一種環流多維催化高級氧化處理含油廢水的工藝和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及廢水處理領域，具體地說是一種環流多維催化高級氧化處理含油廢水的工藝和裝置，尤其適用于高濃度含油工業廢水的處理。
【背景技術】
[0002]近年來，廢水高級氧化降解有機物已成為行業研究的熱點。高級氧化技術為是產生大量的強氧化性的羥基自由基(.0Η)的方法，即利用高活性自由基與水中污染物反應，在高溫高壓、電、聲、光輻照、催化劑等反應條件下使大分子難降解有機物氧化成低毒、無毒的小分子物質，從而實現對水中污染物的改性，使之部分改變了存在形式，更多的被分解轉化、碳化，最終達到去除污染物的目的。
[0003]高級氧化降解有機物靠產生大量強氧化性的羥基自由基實現，而羥基自由基產生方式有加入氧化劑、催化劑、借助紫外光、超聲波作用等。高級氧化有多種手段和實現形式，主要有芬頓法、電芬頓法、多維電催化法、等離子放電處理法、光催化氧化法，彼此存在各異的優劣體現，有的投資高，有的運行成本高。
[0004]例如，芬頓氧化法利用二價鐵離子和過氧化氫之間的鏈反應催化生成羥基自由基(.0Η)，因需投加亞鐵鹽，使得后期的除鐵工作的副產物有所增加，而雙氧水、酸性試劑的大量投加使其成本居高不下。
[0005]電芬頓方法相對傳統芬頓法具有一定優勢，但是其要犧牲陽極電極，須經常更換電極耗材，性能衰減較快；多微電催化處理能力較低，對含油廢水處理能力較差，單位處理規模的投資較大。
[0006]等離子放電處理使用壽命短，且處理效果不穩定；單獨的光催化氧化法雖然處理成本低，但對水中含有的難氧化物質例如甲醇，乙酸等小分子物質其降解效果在30%左右，不能使其徹底氧化，難以滿足企業實際需要。
[0007]上述高級氧化工藝受水中污染雜質種類和污染物性質的影響較大，原水ΡΗ條件和水中過度金屬離子都會直接影響處理效果和凈化效果。
【發明內容】
[0008]本發明的目的是克服已有技術中的不足，提供一種氧化時間短、投資和運行費用小、處理效果好的環流多維催化高級氧化處理含油廢水的工藝。
[0009]本發明采用的技術方案是提供一種處理含油廢水的工藝，包含下列步驟:
(一)用超聲波和氧化劑處理含油廢水，去除其中大部分的難降解小分子、易降解長鏈和環鏈大分子物質；處理時間為5-10分鐘；
(二)用紫外線和臭氧處理經上述步驟(一)處理后的含油廢水，去除其中部分易降解有機物和少部分難降解小分子；處理時間為6-8分鐘；
(三)用紫外線、臭氧和催化劑處理上述步驟(二)處理后的含油廢水，大量降解有機物；處理時間為12-19分鐘； 多次重復步驟(一)至步驟(三)；重復頻率為1小時2次。
[0010]其中，所述紫外線的波長為185nm。
[0011]本發明還提供一種循環處理含油廢水的裝置，應用上述方法，包括三個子系統，且所述子系統分別設置在三個不銹鋼的圓筒內:
(a)超聲波和氧化劑系統:超聲波振動棒安裝在第一圓筒的正中央，在第一圓筒的底部設有加藥泵；
(b)紫外線和臭氧系統:第一具紫外燈安裝在第二圓筒的正中央，在第二圓筒的底部設有供臭氧加入的擴散器；
(c)紫外線、臭氧和催化劑系統:第二組紫外燈共兩具安裝在第三圓筒的正中央，在第三圓筒的中央部部位設有鈦炭催化器；
所述三個子系統的頂端均為出水口、底部均為進水口 ；
其中第一圓筒的出水口通過水管和第二圓筒的進水口連接，第一圓筒的進水口接通污水水源；第二圓筒的出水口通過水管和第三圓筒的進水口連接，第三圓筒的底部還另設有排水管，第三圓筒的出水口通過水管和第一圓筒的底部接通。
[0012]和現有技術相比，本發明通過三種高級氧化工藝的組合，將含油廢水中影響羥基自由基的小分子物質氧化去除并產生出大量高密度高活性的強氧化性的羥基自由基，對污水中有機物的氧化能力為其它高級氧化法(例如芬頓試劑法)的2~4倍，能對高濃度有機物進行較徹底氧化，可達標排放、減少后續工藝；本發明克服了芬頓等普通高級氧化法羥基自由基產生量對酸堿度等條件的限制，使此種工藝不僅能處理堿性廢水，對酸性廢水的處理亦有較好效果，從而減少酸堿藥劑使用量，降低成本；氧化產物為二氧化碳和少量無機鹽，無鐵泥等二次污染，實現清潔處理；由于運行中只有電耗和添加少量氧化劑，噸水處理成本大大降低，為普通芬頓試劑法的1/3~1/2。
【附圖說明】
[0013]圖1為循環處理含油廢水的裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面通過實施例來進一步說明本發明的技術特點。
[0015]參見圖1，圖1展示的是本發明實施例所采用的裝置，具體包括三個子系統，且所述子系統分別設置在三個不銹鋼的圓筒內，圓筒的材質優選不銹鋼。
[0016]超聲波和氧化劑系統:超聲波振動棒安裝在第一圓筒的正中央，在第一圓筒的底部設有加藥泵；
紫外線和臭氧系統:第一具紫外燈安裝在第二圓筒的正中央，在第二圓筒的底部設有供臭氧加入的擴散器；
紫外線、臭氧和催化劑系統:由第三圓筒和第四圓筒組成；其中，第三圓筒和第四圓筒的上端接通，第三圓筒和第四圓筒的中央均設有催化器，第三圓筒和第四圓筒的下端通過水管連接，所述水管設有水泵；兩筒的中央部位設有第二組紫外燈；
所述三個子系統的頂端均為出水口、底部均為進水口 ；
其中第一圓筒的出水口通過水管和第二圓筒的進水口連接，第一圓筒的進水口接通污水水源；第二圓筒的出水口通過水管和第三圓筒的進水口連接，第三圓筒的底部還另設有排水管，第三、第四圓筒的上端通過水管和第一圓筒的底部接通。
[0017]其中，所述紫外線的波長為185nm。第三圓筒和第四圓筒的中央部位設有鈦炭催化器。第三圓筒和第四圓筒的底部設有臭氧曝氣頭。
[0018]基于上述裝置，本發明的實施例于2014年4月13至18日在申請人的江蘇工廠進行，污水處理的規模為250L/h，水樣主要污染物為動植物油、殺菌劑、表面活性劑，Cod:14000mg/L, ph:8.0~8.5，污水的顏色為深藍色。
[0019]首先用用超聲波和氧化劑處理含油廢水，即經過一級氧化系統處理，去除其中大部分的難降解小分子、易降解長鏈和環鏈大分子物質；處理時間為5-10分鐘。
[0020]污水水樣經水泵由污水源底部進入裝有超聲波震動棒的不銹鋼的第一圓筒內，含量30%的氧化劑雙氧水由底部的加藥泵直接加入管道經水泵混合均勻，加入量為4kg/m3，超聲波頻率設為20MHz，水樣在此停留時間6分鐘。水中甲醇、乙醇、乙酸等小分子物質被氧化降解，去除率為55%~60% ;脂類等大分子物質分解為小分子物質或被直接降解碳化此類物質去除率越為10%，色度去除率為80%。
[0021]然后用紫外線和臭氧處理經上述步驟處理后的含油廢水，即經過二級氧化系統處理。經一級氧化后的水經水泵由第二圓筒底部進入臭氧紫外線氧化系統該系統裝置，臭氧加入量為160g/h，經兩個