[發(fā)明專利]一種對含難降解水溶性高分子污染物廢水的前處理系統(tǒng)及方法

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• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107082519A
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 花修藝;閆征楚;曹珍;董德明;梁大鵬;郭志勇
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08;C02F101/30
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司22201
• 代理人: 劉世純,王恩遠(yuǎn)

1.一種對含難降解水溶性高分子污染物的廢水進(jìn)行前處理的系統(tǒng)，其特征在于：是一種連續(xù)式反應(yīng)系統(tǒng)，由帶有進(jìn)水裝置(2)的第一反應(yīng)器(7)、第二反應(yīng)器(10)、催化臭氧氧化反應(yīng)裝置、超聲波發(fā)生器(9)、尾氣吸收裝置(13)和第三反應(yīng)器(12)組成；廢水(1)由進(jìn)水裝置(2)進(jìn)入第一反應(yīng)器(7)內(nèi)；在第一反應(yīng)器(7)上安裝有催化臭氧氧化反應(yīng)裝置，催化臭氧氧化反應(yīng)裝置由催化劑導(dǎo)入裝置(16)、位于第一反應(yīng)器(7)底部的氣體通入裝置(6)和曝氣砂頭(4)組成，催化劑由催化劑導(dǎo)入裝置(16)進(jìn)入第一反應(yīng)器(7)內(nèi)；曝氣砂頭(4)設(shè)置在氣體通入裝置(6)的末端，位于第一反應(yīng)器(7)內(nèi)且浸沒在廢水(1)中；臭氧(5)由臭氧發(fā)生器產(chǎn)生后，經(jīng)由氣體通入裝置(6)通入到第一反應(yīng)器(7)內(nèi)，并由曝氣砂頭4曝氣；第一反應(yīng)器(7)和第二反應(yīng)器(10)置于超聲波發(fā)生器(9)內(nèi)，第一反應(yīng)器(7)、第二反應(yīng)器(10)和第三反應(yīng)器(12)間通過管路連接；第一反應(yīng)器(7)內(nèi)經(jīng)催化、曝氣處理過的廢水(8)進(jìn)入到第二反應(yīng)器(10)內(nèi)，再經(jīng)超聲處理后的廢水(14)進(jìn)入第三反應(yīng)器(12)內(nèi)，經(jīng)加堿液處理后的澄清液從第三反應(yīng)器(12)的出水口(15)處排出。

2.如權(quán)利要求1所述的一種對含難降解水溶性高分子污染物的廢水進(jìn)行前處理的系統(tǒng)，其特征在于：進(jìn)水裝置(2)由流量計(jì)、進(jìn)水橡膠管和截止閥組成，流量計(jì)和截止閥安裝在進(jìn)水橡膠管上。

3.如權(quán)利要求1所述的一種對含難降解水溶性高分子污染物的廢水進(jìn)行前處理的系統(tǒng)，其特征在于：催化劑導(dǎo)入裝置(16)由橡膠管和截止閥組成。

4.如權(quán)利要求1所述的一種對含難降解水溶性高分子污染物的廢水進(jìn)行前處理的系統(tǒng)，其特征在于：第一反應(yīng)器(7)和第二反應(yīng)器(10)分別密閉，且在頂端分別通過截止閥連接尾氣吸收裝置(13)，尾氣吸收裝置(13)內(nèi)的吸收液為碘化鉀溶液，用于吸收反應(yīng)過程中溢出的臭氧。

5.如權(quán)利要求1所述的一種對含難降解水溶性高分子污染物的廢水進(jìn)行前處理的系統(tǒng)，其特征在于：第一反應(yīng)器(7)和第二反應(yīng)器(10)采用高度與直徑比例為10：1的玻璃管，內(nèi)液面高度不低于玻璃管高度的三分之二。

6.一種對含難降解水溶性高分子污染物的廢水進(jìn)行前處理的方法，其步驟如下：

1)調(diào)節(jié)廢水(1)的pH在5～9范圍內(nèi)，控制廢水(1)的流量為3～4L/h，將廢水(1)通過進(jìn)水裝置(2)通入到第一反應(yīng)器(7)內(nèi)；同時通過催化劑導(dǎo)入裝置(16)向第一反應(yīng)器(7)內(nèi)投加三價(jià)鐵鹽催化劑(3)，廢水中Fe³⁺的投加量為0.5～1.5mmol/L；

2)待廢水(1)及催化劑(3)加入到第一反應(yīng)器(7)內(nèi)后，打開臭氧發(fā)生器，調(diào)節(jié)臭氧通入速率，通過氣體通入裝置(6)向第一反應(yīng)器(7)中通入臭氧(5)，并通過曝氣砂頭(4)進(jìn)行曝氣，對廢水進(jìn)行催化臭氧氧化反應(yīng)；同時打開超聲波發(fā)生器(9)，進(jìn)行超聲降解反應(yīng)；臭氧的通入速率為3.5～4.5g/h，超聲的功率為200～400W，超聲的頻率為20～40kHz；

3)步驟2)處理后的廢水(8)在壓力作用下轉(zhuǎn)移至第二反應(yīng)器(10)后在超聲條件下進(jìn)行反應(yīng)，溶液中殘留的臭氧與超聲協(xié)同作用繼續(xù)降解水中的污染物；第二反應(yīng)器(10)內(nèi)反應(yīng)后的廢水(14)在壓力作用下進(jìn)入第三反應(yīng)器(12)，向第三反應(yīng)器(12)中加入0.5～2mol/L的氫氧化鈉溶液(11)，調(diào)節(jié)pH至7～9發(fā)生絮凝沉淀反應(yīng)，澄清液從第三反應(yīng)器(12)的出水口(15)處排出。

7.如權(quán)利要求6所述的一種對含難降解水溶性高分子污染物的廢水進(jìn)行前處理的方法，其特征在于：步驟1)中是用濃度為2～4mol/L的硫酸溶液和0.5～2mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)廢水(1)的pH在5～9范圍內(nèi)。

8.如權(quán)利要求6所述的一種對含難降解水溶性高分子污染物的廢水進(jìn)行前處理的方法，其特征在于：步驟2)中臭氧的通入速率為3.5～4.5g/h，超聲的功率為200～400W，超聲的頻率為20～40kHz。

9.如權(quán)利要求6所述的一種對含難降解水溶性高分子污染物的廢水進(jìn)行前處理的方法，其特征在于：適用處理的廢水初始COD濃度為50～400mg/L。