧化铁、氧化铜、二氧化锰和氧化铈中的一种，更进一步优选为锐钛矿型纳米二氧化钛。在本发明中，所述类芬顿催化剂优选为Fe/Co双金属氧化物负载的氧化铝泡沫陶瓷。在本发明中，所述Fe/Co双金属氧化物负载的氧化铝泡沫陶瓷优选按照现有技术《Promotional effect ofspherical alumina loading with manganese-based bimetallic oxides on nitric-oxide deep oxidation by ozone》（Fawei Lin etc. Chinese Journal of Catalysis 38(2017) 1270–1280）中的制备方法制备得到。在本发明中，所述Fe/Co双金属氧化物负载的氧化铝泡沫陶瓷的制备过程具体为：将氧化铝泡沫陶瓷浸渍在硝酸铁和硝酸钴的混合溶液；将浸渍后的泡沫氧化铝烘干后焙烧，得到Fe/Co双金属氧化物负载的氧化铝泡沫陶瓷。在本发明中，所述硝酸铁和硝酸钴的混合溶液中硝酸铁的质量浓度优选为15~30%，更优选为20~25%；所述硝酸铁和硝酸钴的混合溶液中硝酸钴的质量浓度优选为10~20%，更优选为14~17%。在本发明中，采用等体积浸渍法制备Fe/Co双金属氧化物负载的氧化铝泡沫陶瓷催化剂，将氧化铝泡沫陶瓷浸入到所需体积的硝酸铁和硝酸钴的混合溶液中。在本发明中，所述浸渍的时间优选为20~24h，更优选为24h。在本发明中，所述烘干的温度优选为100~120℃，更优选为100~110℃；所述烘干的时间优选为10~15h，更优选为12h。在本发明中，所述煅烧的温度优选为400~600℃，更优选为500~550℃；所述煅烧的时间优选为4~6h，更优选为5h。
在本发明中，所述氧化铝泡沫陶瓷耦合催化剂中催化活性组分的负载量优选为3~12%，更优选为5~10%。在本发明中，所述氧化铝泡沫陶瓷耦合催化剂的制备过程具体为：将氧化铝泡沫陶瓷浸渍在含有催化活性组分前驱体的溶胶中；将浸渍后的泡沫氧化铝焙烧，得到氧化铝泡沫陶瓷耦合催化剂。在本发明中，所述含有催化活性组分前驱体优选为催化活性组分的无机盐；所述无机盐优选为碳酸盐或硝酸盐。本发明对所述溶胶的制备方法无特殊要求，采用本领域常规的方式即可。本发明采用等体积浸渍法制备氧化铝泡沫陶瓷耦合催化剂。在本发明中，所述浸渍的时间优选为10~15h，更优选为12h。在本发明中，所述煅烧的温度优选为400~600℃，更优选为500~550℃；所述煅烧的时间优选为4~6h，更优选为5h。
本发明采用常规市售的氧化铝泡沫陶瓷即可，本发明优选通过浸渍煅烧的条件对催化活性组分的负载量进行控制。
本发明对所述催化剂的用量无特殊要求，根据本领域常规技术手段进行催化即可。
在本发明中，当氧化方式需要光源时，所述光源的波长优选为254nm、185nm或365nm，更优选为254nm或185nm。
在本发明中，所述氧化降解的温度优选为10~50℃，更优选为20~25℃。在本发明中，所述氧化降解的时间优选为2~4h，更优选为2.5~3h。在本发明中，所述高盐废水的体积空速优选为0.5~1.5h-1，更优选为1~1.3h-1。本发明优选通过控制高盐废水的流量调控氧化降解的时间。
在本发明中，所述高盐废水经过上述高级氧化处理后色度优选＜50度，更优选＜20度；COD优选＜100mg/L，更优选＜50mg/L。
在本发明中，向高级氧化装置中通入的高盐废水的流量优选为5~15mL/min，更优选为8~10mL/min。
本发明通过调控液体氧化剂容器16出口的阀门控制是否采用液体氧化剂进行氧化，通过调控气体氧化剂容器4出口的阀门控制是否采用气体氧化剂进行氧化；本发明通过控制催化剂的添加与否控制是否采用催化氧化的手段，本发明通过控制光源的开启和关闭控制是否采用光催化的手段；本发明在以双氧水作为氧化剂且添加类芬顿催化剂的条件下实现类芬顿氧化的方式。
处理后的废水经排液口19流入到下一级处理装置。
利用本发明装置能够将多种氧化方式耦合进行高级氧化，以臭氧催化氧化和光催化协同耦合为例，对高盐废水进行处理的方法为：利用臭氧发生装置4生成臭氧，以发射254nm波长紫外光的低压汞灯为光源10；将高盐废水经过混凝、沉降、过滤预处理后与臭氧在文丘里管6中混合后进入反应器7，同时臭氧通过文丘里管6-2由进口11-2通入反应器7，臭氧通过文丘里管6-3由进口11-3通入反应器7，利用循环泵14将文丘里管6-2出口和文丘里管6-3出口的臭氧输送至反应器7中，反应器7中同时发生臭氧催化氧化和光催化的降解反应。
以臭氧催化氧化、光催化和过氧化氢氧化协同耦合为例，对高盐废水进行处理的方法为：利用臭氧发生装置4生成臭氧，以发射185nm波长紫外光的低压汞灯为光源10；将高盐废水经过混凝、沉降、过滤预处理后部分与臭氧在文丘里管6中混合后进入反应器7，同时臭氧通过文丘里管6-2由进口11-2通入反应器7，臭氧通过文丘里管6-3由进口11-3通入反应器7，利用循环泵14将文丘里管6-2出口和文丘里管6-3出口的臭氧输送至反应器7中；剩余部分预处理的废水与双氧水在混合器5中混合后进入反应器7；反应器7中同时发生臭氧催化氧化、光催化和过氧化氢氧化的降解反应。
以光催化和类芬顿氧化协同耦合为例，以发射254nm波长紫外光的低压汞灯为光源10，在催化剂容器8设置Fe/Co双金属氧化物负载的氧化铝泡沫陶瓷催化剂，以双氧水作为氧化剂；将高盐废水经过混凝、沉降、过滤预处理后由输送泵2输送至混合器5中与双氧水混合后进入反应器7，同时进行类芬顿催化氧化和光催化降解反应。
以臭氧催化氧化、光催化和类芬顿氧化协同耦合为例，对高盐废水进行处理的方法为：利用臭氧发生装置4生成臭氧，以发射254nm波长紫外光的低压汞灯为光源10，以双氧水作为类芬顿的氧化剂，在催化剂容器8设置Fe/Co双金属氧化物负载的氧化铝泡沫陶瓷催化剂，以双氧水作为氧化剂；将高盐废水经过混凝、沉降、过滤预处理后由输送泵2输送至混合器5中与双氧水混合后进入反应器7；将高盐废水经过混凝、沉降、过滤预处理后与臭氧在文丘里管6中混合后进入反应器7，同时臭氧通过文丘里管6-2由进口11-2通入反应器7，臭氧通过文丘里管6-3由进口11-3通入反应器7，利用循环泵14将文丘里管6-2出口和文丘里管6-3出口的臭氧输送至反应器7中；同时进行臭氧氧化、类芬顿催化氧化和光催化降解反应。
利用本发明提供的高级氧化装置处理高盐废水具有以下优势：
（1）本发明提供的高级氧化装置能够将臭氧催化氧化、过氧化氢氧化、光催化氧化、类芬顿氧化等多种高级氧化技术耦合，实现协同效应，能够有效增加羟基自由基的产率，提高难降解有机物的处理速率；
（2）本发明提供的高级氧化装置中的紫外灯属于多级并联结构，箱体顶盖设有卡扣装置，方便紫外灯管的单独维护与更换，而不影响废水处理流程；
（3）本发明使用的催化剂为泡沫陶瓷滤片形状，便于置入和取出；
（4）本发明提供的高级氧化装置中采用多个射流（文丘里管）并联装置，装置使用过程中产生的臭氧气泡为微纳米气泡，显著提高了臭氧与催化剂、污染物的接触面积，提高了臭氧利用率；
（5）本发明提供的高级氧化装置和处理方法在处理煤化工高盐废水时，不需要调节废水原液的pH值；
（6）本发明提供高级氧化装置中的臭氧催化氧化单元可以用其他高级氧化技术单元替代，该装置能够同时满足臭氧催化、过氧化氢、光催化、微电解等高级氧化技术中的一种或者多种耦合。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例中Fe/Co双金属氧化物负载的氧化铝泡沫陶瓷的制备方法包括以下步骤：将100g氧化铝泡沫陶瓷在120mL硝酸铁和硝酸钴的混合溶液（硝酸铁的质量浓度为20%，硝酸钴的质量浓度为14%）中浸渍24h后于100℃下烘干12h，将烘干后产品于500℃下煅烧5h，得到Fe/Co双金属氧化物负载的氧化铝泡沫陶瓷；
实施例中氧化铝泡沫陶瓷负载的纳米二氧化钛催化剂（二氧化钛的固载量为16%）的制备方法包括以下步骤：将100g氧化铝泡沫在270mL硫酸氧钛溶胶中浸渍12h后于500℃下煅烧5h，得到氧化铝泡沫陶瓷负载的纳米二氧化钛催化剂；
实施例1
利用图1所示结构的装置对高盐废水进行处理，其中气体氧化剂容器4为臭氧发生装置，第二混合器6、第三混合器6-2和第四混合器6-3均为文丘里管；反应器7为尺寸为40cm×70cm×50cm的长方体，相邻两块隔板9之间的距离为10cm，以发射254nm波长紫外光的低压汞灯为光源10，低压汞灯距离隔板9的平行距离为5cm，相邻两个光源之间的垂直距离为10cm；利用臭氧发生装置4生成臭氧，利用低压汞灯提供紫外光；
将来自内蒙古某煤化工企业高盐废水经混凝、沉降、过滤预处理，得到色度＞200度，COD＞2000mg/L的黄色透明的预处理废水；
将预处理废水按照体积空速为1.0h-1的流量与臭氧在文丘里管6中混合后输送至反应器7，同时臭氧通过文丘里管6-2由进口11-2通入反应器7，臭氧通过文丘里管6-3由进口11-3通入反应器7，利用循环泵14将文丘里管6-2出口和文丘里管6-3出口的臭氧输送至反应器7中，进行2.5h氧化（光催化臭氧氧化）降解反应，得到色度＜50度，COD＜100 mg/L的处理后水；反应器7反应体系中的臭氧浓度为100mg/L；
将处理后水通过排液口19排入下一级水处理装置。
实施例2
利用实施例1的装置对高盐废水进行处理；
将来自内蒙古某煤化工企业高盐废水经混凝、沉降、过滤预处理，得到色度＞150度，COD为800~1000mg/L的黄色透明的预处理废水；
将预处理废水按照体积空速为1.0h-1的流量与臭氧在文丘里管6中混合后输送至反应器7，同时臭氧通过文丘里管6-2由进口11-2通入反应器7，臭氧通过文丘里管6-3由进口11-3通入反应器7，利用循环泵14将文丘里管6-2出口和文丘里管6-3出口的臭氧输送至反应器7中，进行2.5h氧化（臭氧氧化和光催化氧化）降解反应，得到色度＜50度，COD＜50mg/L的处理后水；反应器7反应体系中的臭氧浓度为100mg/L；
将处理后水通过排液口19排入下一级水处理装置。
实施例3
利用实施例1的装置对高盐废水进行处理；
将来自内蒙古某煤化工企业高盐废水经混凝、沉降、过滤预处理，得到色度＞100度，COD为400~700mg/L的浅黄色透明的预处理废水；
将预处理废水按照体积空速为1.0h-1的流量与臭氧在文丘里管6中混合后输送至反应器7，同时臭氧通过文丘里管6-2由进口11-2通入反应器7，臭氧通过文丘里管6-3由进口11-3通入反应器7，利用循环泵14将文丘里管6-2出口和文丘里管6-3出口的臭氧输送至反应器7中，进行2h氧化（臭氧氧化和光催化氧化）降解反应，得到色度＜20度，COD＜50 mg/L的处理后水；反应器7反应体系中的臭氧浓度为100mg/L；
将处理后水通过排液口19排入下一级水处理装置。
实施例4
利用实施例1的装置对高盐废水进行处理；
将来自内蒙古某煤化工企业高盐废水经混凝、沉降、过滤预处理，得到色度＞100度，COD为200~300mg/L的浅黄色透明的预处理废水；
将预处理废水按照体积空速为1.0h-1的流量与臭氧在文丘里管6中混合后输送至反应器7，同时臭氧通过文丘里管6-2由进口11-2通入反应器7，臭氧通过文丘里管6-3由进口11-3通入反应器7，利用循环泵14将文丘里管6-2出口和文丘里管6-3出口的臭氧输送至反应器7中，进行2h氧化（臭氧氧化和光催化氧化）降解反应，得到色度＜20度，COD＜20 mg/L的处理后水；反应器7反应体系中的臭氧浓度为100mg/L；
将处理后水通过排液口19排入下一级水处理装置。
实施例5
利用实施例1的装置对高盐废水进行处理；
将来自山东某煤化工企业超滤膜法处理后高盐废水经混凝、沉降、过滤预处理，得到COD为100~150mg/L的无色透明的预处理废水；
将预处理废水按照体积空速为1.0h-1的流量与臭氧在文丘里管6中混合后输送至反应器7，同时臭氧通过文丘里管6-2由进口11-2通入反应器7，臭氧通过文丘里管6-3由进口11-3通入反应器7，利用循环泵14将文丘里管6-2出口和文丘里管6-3出口的臭氧输送至反应器7中，进行2h氧化（臭氧氧化和光催化氧化）降解反应，得到COD＜20 mg/L的处理后水；反应器7反应体系中的臭氧浓度为100mg/L；
将处理后水通过排液口19排入下一级水处理装置。
实施例6
利用实施例1的装置对高盐废水进行处理，不同之处在于，以发射波长为185nm的低压汞灯替换发射波长为254nm的低压汞灯，开启盛有双氧水的液体氧化剂容器16出口处阀门；
将来自山东某煤化工企业超滤膜法处理后的高盐废水经混凝、沉降、过滤预处理，得到COD为100~150mg/L的无色透明的预处理废水；
将预处理废水按照体积空速为1.0h-1的流量与臭氧在文丘里管6中混合后输送至反应器7，同时臭氧通过文丘里管6-2由进口11-2通入反应器7，臭氧通过文丘里管6-3由进口11-3通入反应器7，利用循环泵14将文丘里管6-2出口和文丘里管6-3出口的臭氧输送至反应器7中；将预处理废水按照体积空速为1.0h-1的流量与体积空速为0.3h-1的双氧水（质量浓度为50mg/L）在混合器5中混合后输送至反应器7中；在反应器7中进行2h氧化（臭氧氧化、光催化氧化和过氧化氢氧化）降解反应，得到COD＜20 mg/L的处理后水；反应器7反应体系中的臭氧浓度为100mg/L，过氧化氢的质量百分含量为3wt‰；
将处理后水通过排液口19排入下一级水处理装置。
实施例7
利用实施例6的装置对高盐废水进行处理；
将来自内蒙古某煤化工企业的高盐废水经混凝、沉降、过滤预处理，得到色度>100度，COD为610mg/L的浅黄色透明的预处理废水；
将预处理废水按照体积空速为1.0h-1的流量与臭氧在文丘里管6中混合后输送至反应器7，同时臭氧通过文丘里管6-2由进口11-2通入反应器7，臭氧通过文丘里管6-3由进口11-3通入反应器7，利用循环泵14将文丘里管6-2出口和文丘里管6-3出口的臭氧输送至反应器7中；将预处理废水按照体积空速为1.0h-1的流量与体积空速为0.3h-1的双氧水（质量浓度为50mg/L）在混合器5中混合后输送至反应器7中；在反应器7中进行2h氧化（光辅助臭氧催化氧化和过氧化氢氧化）降解反应，得到色度<20度，COD＜50 mg/L的处理后水；反应器7反应体系中的臭氧浓度为100mg/L，过氧化氢的质量百分含量为3wt‰；
将处理后水通过排液口19排入下一级水处理装置。
实施例8
利用图1所示结构的装置对高盐废水进行处理，其中气体氧化剂容器4为臭氧发生装置，第二混合器6、第三混合器6-2和第四混合器6-3均为文丘里管；液体氧化剂容器16中盛有质量浓度为50mg/L的双氧水；反应器7为尺寸为40cm×70cm×50cm的长方体，相邻两块隔板9之间的距离为10cm，以发射254nm波长紫外光的低压汞灯为光源10，低压汞灯距离隔板9的平行距离为5cm，相邻两个光源之间的垂直距离距离为10cm；在催化剂容器8中设置负载Fe/Co双金属氧化物负载的氧化铝泡沫陶瓷催化剂；利用臭氧发生装置4生成臭氧，利用低压汞灯提供紫外光，利用双氧水和Fe/Co双金属氧化物负载的氧化铝泡沫陶瓷催化剂进行类芬顿氧化；
将来自内蒙古某煤化工企业的高盐废水经混凝、沉降、过滤预处理，得到色度>100度，COD为610mg/L的浅黄色透明的预处理废水；
将预处理废水按照体积空速1.0h-1的流量与臭氧在文丘里管6中混合后输送至反应器7，同时臭氧通过文丘里管6-2由进口11-2通入反应器7，臭氧通过文丘里管6-3由进口11-3通入反应器7，利用循环泵14将文丘里管6-2出口和文丘里管6-3出口的臭氧输送至反应器7中；将预处理废水按照体积空速1.0h-1的流量与体积空速为0.3h-1的双氧水在混合器5中混合后输送至反应器7中；在反应器7中进行2h氧化（光催化臭氧氧化和类芬顿氧化）降解反应，得到色度<20度，COD＜80 mg/L的处理后水；反应器7反应体系中的臭氧浓度为100mg/L，过氧化氢的质量百分含量为3wt‰；
将处理后水通过排液口19排入下一级水处理装置。
实施例9
利用图1所示结构的装置对高盐废水进行处理，其中气体氧化剂容器4为臭氧发生装置，第二混合器6、第三混合器6-2和第四混合器6-3均为文丘里管；液体氧化剂容器16中盛有质量浓度为50mg/L的双氧水；反应器7为尺寸为40cm×70cm×50cm的长方体，相邻两块隔板9之间的距离为10cm，以发射254nm波长紫外光的低压汞灯为光源10，低压汞灯距离隔板9的平行距离为5cm，相邻两个光源之间的垂直距离为10cm；在催化剂容器8中设置负载Fe/Co双金属氧化物负载的氧化铝泡沫陶瓷催化剂；利用臭氧发生装置4生成臭氧，利用低压汞灯提供紫外光，利用双氧水和Fe/Co双金属氧化物负载的氧化铝泡沫陶瓷催化剂进行类芬顿氧化；
将来自山东某煤化工企业超滤膜法处理后浓盐水经混凝、沉降、过滤预处理，得到COD为130mg/L的无色透明的预处理废水；
将预处理废水按照体积空速0.5~1.0h-1的流量与臭氧在文丘里管6中混合后输送至反应器7，同时臭氧通过文丘里管6-2由进口11-2通入反应器7，臭氧通过文丘里管6-3由进口11-3通入反应器7，利用循环泵14将文丘里管6-2出口和文丘里管6-3出口的臭氧输送至反应器7中；将预处理废水按照体积空速1.0h-1的流量与体积空速为0.3h-1的双氧水在混合器5中混合后输送至反应器7中；在反应器7中进行2h氧化（光催化臭氧氧化和类芬顿氧化）降解反应，得到COD＜30 mg/L的处理后水；反应器7反应体系中的臭氧浓度为100mg/L，过氧化氢的质量百分含量为3wt‰；
将处理后水通过排液口19排入下一级水处理装置。
实施例10
利用图1所示结构的装置对高盐废水进行处理，其中气体氧化剂容器4为臭氧发生装置，第二混合器6、第三混合器6-2和第四混合器6-3均为文丘里管；反应器7为尺寸为40cm×70cm×50cm的长方体，相邻两块隔板9之间的距离为10cm，以发射254nm波长紫外光的低压汞灯为光源10，低压汞灯距离隔板9的平行距离为5cm，相邻两个光源之间的垂直距离为10cm；在催化剂容器8中设置氧化铝泡沫陶瓷负载的纳米二氧化钛催化剂（二氧化钛的固载量为16%）；利用臭氧发生装置4生成臭氧，利用低压汞灯提供紫外光进行光催化臭氧催化氧化；
将来自内蒙古某煤化工企业的高盐废水经混凝、沉降、过滤预处理，得到色度>200度，COD＞2000mg/L的黄色透明的预处理废水；
将预处理废水按照体积空速1.0h-1的流量与臭氧在文丘里管6中混合后输送至反应器7，同时臭氧通过文丘里管6-2由进口11-2通入反应器7，臭氧通过文丘里管6-3由进口11-3通入反应器7，利用循环泵14将文丘里管6-2出口和文丘里管6-3出口的臭氧输送至反应器7中进行2h氧化（臭氧催化氧化和光催化氧化）降解反应，得到色度<50度，COD＜100mg/L的处理后水；反应器7反应体系中的臭氧浓度为100mg/L；
将处理后水通过排液口19排入下一级水处理装置。
由实施例1~10可以看出利用本发明提供的装置处理来自不同企业不同类型的高盐废水能够在较短时间（2~3h）内使废水达到下一级水处理的进水要求；本发明提供的高级氧化装置能够将多种高级氧化工艺耦合，在多种高级氧化工艺共同作用下，加快了羟基自由基的生成速率，提高了活性组分羟基自由基的利用效率，能够高效去除煤化工高盐废水中的难降解有机物，达到协同增效的效果。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (10)
1.一种高级氧化装置，其特征在于，包括废液罐（1）、与所述废液罐（1）出口连接的液体氧化剂容器（16），所述液体氧化剂容器（16）出口与所述废液罐（1）出口连接，所述液体氧化剂容器（16）出口设置第一混合器（5）；
与所述废液罐（1）出口连接的气体氧化剂容器（4），所述废液罐（1）出口和气体氧化剂容器（4）第一出口由第二混合器（6）连接；
与所述第一混合器（5）出口连接的反应器（7）；所述反应器（7）的第二进口（17）与所述第一混合器（5）出口连接；所述反应器（7）的第三进口（3）与第二混合器（6）出口连接；设置于所述反应器（7）内部的若干隔板（9），所述隔板（9）与反应器（7）侧壁平行，所述隔板（9）间隔固定于反应器（7）的底部和顶部；
设置于所述隔板（9）表面和所述反应器（7）侧壁的催化剂容器（8）；
设置于任意两相邻催化剂容器（8）之间的若干光源（10）。
2.根据权利要求1所述高级氧化装置，其特征在于，所述反应器（7）底部设置有曝气头（11），所述气体氧化剂容器（4）第二出口通过第三混合器（6-2）由设置于所述反应器（7）底部第四进口（11-2）进入曝气头（11）；
所述气体氧化剂容器（4）第三出口通过第四混合器（6-3）由设置于所述反应器（7）底部第五进口（11-3）进入曝气头（11）。
3.根据权利要求2所述高级氧化装置，其特征在于，所述第三混合器（6-2）出口和第四混合器（6-3）出口通过循环泵（14）进入所述反应器（7）。
4.根据权利要求1所述高级氧化装置，其特征在于，相邻两块隔板（9）之间的距离为8~12cm；任一光源（10）与隔板（9）的平行距离为4~6cm。
5.权利要求1~4任一项所述高级氧化装置在对高盐废水进行氧化处理中的应用。
6.利用权利要求1~4任一项所述高级氧化装置对高盐废水进行处理的方法，包括以下步骤：
将高盐废水通入权利要求1~4任一项所述高级氧化装置中与氧化剂和/或催化剂混合进行氧化降解；所述氧化剂包括气体氧化剂和/或液体氧化剂。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述气体氧化剂为臭氧，所述液体氧化剂为双氧水或过硫酸盐溶液。
8.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述催化剂为氧化铝泡沫陶瓷耦合催化剂或类芬顿催化剂；
所述氧化铝泡沫陶瓷耦合催化剂中催化活性组分为锐钛矿型纳米二氧化钛、氧化铁、氧化铜、氧化锰和氧化铈中的一种或多种。
9.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述氧化降解的时间为2~4h。
10.根据权利要求6所述方法，其特征在于，向高级氧化装置中通入的高盐废水的流量为5~15mL/min。
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