CN1644528A - 臭氧/双氧水联合处理含农药废水的装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种臭氧/双氧水联合处理含农药废水的装置及工艺。该装置及工艺包括，以臭氧/双氧水混合接触反应腔为主要功能部件的臭氧/双氧水联合含农药废水处理装置。以干燥净化空气为原料气通过无声放电法产生的臭氧化空气流经臭氧/双氧水混合接触反应腔底部微孔布气管均匀散气，双氧水溶液和氢氧化钠溶液以小流速经接触反应腔不同位置设置的料液投料口同时泵入。含农药废水在臭氧/双氧水联合产生的强氧化性羟基自由基作用下，迅速氧化降解为可生化处理的小分子有机化合物。本发明的装置和工艺，还可以广泛用于其它类难生物降解有机污染物污水的净化处理。
Description
技术领域
本发明涉及环保污水处理领域，尤其是用于含农药废水的降解领域。
背景技术
我国是世界上最早开始使用农药的国家之一，但农药产业的发展并不如人意，我国农药厂普遍规模较小，生产技术较为落后，环境治理投入少。很多农药厂是严重的污染源，经常发生污染事故，农药厂周围地表水、地下水、土壤都受到严重污染，环境质量极差。我国农药“三废”污染治理已经迫在眉睫。
在水体中农药的所有来源中，农药厂废水排放，包括合成反应生产水、产品精制洗涤水、设备和车间冲洗水等是非常主要的一个组成部分。据不完全统计，全国农药工业每年排放的废水约为15亿吨。其中已进行处理的仅占总量的7％，处理达标的仅占已处理的1％。农药的“三废”问题以废水最为严峻和突出。这些废水浓度高、色泽深、毒性大、污染物成分复杂难以生物降解。排入江河水体，不仅严重破坏水体生态，而且对人类的生存环境构成极大的威胁。切断水环境农药污染的来源，开发农药废水的有效降解技术已成为解决我国水环境污染问题的重要课题之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种以臭氧/双氧水混合接触反应腔为主要功能部件的臭氧/双氧水联合含农药废水处理装置，以及臭氧/双氧水联合处理含农药废水的工艺。能迅速净水，高效氧化降解去除水中农药类难降解有机污染物质，水质净化效果良好。
本发明臭氧/双氧水联合处理含农药废水的装置的构造如附图1所示。包括臭氧/双氧水混合接触反应腔4和臭氧化空气布气底托10：臭氧化空气布气底托10上设臭氧化空气微孔布气管8、臭氧进气口7和处理水出水口9，臭氧/双氧水混合接触反应腔4腔体壁设置3～8个反应液投料口5，腔体上端设污水进水口2、污水喷淋布水管3和臭氧尾气出口1。
接触反应腔腔体4可以用不锈钢或工程塑料材质制造；
臭氧化空气微孔布气管8由同心环弯制，通过增加圆环形微孔布气管的环数蜗牛形环绕，达到增大布气量的目的。以可拆卸的支架固定于臭氧化空气布气底托10上；
臭氧/双氧水混合接触反应腔腔体4与臭氧化空气布气底托10通过法兰6密封连接；
双氧水、pH调节剂由原料液池经由泵组通过投料口5进入臭氧/双氧水混合接触反应腔4。
本发明臭氧/双氧水联合处理含农药废水的工艺：
本发明的系统流程图如图2所示。含农药废水经臭氧/双氧水混合接触反应装置4的污水进水口2流入，通过臭氧/双氧水混合接触反应腔4顶部喷淋布水管3均匀布水。由空气压缩机11、气体净化器12和臭氧发生器13制得的臭氧化空气流经气体流量阀14调节流速、再经压力缓冲池15减压后进入臭氧/双氧水混合接触反应腔4底部微孔布气管8在污水中均匀散气。同时，适当浓度的双氧水溶液和氢氧化钠溶液pH调节剂以小流速经接触反应腔不同位置设置的投料口5泵入。臭氧化空气与原料液双氧水在pH调节剂氢氧化钠创造的理想反应氛围下，快速生成强氧化性羟基自由基等含氧自由基，迅速氧化降解含农药废水。处理后的水经处理水出水口9排放，经臭氧尾气出口1进入臭氧尾气吸收池16，再经空气排空口17排空。该技术工艺装置采用模块化方法建造，采用可编程计算机系统远程控制整套工艺装置，自动管理电磁阀进水、进气、投料、出水以及故障监控报警。
经测试，臭氧/双氧水混合接触反应腔内污水调节后pH范围为9～12，臭氧溶液相浓度5～15mg/L，双氧水投加量30～200mg/L，接触处理时间20min～60min。
本发明的系统流程图如附图2所示。工艺操作过程如下：含农药废水经进水口2流入臭氧/双氧水混合接触反应腔4顶部喷淋布水管3均匀布水。由空气压缩机11、气体净化器12和臭氧发生器13制得的臭氧化空气流经气体流量阀14调节流速、再经压力缓冲池15减压后进入臭氧/双氧水混合接触反应腔4底部不锈钢微孔布气管8在污水中均匀散气。同时，双氧水溶液和氢氧化钠溶液pH调节剂以小流速经接触反应腔不同位置设置的反应液投料口5泵入。处理后出水经处理水出水口9排放。臭氧尾气经臭氧尾气出口1进入臭氧尾气吸收池16，再经空气排空口17排空。
本发明的技术原理是：
O3/H2O2系统是用于水处理中的一种主要的高级氧化方法，臭氧和过氧化氢协同作用可以产生具有极强氧化作用的羟基自由基，能有效的去除水中的有机污染物。臭氧在水中是通过羟基自由基的形成而分解的，从反应机理的角度而言，羟基自由基具有引发基的作用。
从上面机理中可以明显看出加入过氧化氢会促进羟基自由基的生成，每分解一个臭氧能产生一个·OH。同时pH值的影响也是很明显的，过氧化氢阴离子的浓度是影响羟基自由基生成的一个关键性因素。而pH值对过氧化氢阴离子的浓度有很大的影响，所以使pH值成为影响反应的一个重要条件。同时，O3/H2O2比例也是影响有机污染物去除效果的关键性因素。本发明的有益效果为：
1.系统可有效降解农药类难生物降解有机污染物，显著降低废水中农药原药及其它高毒性中间体化合物的浓度，保证出水的生态毒性安全，且无任何二次污染；
2.系统出水毒性大大降低，可生化性提高，同时，出水为富氧状态，亦有利于后续生化处理；
3.设备结构合理，占地少，安装、维护方便；整个装置操作简单，设备自动化程度高，运行期间不需专人看管，安装调试后，系统按预先设置好的参数要求可自动完成污水净化工作；
本系统工艺适用于各种中小型污水净化系统，尤其在农药生产车间末端污水治理与排水安全保证方面具有显著的优势。
附图说明
图1是本发明的臭氧/双氧水联合处理含农药废水的装置示意图
图2是本发明的系统工艺流程图
其中，1.臭氧尾气出口 2.污水进水口 3.喷淋布水管 4.臭氧/双氧水接触反应腔5.反应液投料口 6.法兰 7.臭氧进气口 8.微孔布气管 9.处理水出水口 10.臭氧化空气布气底托 11.空气压缩机 12.气体净化器 13.臭氧发生器 14.气体流量阀 15.压力缓冲池 16.尾气吸收池 17.空气排空口
具体实施方式
实施例1
利用某农药厂生产的2，4-D农药原药，配置成浓度为200mg/L的2，4-D农药药液作为待处理水。用臭氧/双氧水联合产生自由基的含农药废水处理装置在下述条件下进行净化处理：
处理方式：一次性进水停留处理60min，臭氧化空气与双氧水、pH调节剂均为间歇式投加，每隔15min中投加一次；
臭氧/双氧水混合接触反应单元设计参数：反应器净高650mm，反应腔直径50mm，有效容积1.2L；
臭氧化空气每15min充入体系5min，溶液相臭氧浓度维持在5mg/L；
双氧水投加浓度：50mg/L
pH调节剂：1mol/LNaOH溶液，维持臭氧/双氧水接触反应腔内反应液体系pH＝9。处理后水质如下表1所示：
表1实施例1处理前后水质指标对比
| 检测指标 | 处理前 | 处理后 | 去除率％ |
| 原药2，4-D浓度(mg/L) | 200.0 | 7.6 | 96.2 |
| TOC(mg/L) | 103.5 | 23.6 | 77.2 |
| pH | 7.63 | 6.55 | 注：处理前pH为未加pH调节剂原水测定，处理后pH为60min出水测定 |
实施例2
利用某农药厂生产的呋喃丹农药原药，配置成浓度为200mg/L的呋喃丹农药药液作为待处理水。用臭氧/双氧水联合产生自由基的含农药废水处理装置在下述条件下进行净化处理：
处理方式：一次性进水停留处理60min，臭氧化空气与双氧水、pH调节剂均为间歇式投加，每隔15min中投加一次；
臭氧/双氧水混合接触反应单元设计参数：反应器净高650mm，反应腔直径50mm，有效容积1.2L；
臭氧化空气每15min充入体系5min，溶液相臭氧浓度维持在5mg/L；
双氧水投加浓度：50mg/L
pH调节剂：1mol/LNaOH溶液，维持臭氧/双氧水接触反应腔内反应液体系pH＝9。处理后水质如下表2所示：
表2实施例2处理前后水质指标对比
| 检测指标 | 处理前 | 处理后 | 去除率％ |
| 原药呋喃丹浓度(mg/L) | 200.0 | 未检出(检出线＜0.5mg/L) | 100 |
| TOC(mg/L) | 136.4 | 42.5 | 68.8 |
| pH | 7.15 | 5.24 | 注：处理前pH为未加pH调节剂原水测定，处理后pH为60min出水测定 |
Claims (7)
1.一种臭氧/双氧水联合处理含农药废水的装置，包括臭氧/双氧水混合接触反应腔(4)和臭氧化空气布气底托(10)：臭氧化空气布气底托(10)上设微孔布气管(8)、臭氧进气口(7)和处理水出水口(9)，臭氧/双氧水混合接触反应腔(4)腔体壁设置3～8个反应液投料口(5)，腔体上端设污水进水口(2)、喷淋布水管(3)和臭氧尾气出口(1)。
2.如权利要求1所述的臭氧/双氧水联合处理含农药废水的装置，其特征在于：所述的接触反应腔腔体(4)以不锈钢或工程塑料材质制造。
3.如权利要求1所述的臭氧/双氧水联合处理含农药废水的装置，其特征在于：所述的臭氧化空气微孔布气管(8)由同心环弯制，以可拆卸的支架固定于臭氧化空气布气底托(10)上。
4.如权利要求1所述的臭氧/双氧水联合处理含农药废水的装置，其特征在于：所述的臭氧/双氧水混合接触反应腔腔体(4)与臭氧化空气布气底托(10)通过法兰(6)密封连接。
5.如权利要求1所述的臭氧/双氧水联合处理含农药废水的装置，其特征在于：双氧水、pH调节剂通过反应液投料口(5)进入臭氧/双氧水混合接触反应腔(4)。
6.一种臭氧/双氧水联合处理含农药废水的工艺，包括下列步骤：
a)含农药废水经臭氧/双氧水混合接触反应腔(4)的污水进水口(2)流入，通过臭氧/双氧水混合接触反应腔(4)顶部喷淋布水管(3)均匀布水；
b)由空气压缩机(11)、气体净化器(12)和臭氧发生器(13)制得的臭氧化空气流经气体流量阀(14)、再经压力缓冲池(15)进入臭氧/双氧水混合接触反应腔(4)底部微孔布气管(8)在污水中均匀散气；
c)同时，双氧水溶液和氢氧化钠溶液以小流速经接触反应腔不同位置设置的反应液投料口(5)泵入；
d)处理后的水经处理水出水口(9)排放，经臭氧尾气出口(1)进入尾气吸收池(16)，再经空气排空口(17)排空。
7.如权利要求6所述的臭氧/双氧水联合处理含农药废水的工艺，其特征在于：臭氧/双氧水混合接触反应腔内污水调节后pH范围为9～12，臭氧溶液相浓度5～15mg/L，双氧水投加量30～200mg/L，接触处理时间20min～60min。
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