CN211255411U

CN211255411U - 一种紫外激发臭氧降解渗滤液中污染物的装置

Info

Publication number: CN211255411U
Application number: CN201922059689.6U
Authority: CN
Inventors: 张轩; 江海莎; 范真; 程献伟
Original assignee: Chengdu Xingrong Environment Co ltd
Current assignee: Chengdu Xingrong Environment Co ltd
Priority date: 2019-11-25
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2020-08-14
Anticipated expiration: 2029-11-25

Abstract

本实用新型公开了一种紫外激发臭氧降解渗滤液中污染物的装置，包括反应室、臭氧供给模块、紫外装置及尾气处理装置。本实用新型通过在渗滤液反应室中添加紫外装置来激发臭氧，使臭氧分解产生具有强氧化性的·OH，从而可有效降解渗滤液中的有机物，大幅度地缩短该了工艺阶段的停留时间，提高了渗滤液的降解效率；通过合理布置紫外装置，在反应室中增加曝气装置保证紫外激发的连续性及臭氧溶解能力，对反应室进行分区及选择合适的反应室壁的材料提高紫外激发的效率，实现快速、彻底降解渗滤液中有机物的目的；本装置不需要投加渗滤液净化药剂，产物无毒副作用，避免了二次污染的问题；本装置操作简单，能耗低，装置运行平稳性好。

Description

一种紫外激发臭氧降解渗滤液中污染物的装置

技术领域

本发明属于渗滤液处理领域，具体涉及一种紫外激发臭氧降解渗滤液中污染物的装置。

背景技术

随着人民的生活质量的提升，生活垃圾产生量逐年增长，无论是生活垃圾的填埋处理，或是垃圾发电过程，都会产生渗滤液，导致近年来渗滤液产量逐年增多，给渗滤液处理行业带来了巨大挑战。据检测，渗滤液中含有大量有机物，甚至包括新兴难降解有机物，如内分泌干扰素、个人护理用品、抗生素、农药等。传统的深度处理技术不能有效的降解渗滤液中复杂的有机物，处理后产生的浓缩液也不能被有效的处理，还会产生超高的处理成本，因此，寻找适应现阶段甚至更长远时期的渗滤液有效处理技术迫在眉睫。

臭氧高级氧化技术因具有快速、无选择性、彻底地氧化环境中的污染物等特点，在降解有机污染物方面显现出巨大优势。臭氧的标准氧化还原电位为2.07V，可用于渗滤液中污染物的直接氧化，但直接氧化具有选择性，而渗滤液成分复杂，直接氧化局限性较大。现有技术中臭氧可在过氧化氢、电场或者催化剂作用下，才能产生起氧化作用·OH，但均存在一定的问题：过氧化氢的作用下，臭氧利用率不高，导致成本偏高，且会生成较多副产物；而通电条件下不仅能耗高，同时通电会使得渗滤液带电，流动的带电渗滤液存在一定的安全隐患，使其实际使用面临着困难；臭氧催化技术需要寻找合适的催化剂，而且加入催化剂存在催化剂的再回收问题，较为困难，且可能会导致二次污染。

实用新型内容

本实用新型提供一种紫外激发臭氧降解渗滤液中污染物的装置，能够解决臭氧单独降解渗滤液中的有机污染物效果差以及臭氧用量大的问题，同时针对现有技术中对臭氧进行优化时所存在的弊端，能够提高臭氧利用率，降低能耗，不产生二次污染，实现渗滤液中污染物的高效去除。

本实用新型包括以下技术方案：

一种紫外激发臭氧降解渗滤液中污染物的装置,包括反应室、臭氧供给模块、紫外装置及尾气处理装置；所述反应室设置若干曝气盘，反应室壁上设置进气口、出气口、进水口、出水口及加药口；所述臭氧供给模块包括连接有氧气罐的臭氧发生器，所述臭氧发生器通过带流量计的管路与反应室的进气口连接；所述紫外装置为带电源的可控紫外灯，所述紫外灯安装在反应室内部；所述反应室的出气口与尾气处理装置连接。

通过紫外光对臭氧进行活化，不引入新的物质，其反应方程式为：

从中可以看出，紫外条件下，臭氧与水结合产生大量的·OH，提高了·OH的产生效率。·OH的氧化还原电位为2.80V，在已发现的氧化物中氧化能力极强，具有无二次污染的优势。本发明采用紫外激发O₃产生·OH，氧化效率高，反应迅速，且产物清洁，无毒副产物。

进一步地，所述曝气盘在反应室侧壁之间间隔并呈水平安装。曝气盘可设置多个，加强臭氧在不同处理阶段的渗滤液中的溶解，从而持续提高氧化性能，增加利用率。

进一步地，所述反应室安装堰板分隔为若干反应区，所述紫外灯安装在各反应区中。将反应室分区设置并在各反应区中设置紫外灯，可将大量的渗滤液分化处理，强化各反应区的氧化处理能力，提高处理效率与质量。

作为选择，所述紫外灯为若干紫外灯泡，所述紫外灯泡等间距地安装布满在反应室侧壁之间、由堰板分隔的反应区两侧的反应室侧壁和堰板壁之间及堰板壁与堰板壁之间，保证紫外激发的全面覆盖与连续性。

作为选择，所述紫外灯为连续紫外灯管，所述紫外灯管从反应室顶部插入反应室或各个反应区的中部，所述紫外灯管外罩设石英套管。采用连续紫外灯管，能够提供持续性的紫外激发作用；单个紫外灯管的设置使得装置更为简化，在保持激发均匀的同时，提高此外灯的利用效率。

进一步地，所述反应室内壁和堰板由陶瓷、涂炭或石墨制成，采用陶瓷或碳类材料能够催化臭氧产生·OH。

进一步地，所述进气口设置在反应室最底部中央，反应室壁之间靠近进气口处设置一曝气盘，所述进水口设置在反应室的底部侧壁，位于靠近进气口处的曝气盘的上方。在反应室的底部布设曝气装置，能够促进臭氧在进气口处的溶解作用，并且能够有效减缓甚至防止渗滤液内物质在管底的沉积，减缓了结垢现象。

进一步地，所述出气口设置在反应室顶部，所述尾气处理装置为活性炭或树脂吸附装置。对反应尾气进行吸附净化，实现清洁排放。

进一步地，所述紫外装置可选择真空紫外装置或非真空紫外装置。

本实用新型具有以下有益效果：

1)本实用新型采用紫外激发臭氧，使臭氧分解产生具有强氧化性的·OH，从而可有效降解渗滤液中的有机物，大幅度地缩短该了工艺阶段的停留时间，提高了渗滤液的降解效率；

2)本实用新型克服了紫外光穿透能力弱，·OH停留时间短、水体移动能力差的缺点，通过合理布置紫外装置、增加曝气装置、对反应室进行分区及选择合适的反应室壁的材料，提高了臭氧激发的时效，增强了臭氧体系在渗滤液中的溶解及氧化能力，实现在紫外装置附近激发臭氧产生·OH，从而快速、彻底降解渗滤液中有机物的目的；

3)本实用新型除臭氧外，不需要投加额外渗滤液净化药剂，产物无毒副作用，避免了二次污染的问题，是“绿色除污”过程，同时紫外具有较好的消毒作用，能够杀死渗滤液中的病原微生物；

4)本实用新型操作简单，能耗低，通过增加底部曝气装置及合理设计反应室内渗滤液流速，能够减缓甚至防止渗滤液内物质在反应室底的沉积，减缓了结垢现象，使得装置运行平稳性好。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1的装置结构示意图；

图2是实施例1的时间—COD去除率曲线图；

图3为本实用新型的实施例2的装置结构示意图；

图4为本实用新型的实施例3的装置结构示意图；

图5是实施例3的时间—COD去除率曲线图；

图6为本实用新型的实施例4的装置结构示意图；

图7是实施例4的时间—COD去除率曲线图；

图8为本实用新型的实施例5的装置结构示意图；

图9是实施例5的时间—COD去除率曲线图；

附图标记说明：1为进气口、2为出气口、3为进水口、4为出水口、5为加药口、6为曝气盘、7为氧气罐、8为臭氧发生器、9为流量计、10为紫外灯泡、11为反应室侧壁、12为紫外灯电源连接口、13为磨砂口、14为密封装置、15为紫外灯管、16为石英套管、17为堰板。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1所示，一种紫外激发臭氧降解渗滤液中污染物的装置，包括反应室、臭氧供给模块、紫外装置及尾气处理装置；所述反应室壁上设置进气口1、出气口2、进水口3、出水口4及加药口5；所述进气口1设置在反应室最底部中央，反应室侧壁之间靠近进气口处设置一曝气盘6，所述进水口3设置在反应室侧壁11的底部，位于靠近进气口1处的曝气盘6的上方，在所述反应室侧壁11的顶部设有出水口3，在所述反应室的顶部设有出气口2连接尾气处理装置。所述臭氧供给模块包括连接有氧气罐7的臭氧发生器8，所述臭氧发生器8通过带流量计9的管路与反应室的进气口1连接；所述紫外装置为带电源的可控紫外灯，所述紫外灯为若干紫外灯泡10，所述紫外灯泡10等间距地安装布满在反应室侧壁11之间。所述反应室侧壁11为陶瓷外壁。所述反应室顶部还设置有紫外灯电源连接口12、磨砂口13以及并采用密封装置14密封，增强密封性，防止气体扩散。

采用图1结构的装置处理COD为20000mg/L的渗滤液，步骤如下：将待处理渗滤液注入反应室中，再调节pH为9，然后通入臭氧，臭氧投加速率为5L/min，启动直流电源，开启紫外装置，使光强为30W/L，处理60min后，由出水口排出处理后的渗滤液。本实施例中，臭氧为气态，投加时，直接通过曝气盘6进入反应室，采用1mmol/L的氢氧化钠及1mmol/L的硫酸调节pH。

记录本实施例待处理渗滤液中COD的变化，并计算去除率，绘制时间—COD去除率曲线图，如图2所示，通过图2可知，本实施例中，COD的去除率达59.21％。

实施例2

如图3所示，在实施例1的基础上，所述曝气盘6沿反应室底部向上依次间隔设置在反应室侧壁11之间。设置多个曝气盘，加强臭氧在不同处理阶段的渗滤液中的溶解，从而持续提高氧化性能，增加利用率。

实施例3

如图4所示，在实施例1的基础上，改变紫外装置的形式。所述紫外灯为连续紫外灯管15，所述紫外灯管15外罩设石英套管16，所述紫外灯管15从反应室顶部中央竖直插入至反应室的下部。

采用图4结构的反应器处理COD为8000mg/L的渗滤液膜浓缩液，步骤如下：将待处理渗滤液膜浓缩液注入反应室中，再调节pH为9，然后通入臭氧，臭氧投加速率为3L/min，启动直流电源，开启紫外装置，使光强为10W/L，处理60min后，由出水口排出处理后的渗滤液。

本实施例中，臭氧为气态，投加时，直接通过曝气盘6进入反应室；采用1mmol/L的氢氧化钠及1mmol/L的硫酸调节pH。

记录本实施例待处理渗滤液中COD的变化，并计算去除率，绘制时间—COD去除率曲线图，如图5所示，通过图5可知，本实施例中，COD的去除率达56.35％。

实施例4

如图6所示，在实施例1的基础上，所述反应室安装陶瓷材料的堰板17将反应室从下方曝气盘6处至反应室上方分隔为四个反应区，所述紫外灯为若干紫外灯泡10，紫外灯泡10安装在反应区两侧的反应室侧壁11和堰板壁之间以及堰板壁与堰板壁之间。

采用图6结构的反应器处理含20000mg/L的渗滤液浓缩液，步骤如下：将待处理渗滤液浓缩液注入反应室中，再调节pH为9，然后通入臭氧，臭氧投加速率为5L/min，启动直流电源，开启紫外装置，使光强为50W/L，处理60min后，由出水口排出处理后的渗滤液。

记录本实施例待处理渗滤液中COD的变化，并计算去除率，绘制时间—COD去除率曲线图，如图7所示，通过图7可知，本实施例中，COD的去除率达83.24％。

实施例5

如图8所示，在实施例1的基础上，所述反应室安装陶瓷材料的堰板17将反应室从下方曝气盘6处至反应室上方分隔为三个反应区，所述紫外灯为连续紫外灯管15，所述紫外灯管15从反应室顶部竖直插入至各个反应区的下部，紫外灯管15位于各个反应区的中央。

采用图8结构的反应器处理含8000mg/L的渗滤液膜浓缩液，步骤如下：将待处理渗滤液膜浓缩液注入反应室中，再调节pH为9，然后通入臭氧，臭氧投加速率为3L/min，启动直流电源，开启紫外装置，使光强为50W/L，处理60min后，由出水口排出处理后的渗滤液。

本实施例中，臭氧为气态，投加时，直接通过曝气盘进入反应室；采用1mmol/L的氢氧化钠及1mmol/L的硫酸调节pH。

记录本实施例待处理渗滤液中COD的变化，并计算去除率，绘制时间—COD去除率曲线图，如图9所示，通过图9可知，本实施例中，COD的去除率达87.81％。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种紫外激发臭氧降解渗滤液中污染物的装置,其特征在于：包括反应室、臭氧供给模块、紫外装置及尾气处理装置；所述反应室设置若干曝气盘，反应室壁上设置进气口、出气口、进水口、出水口及加药口；所述臭氧供给模块包括连接有氧气罐的臭氧发生器，所述臭氧发生器通过带流量计的管路与反应室的进气口连接；所述紫外装置为带电源的可控紫外灯，所述紫外灯安装在反应室内部；所述反应室的出气口与尾气处理装置连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述曝气盘在反应室侧壁之间间隔并呈水平安装。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述反应室通过安装堰板分隔为若干反应区，所述紫外灯安装在各反应区中。

4.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于：所述紫外灯为若干紫外灯泡，所述紫外灯泡等间距地安装布满在反应室侧壁之间、由堰板分隔的反应区两侧的反应室侧壁和堰板壁之间及堰板壁与堰板壁之间。

5.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于：所述紫外灯为连续紫外灯管，所述紫外灯管从反应室顶部插入反应室或各个反应区的中部，所述紫外灯管外罩设石英套管。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述反应室内壁和堰板由陶瓷、涂炭或石墨制成。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述进气口设置在反应室最底部中央，反应室侧壁之间靠近进气口处设置一曝气盘，所述进水口设置在反应室侧壁的底部，位于靠近进气口处的曝气盘的上方。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述出气口设置在反应室顶部，所述尾气处理装置为活性炭或树脂吸附装置。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述紫外装置为真空紫外装置或非真空紫外装置。