[發明專利]硫化物廢水的水力超聲空化與高級氧化耦合降解裝置

在審

• 申請號: 202011449019.6
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112723519A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 孫遜;陳頌英;玄曉旭;楊澤;王夢潔
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/78;C02F1/36;C02F1/02;C02F9/08;C02F101/10;C02F101/30
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 陳桂玲

一種硫化物廢水的水力超聲空化與高級氧化耦合降解裝置，包括定子、轉子、轉軸和超聲波換能器，定子為密封筒體，定子內壁上裝有超聲波換能器，定子的兩側分別設置有進液口和排液口，在進液口一側設置有氧化劑注入裝置，轉軸安裝在定子中且一端伸出，轉子處于定子中并固定安裝在轉軸上，轉子圓周上分布有葉片，葉片內具有空腔，空腔兩側分布有通孔。硫化物廢水沉淀后送至定子中，氧化劑由氧化劑輸送管輸入定子，與廢水混合，通過空化技術進行處理，實現有機物的降解。本發明結合水力空化、超聲空化與高級氧化技術協同降解硫化物廢水，處理效率高，處理效果好，可連續作業。

技術領域

本發明涉及一種通過耦合水力空化、超聲空化與高級氧化的硫化物廢水降解裝置，屬于廢水污染物降解技術領域。

背景技術

硫化物屬于污染物，其含量是水質量的重要評估標準，主要來源于化石燃料加工及使用，它們的酸性對整個生態系統構成嚴重威脅，導致金屬和混凝土元素的腐蝕及水氧的大量消耗，此外含有微量硫化物的廢水會使催化劑中毒，導致催化反應無法正常進行。富含硫化物的工業廢水在排入環境之前必須進行處理。目前，含硫廢水的處理方法主要有物理法、化學法和生物法。

其中，物理法主要包括吹脫和汽提，吹脫和汽提原理相同，所采用的介質不同，吹脫采用氣體，汽提采用蒸汽；化學法主要包括化學氧化法和混凝沉淀法；生物法主要包括好氧生物法和厭氧生物法。三種方法中，物理法最為簡單，化學法在廢水硫含量較高時藥劑消耗量和廢渣量產生量較大，因此不適用處理硫含量較高的廢水；生物法是通過微生物將硫化物氧化除去，由于微生物的耐受限度的局限性，處理硫含量較高的廢水時效率較低，因此也不適用于處理硫含量較高的廢水。

空化現象是指當壓力降至低于飽和蒸汽壓時，溶解在流體中的氣體得以釋放，同時流體汽化而產生大量氣泡，空化泡在隨流體進一步流動的過程中，隨周圍壓力增大發生潰滅，并以熱和沖擊波的形式釋放出巨大的能量，所產生的能量可以將水分子分解成·H和·OH，其中·OH具有強氧化性。水力空化技術不需要額外使用化學氧化劑，空化過程中產生的·OH能夠有效地去除廢水中硫化物。在大多數情況下，使用水力空化技術降解廢水中的污染物并不高效，但可以有效地消除廢水的部分特定化合物，有利于下一步的處理。例如，在瀝青生產過程中排放的強腐蝕性廢水中存在硫化物離子。若將酸堿度從強堿性調節到酸性會導致硫化氫氣體的排放，在這種情況下，使用高級氧化技術，如芬頓氧化法，是不可行的。因此，迫切需要一種任意工況下均可降解污染物的有效方法，或者采用順序處理方法，在高級氧化工藝階段前調節廢水的酸堿條件。

CN110078196A公開的水力空化和臭氧聯合處理含硫污水的系統，其包括污水罐、泵、流量計、調壓閥組件、第一壓力表、孔板空化發生器、第二壓力表和臭氧供入管道。污水罐、泵、孔板空化發生器依次通過管道連接成循環回路，第一壓力表監測孔板空化發生器上游管道的壓力，調壓閥組件調節孔板空化發生器上游管道的壓力，第二壓力表監測孔板空化發生器下游管道的壓力；臭氧供入管道設置在孔板空化發生器下游管道中約為大氣壓強的位置處，臭氧供入管道用于向孔板空化發生器出口與第二壓力表之間的管道供給臭氧，使臭氧與空化的含硫污水接觸進而反應。但是，該系統所用水力空化裝置較為簡單，所引起空化效應雷諾數較低，產生空化效應的效果較差，無廢水前置處理步驟，廢水中的顆粒物容易影響整個脫硫處理過程，降低處理效果。

CN207645883U公開了一種超重力及水力空化強化臭氧處理含硫污水的裝置，該裝置包括氧氣瓶、臭氧發生器、氣體流量計、超重力旋轉填料床、污水罐和水力空化器。氧氣瓶與臭氧發生器連接后，與超重力旋轉填料床氣體入口相聯通，污水罐與超重力旋轉填料床液體入口相連接，氧氣瓶與超重力旋轉填料床氣體入口相連接；超重力旋轉填料床液體出口與水力空化器、污水灌均相連接；污水罐與水力空化器的進口、出口均相連接；超重力旋轉填料床氣體出口與外界相連接。但該水力空化裝置不明確，也未明確說明增強脫硫效果的水力空化和臭氧的耦合方式。