CN203754548U

CN203754548U - 污水处理组合式高级氧化中试装置

Info

Publication number: CN203754548U
Application number: CN201420153303.2U
Authority: CN
Inventors: 于红霞; 高磊; 邵丽; 贺波
Original assignee: Shandong Academy of Environmental Science
Current assignee: Shandong Academy of Environmental Science
Priority date: 2014-04-01
Filing date: 2014-04-01
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2024-04-01

Abstract

一种污水处理组合式高级氧化中试装置，包括料液储槽、进料泵、氧化反应器、混凝沉淀器和控制器，料液储槽、进料泵、氧化反应器和混凝沉淀器通过管路依次连接在一起，料液储槽和混凝沉淀器内均设置有pH计；氧化反应器内设置有导气装置、填料支架、紫外灯管、超声波振动棒、pH计和氧化还原电位测定仪，导气装置分别与臭氧发生器和气泵连接；药剂投加装置包括酸液投加装置、硫酸亚铁投加装置、双氧水投加装置、碱液投加装置和絮凝剂投加装置，每种投加装置均包括药剂箱和投加泵；进料泵以及各个投加泵、各个pH计、氧化还原电位测定仪和转子流量计均与控制器连接。该装置实现了多种不同的高级氧化工艺及其组合，自动化程度高，实验效果好。

Description

污水处理组合式高级氧化中试装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于以双氧水或臭氧为氧化剂的废水催化氧化处理工艺的研发、模拟运行及处理效果验证的组合式的高级氧化中试装置，属于污水处理实验技术领域。

背景技术

高级氧化技术是一种有效处理难降解有机废水的化学氧化技术，通过产生羟基自由基来对污水中不能被普通氧化剂氧化的污染物进行氧化降解，该技术利用复合氧化剂或光照射、投加金属及其氧化物等催化途径产生氧化能力极强的羟基自由基，氧化废水中有机物或还原性物质。目前在水处理领域中研究的高级氧化技术较多，应用效果较好的技术主要是以O₃、H₂O₂和TiO₂ 为基础的工艺过程。其中以O₃为基础的高级氧化技术包括O₃/H₂O₂工艺、O₃/UV工艺、O₃/金属催化剂工艺和O₃/UV/H₂O₂工艺；以H₂O₂ 为基础的高级氧化技术包括Fenton (芬顿) 试剂法、类Fenton法和H₂O₂/UV工艺等。

研究和工程应用发现，针对不同成份的废水，各种高级氧化技术效果和处理成本差别较大，因此，工程中为避免设计与实际的不符，造成较大经济损失，在确定工艺前，应对废水进行实验研究。

CN100554180C公开了一种《废水高级氧化处理实验平台》，包括反应水槽、搅拌装置、恒温水槽和支架；搅拌装置位于支架的上部，反应水槽安装在搅拌装置上，出水管的管口位于反应水槽的底部，进水管、进药管及进气管的管口均位于反应水槽的下部，出水管和废水回流管的管口均位于反应水槽的上部，在反应水槽上不同高度处开有取样口，带套管的紫外灯管插入反应水槽中，反应水槽的顶部设有盖板，盖板上开有排气孔；取样回流管的管口位于反应水槽的盖板上或反应水槽的上部；恒温水槽由蓄水槽和提升水泵组成，二者通过管道连接；蓄水槽通过管道与废水回流管口相连。

上述实验平台虽然能够进行多种实验，但是结构较单一，用于实验种类有限，对实验中的各种参数不能有效监控，不能全方位验证实验工艺和效果，无法实时处理和显示现场数据，应用范围较小。

发明内容

本实用新型的目的在于为研究针对不同污水的高级氧化处理工艺及其效果以及现有高级氧化处理实验技术存在的不足，提供一种自动化程度高、实验效果好，能够实时处理和显示现场数据的污水处理组合式高级氧化中试装置。

本实用新型的污水处理组合式高级氧化中试装置，采用如下的技术方案：

该装置，包括料液储槽、进料泵、氧化反应器、混凝沉淀器、臭氧发生器、气泵、药剂投加装置和控制器，料液储槽、进料泵、氧化反应器和混凝沉淀器通过管路依次连接在一起，料液储槽和混凝沉淀器内均设置有pH 计；氧化反应器包括主体和顶盖，顶盖设置在主体上端，主体底部设置有进水口、进气管和进药口，主体的上部设置有排水口，主体内设置有导气装置和填料支架，顶盖上设置有紫外灯管、超声波振动棒、pH计和氧化还原电位测定仪，导气装置通过进气管分别与臭氧发生器和气泵连接，连接管路上设有控制阀，进气管上设有转子流量计；药剂投加装置包括酸液投加装置、硫酸亚铁投加装置、双氧水投加装置、碱液投加装置和絮凝剂投加装置，每种投加装置均包括药剂箱和投加泵，酸液投加装置的药剂箱通过酸液投加装置的投加泵与料液储槽连接，硫酸亚铁投加装置和双氧水投加装置的药剂箱分别通过硫酸亚铁投加装置的投加泵和双氧水投加装置的投加泵与氧化反应器主体底部的进药口连接，碱液投加装置和絮凝剂投加装置的药剂箱分别通过碱液投加装置的投加泵和絮凝剂投加装置的投加泵与混凝沉淀器连接；进料泵以及各个投加泵、各个pH 计、氧化还原电位测定仪、转子流量计和控制阀均与控制器连接。

控制器可与无线传输装置连接。

使用过程中，废水进入料液储槽后，采用进料泵提升至氧化反应，经充分氧化后再自流至混凝沉淀器，最终达标排放。通过切换控制阀、装填催化剂填料和投加不同药剂等方式开展多种高级氧化技术的中试试验；通过调整进料泵、投加泵（计量泵）和调节阀门的大小，改变工艺参数，在不同运行工况下长期稳定地运行，多工况地对拟研究的高级氧化技术进行测试；控制器实现装置的自动化运行，实时处理现场数据，将数据通过实时显示、实时报表、历史报表等形式进行显示、记录和打印。可根据来水水质和实验要求，实现O₃/H₂O₂工艺、O₃/UV工艺、O₃/金属催化剂工艺、O₃/UV/H₂O₂工艺、Fenton (芬顿) 试剂工艺、类Fenton工艺、H₂O₂/UV工艺等多种高级氧化技术的中试试验。

本实用新型能够根据需要通过简单的装填滤料或各种泵阀的控制转化，实现多种不同的高级氧化工艺及其组合，模拟实际工程工况进行试验，从而真实反应系统的处理效果及经济技术指标，确定并验证针对不同废水水质及处理要求的高级氧化处理技术方案；能够通过控制器自动控制各种泵阀的启闭转化；具有自动化程度高、实验效果好的特点。

附图说明

图1为本实用新型组合式高级氧化中试装置的结构示意图。

图中：1、料液储槽，2、进料泵，3、氧化反应器，4、混凝沉淀器，5、酸液投加装置，6、臭氧发生器，7、气泵， 8、填料支架，9、导气装置， 10紫外灯管，11、超声波发生器，12、超声波振动棒，13、pH计，14、氧化还原电位测定仪，15、控制器，16、硫酸亚铁投加装置，17、双氧水投加装置，18、碱液投加装置，19、絮凝剂投加装置。

具体实施方式

本实用新型的组合式高级氧化中试装置，包括料液储槽1、进料泵2、氧化反应器3、混凝沉淀器4、药剂投加装置、臭氧发生器6、气泵7、超声波发生器11和控制器15，所有部分可安装在一个带轮子的底盘上，以方便整体移动。

氧化反应器3包括反应器主体和反应器顶盖，顶盖设置在主体上端，反应器主体底部设置有进水口和进气管和进药口，反应器主体的上部设置有排水口，反应器主体内设置有填料支架8和导气装置9，反应器顶盖上设置有紫外灯管10和超声波振动棒12，超声波振动棒12与超声波发生器11连接，紫外灯管10和超声波振动棒12的作用是为氧化反应提供紫外光和超声波振动。所述填料支架8优选设置在氧化反应器3 中下部，填料填充率大于50%，其作用是用于填充金属及其氧化物催化剂的填料。导气装置9设置在填料支架8底部，通过底部侧壁上的进气管分别与臭氧发生器6和气泵7连接，连接管路上设有控制阀，其作用是为氧化反应器内的废水提供臭氧和空气。反应器主体底部的进气管上设有转子流量计，以对进气量进行计量。氧化反应器顶盖上还安装有pH计13和氧化还原电位测定仪14，其作用是采集反应器内的pH值和氧化还原电位参数。

药剂投加装置包括酸液投加装置5、硫酸亚铁投加装置16、双氧水投加装置17、碱液投加装置18和絮凝剂（聚丙烯酰胺（PAM））投加装置19，每种投加装置均包括药剂箱和投加泵。酸液投加装置5的药剂箱通过投加泵与料液储槽1连接；硫酸亚铁投加装置16和双氧水投加装置17的药剂箱均通过投加泵与氧化反应器3底部的进药口连接，碱液投加装置18和絮凝剂投加装置19的药剂箱均通过投加泵与混凝沉淀器4连接。各处的投加泵均采用计量泵，以对投加量进行计量。

料液储槽1、进料泵2、氧化反应器3和混凝沉淀器4通过管路依次连接在一起，料液储槽1的出口与进料泵2连接，进料泵2的出口与氧化反应器3的进水口连接，氧化反应器3的排水口与混凝沉淀器4的进口连接。为方便调整运行参数，根据实验要求调整反应时间，进料泵2优选采用量程变化较大的计量泵。料液储槽1和混凝沉淀器4内均设置有pH 计。

进料泵2以及各个投加泵、各个pH 计、氧化还原电位测定仪和转子流量计均与控制器连接，根据设定的工艺参数控制各泵的运行。

料液储槽、氧化反应器和混凝沉淀器优选采用不锈钢材质，内涂防腐涂料。为便于观察实验效果，在氧化反应器3主体的正面设观察窗。连接管路优选采用优质工业用硬质PVC管。

使用过程中，废水进入料液储槽1后，采用进料泵2提升至氧化反应器3，经充分氧化后再自流至混凝沉淀器4，最终达标排放。各种实验数据均可以通过控制器15采集并实时显示，并能够通过与控制器无线通讯装置实现远程输送。

上述组合式高级氧化中试装置安装了臭氧发生器、紫外线灯管和多台药剂投加装置等，可通过切换开关、装填催化剂填料和投加不同药剂等方式开展多种高级氧化技术的中试试验；能够通过调整进料泵、投加泵（计量泵）和调节阀门的大小，改变工艺参数，让装置在不同运行工况下长期稳定地运行，多工况地对拟研究的高级氧化技术进行测试；控制器15实现装置的自动化运行，实时处理现场数据，将可以将数据进行显示、记录和打印。可根据来水水质和实验要求，实现O₃/H₂O₂工艺、O₃/UV工艺、O₃/金属催化剂工艺、O₃/UV/H₂O₂工艺、Fenton (芬顿) 试剂工艺、类Fenton工艺、H₂O₂/UV工艺等多种高级氧化技术的中试试验。

1.开展O₃/UV工艺的试验研究时，在开启进料泵2的同时，应开启紫外灯管10和臭氧发生器6。

2.开展O₃/金属催化剂工艺的试验研究时，应先在氧化反应器3的填料支架上装填足够的金属催化剂填料，在开启进料泵2的同时，开启臭氧发生器6。

3.当开展fenton氧化试验时，在废水进入料液储槽1的同时，应通过酸液投加装置5向料液储槽1内加酸液，调节废水pH值，然后由进料泵2提升至氧化反应器3，同时由硫酸亚铁投加装置16和双氧水投加装置17加入硫酸亚铁和H₂O₂，开启气泵7，通过导气装置曝气，加强混合搅拌效果，废水在氧化反应器3内充分氧化后，经碱液投加装置18和絮凝剂投加装置19加碱调整pH以及加PAM混凝沉淀后达标排放。

Claims

1.一种污水处理组合式高级氧化中试装置，包括料液储槽、进料泵、氧化反应器、混凝沉淀器、臭氧发生器、气泵、药剂投加装置和控制器，其特征是：料液储槽、进料泵、氧化反应器和混凝沉淀器通过管路依次连接在一起，料液储槽和混凝沉淀器内均设置有pH 计；氧化反应器包括主体和顶盖，顶盖设置在主体上端，主体底部设置有进水口、进气管和进药口，主体的上部设置有排水口，主体内设置有导气装置和填料支架，顶盖上设置有紫外灯管、超声波振动棒、pH计和氧化还原电位测定仪，导气装置通过进气管分别与臭氧发生器和气泵连接，连接管路上设有控制阀，进气管上设有转子流量计；药剂投加装置包括酸液投加装置、硫酸亚铁投加装置、双氧水投加装置、碱液投加装置和絮凝剂投加装置，每种投加装置均包括药剂箱和投加泵，酸液投加装置的药剂箱通过酸液投加装置的投加泵与料液储槽连接，硫酸亚铁投加装置和双氧水投加装置的药剂箱分别通过硫酸亚铁投加装置的投加泵和双氧水投加装置的投加泵与氧化反应器主体底部的进药口连接，碱液投加装置和絮凝剂投加装置的药剂箱分别通过碱液投加装置的投加泵和絮凝剂投加装置的投加泵与混凝沉淀器连接；进料泵以及各个投加泵、各个pH 计、氧化还原电位测定仪和转子流量计均与控制器连接。

2.根据权利要求1 所述的污水处理组合式高级氧化中试装置，其特征是：所述控制器与无线通讯装置连接。