利用紫外光轉化廢水中的二價鐵離子的循環水處理裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種廢水處理工藝及裝置，特別是涉及一種廢水除鐵的工藝及裝置， 應用于廢水處理與利用技術領域。
【背景技術】
[0002] 在工業上常用的鍍鋅層有熱浸鍍鋅、電鍍鋅、機械鍍鋅和熱噴涂鋅、熱鍍鋅等，其 中熱鍍鋅約占鍍鋅總量的95%，熱鍍鋅用鋅量在世界范圍內占鋅產量的40%，在中國約占鋅 產量的30%左右。鍍鋅前的工藝主要有 ：酸洗$!1〈1)、水洗（2〈?!1〈3)、助洗（3〈?!1〈4)。其 目的是對鋼板除銹，使其表面更加規整，便于鍍鋅，所以鍍鋅前的酸洗、水洗、助洗過程對鍍 鋅層的質量及壽命有極大的影響。鍍鋅前的預處理會產生大量的廢水，廢水中含有：Fe 2+、 Fe3+、鹽酸、氫氟酸等，屬于強酸性溶液，排放到環境中會對環境有很大的污染。
[0003] 目前，對鍍鋅含鐵廢水的處理方法主要是一化學處理法：通過投入大量H2O 2溶液， 把Fe2+氧化成Fe 3+，在水洗池和助洗池中，就會形成Fe(OH)3沉淀，過濾分離。缺點就是：隨 著H 2O2溶液的不斷加入，會不斷稀釋整個洗池，改變洗池的PH、溫度，破壞原體系的平衡；會 加大廢水的儲量，對成本效益和環保是極為不利的。
[0004] 污水站中水中通常均含有較高的二價、三價鐵離子，在中原油田各污水站來水中 二價鐵離子含量在4-70mg/L，總鐵含量在4-80mg/L。如果污水站處理水不能將來水中的鐵 離子去除到較低的含量，特別是將二價鐵離子去除到較低的含量，環境變化可能會使處理 水中懸浮固體含量大量上升，造成處理水的二次污染，使處理水水質明顯變差。
[0005] 目前，對污水站中含鐵廢水的處理方法主要也是化學處理法：通過投入大量的 H2O2溶液，把Fe 2+氧化成Fe 3+，然后調整PH值，促進形成Fe (OH) 3沉淀，過濾分離。同樣存在 鍍鋅廢水處理時存在的相同的缺點，影響水處理處理的效果，增加了水處理的成本，不利于 環保和廢棄物資源利用。

【發明內容】

[0006] 為了解決現有技術問題，本發明的目的在于克服了現有技術的不足，提供一種利 用紫外光轉化廢水中的二價鐵離子的循環水處理裝置及方法，無需投加化學藥劑，利用紫 外燈發出的紫外線對廢液進行輻照，紫外線不僅能氧化Fe 2+為Fe 3+，還不會改變原體系的 PH，而且在紫外線照射下，廢液大量吸收紫外線輻照的能量而升溫，因為適當的升高溫度有 助于Fe(OH)3沉淀的形成，利用紫外燈發出的紫外線不斷輻照正在流動中的廢水，使廢水 中將發生如下化學反應：
【主權項】
1. 一種利用紫外光轉化廢水中的二價鐵離子的循環水處理裝置，包括廢液池（I)和過 濾池（5)，在所述廢液池（1)中裝入含二價鐵離子的待處理廢水，所述過濾池（5)過濾廢水 中的濾渣，其特征在于：在所述廢液池（1)和所述過濾池（5)之間設置兩條水流管路，并在 所述兩條水流管路中分別設置靜置池（6)和廢水光照降解槽（3)，采用水泵（2)產生水流驅 動力使待處理廢水從所述廢液池（1)輸出后，再依次流經所述廢水光照降解槽（3)、所述過 濾池（5)和所述靜置池（6)，然后通過再回流進入所述廢液池（1 )，形成水處理循環系統，在 所述廢水光照降解槽（3)中設有紫外線輻照裝置，所述紫外線輻照裝置發出的紫外線不斷 輻照正在所述廢水光照降解槽（3)中流動中的廢水，廢水吸收紫外線輻照的能量而升溫，并 發生化學反應，在廢水中產生Fe (OH) 3沉淀，當混合Fe (OH) 3沉淀物的廢水流經所述靜置池 (6)時，Fe (OH)3沉淀物通過收集裝置被收集起來，其他經過靜置處理的水流從所述靜置池 (6)中平穩溢出后流入所述廢液池（1)，定時對在所述廢液池（1)中的處理水中的鐵含量進 行檢測，當在所述廢液池（1)中的處理水中的鐵含量達到穩定的數值后，二價鐵離子的轉化 過程達到化學平衡，廢水的處理過程結束。
2. 根據權利要求1所述利用紫外光轉化廢水中的二價鐵離子的循環水處理裝置，其特 征在于：在所述廢液池（1)中還設有廢液物性檢測裝置，所述廢液物性檢測裝置至少包括 液體成分檢測傳感器模塊，至少能對廢液中的二價鐵離子濃度進行檢測，通過控制系統控 制所述水泵（2)控制廢水的流速，所述控制系統對來自所述廢液物性檢測裝置采集的廢液 檢測數據進行分析，當廢液中的目標物性檢測數據值落入設定的穩定閾值范圍內時，二價 鐵離子的降解反應達到化學平衡，廢水處理過程結束。
3. 根據權利要求1或2所述利用紫外光轉化廢水中的二價鐵離子的循環水處理裝置， 其特征在于：在所述過濾池（5)中設有至少一層濾網（4)，對Fe (OH) 3沉淀物進行過濾分離。
4. 根據權利要求1或2所述利用紫外光轉化廢水中的二價鐵離子的循環水處理裝置， 其特征在于：設有沉淀物定時清理裝置，所述定時清理裝置根據控制系統的指令控制收集 裝置進行清理工作，定時將在所述靜置池（6 )中收集的沉淀物進行清理。
5. 根據權利要求1或2所述利用紫外光轉化廢水中的二價鐵離子的循環水處理裝置， 其特征在于：在所述廢水光照降解槽（3)中，所述紫外線輻照裝置采用紫外燈。
6. -種利用紫外光轉化廢水中的二價鐵離子的循環水處理方法，其特征在于，包括如 下步驟： a. 將待處理廢水裝入廢液池中； b. 采用紫外燈產生紫外線輻射，使待處理廢水從廢液池中流出進入光照槽，并使水流 在光照槽中處于紫外線輻照之下，廢水吸收紫外線輻照的能量而升溫，并發生化學反應，在 廢水中產生Fe (OH)3沉淀； c. 含有Fe (OH) 3沉淀沉淀物的廢水從光照槽中流出后，進行過濾，清理濾渣； d. 經過過濾后的廢水進入靜置池內，進行靜置而形成沉淀物，然后從靜置池溢出，沉 淀物通過收集裝置被收集起來； e. 從靜置池溢出的經過處理的廢水再流入廢液池中，繼續進行從所述步驟a到所述 步驟e的循環處理； f. 定時對所述廢液池中的處理水中的鐵含量進行檢測，當在所述廢液池中的處理水 中的鐵含量達到穩定的數值后，二價鐵離子的轉化過程達到化學平衡，廢水的處理過程結 束。
7. 根據權利要求6所述利用紫外光轉化廢水中的二價鐵離子的循環水處理方法，其特 征在于：在所述步驟b中，所述紫外燈的功率為11~44W。
8. 根據權利要求6或7所述利用紫外光轉化廢水中的二價鐵離子的循環水處理方法， 其特征在于：在所述步驟f?中，廢水處理的時間為3~10h，使二價鐵離子的轉化過程達到 化學平衡。
【專利摘要】本發明公開了一種利用紫外光轉化廢水中的二價鐵離子的循環水處理裝置及方法，無需投加化學藥劑的缺陷，利用紫外線對廢液進行輻照，不僅能氧化Fe2+為Fe3+,還不會改變原體系的PH，且廢液大量吸收紫外線輻照的能量而升溫，適當升高溫度有助Fe(OH)3沉淀形成，利用紫外線輻照正在流動中的廢水，達到在不投加任何化學藥劑的情況下就能使廢液中的鐵含量大量降解，有利于廢水的循環利用。本發明裝置由紫外光照、過濾、靜置三部分組成水循環裝置，光照部分與廢液池分離，過濾部分產生的濾渣能及時處理，靜置能極大促進沉淀的生成，最終在3小時內能使廢液中的Fe2+80%以上被氧化為Fe3+，經過過濾靜置后能使鐵含量下降50%。
【IPC分類】C02F1-72, C02F9-08, C02F1-32
【公開號】CN104860457
【申請號】CN201510285828
【發明人】張唯, 陳捷, 陳斌, 雍平
【申請人】上海大學
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月29日