公布日：2023.09.12
申請日：2023.05.17
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/20(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/30(2023.01)N;C02F1/461(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F101
/30(2006.01)N
摘要
本發明提供了一種基于微波催化強化的酸性高濃度有機廢水處理系統及方法，包括如下步驟：進水在微電解反應器中通過曝氣使之與鐵碳進行微電解反應，出水混合H2O2和粉末活性炭后，進入微波反應器反應，通過微波作用敏化粉末活性炭并強化經過微電解反應器中混合的H2O2與二價鐵離子的Fenton反應，微波反應器的出水在中和除氣器中加入堿液調節pH約為7并攪拌除氣后，經高效沉淀器沉淀后再出水和排泥。本發明利用微波場強化Fenton反應處理效果，縮短反應時長，提高效率；微波還有升溫作用，溫度升高能提高反應活性，提高活性炭等活化劑的催化效率；利用低價的鐵碳代替亞鐵鹽作為Fenton試劑可節約藥劑成本。最終達到快速高效低成本低能耗降低廢水中COD的目的。
權利要求書
1.一種基于微波催化強化的酸性高濃度有機廢水處理系統及方法，其特征在于：包括依次設置的微電解反應器、H2O2-AC混合罐、微波反應器、高效沉淀器和中和除氣器；還包括AC-加藥器、風機、加藥泵和H2O2罐、NaOH罐；所述微電解反應器為密封的腔體，上部左側設有入水口，入水口處設有環形布水槽；所述微電解反應器腔體內設有篩板上均勻設有鐵碳，下部設有出水口；所述微電解反應器的出水口通過電動水閥與H2O2-AC混合罐的左側頂部入水口相連接，所述H2O2-AC混合罐內頂部設有攪拌器，所述H2O2-AC混合罐的出水口與微波反應器下部的入水口相連通，所述微波反應器上部設有出水口再與中和除氣器、高效沉淀器相連通；所述微波反應器為矩形結構，由上至下依次設有緩沖層，敏化劑層、催化劑層的至少三層固定床和多組磁控管，且在內部設有用于產生微波均勻的微波場，所述微波場產生為靠磁控管，傳導靠波導管，用于微波在微波場中的均分布后諧振傳導，所述微波場產生為靠磁控管，傳導靠波導管，微波經諧振腔形成均勻的微波場。
2.根據權利要求1所述的一種基于微波催化強化的酸性高濃度有機廢水處理系統，其特征在于：所述H2O2罐用于暫存雙氧水，所述NaOH罐用于暫存和配置一定濃度的氫氧化鈉溶液，所述H2O2罐和設有加藥泵與所述H2O2-AC混合罐的上部相連通，所述AC加藥器用于添加粉末活性炭，所述AC加藥器通過調速電機控制轉速，電機帶動螺桿往返運動使得活性炭粉末精準定量送入H2O2-AC混合罐。
3.根據權利要求1所述的一種基于微波催化強化的酸性高濃度有機廢水處理系統，其特征在于：所述風機的出風口與微電解反應器的底部相連通，所述風機用于微電解反應器提供風力在微電解反應器的底部形成渦流，用于將廢水和鐵碳實現充分攪拌。
4.根據權利要求1所述的一種基于微波催化強化的酸性高濃度有機廢水處理系統，其特征在于：所述加藥泵用于為NaOH罐、H2O2罐的液體藥劑提供定量定時加入藥劑。
5.根據權利要求1所述的一種基于微波催化強化的酸性高濃度有機廢水處理系統，其特征在于：所述微波反應器的出水口經中和除氣器上部左側的入口相連通，所述NaOH罐的出水口經加藥泵與中和除氣器的上部左側相連通，所述中和除氣器上部設有攪拌器使得NaOH堿液與經微波反應器的待處理水體充分混合。
6.根據權利要求1-5所述的一種基于微波催化強化的酸性高濃度有機廢水處理系統，其特征在于：所述加藥泵、電機、電磁閥、風機通過電性連接與PLC電控柜實現電氣化控制和自動化，在整個通路中設置多個流量計以及PH采集器，使得數據可視化；通過必要的電子測量計實現通路的通斷。
7.根據權利要求1所述的一種基于微波催化強化的酸性高濃度有機廢水處理系統的方法，其特征在于，包括如下步驟：進水在微電解反應器中通過曝氣使之與鐵碳進行微電解反應，出水混合H2O2和粉末活性炭后，進入微波反應器反應，通過微波作用敏化粉末活性炭并強化經過微電解反應器中混合的H2O2與二價鐵離子的Fenton反應，微波反應器的出水在中和除氣器中加入堿液調節pH約為7并攪拌除氣后，經高效沉淀器沉淀后再出水和排泥。
發明內容
本發明解決的技術問題是上述背景技術提出的問題，本發明提出了一種基于微波催化強化的酸性高濃度有機廢水處理系統及方法。
本發明的采用如下技術方案：
一種基于微波催化強化的酸性高濃度有機廢水處理系統，包括依次設置的微電解反應器、H2O2-AC混合罐、微波反應器、高效沉淀器和中和除氣器；
還包括AC-加藥器、風機、加藥泵和H2O2罐、NaOH罐；
所述微電解反應器為密封的腔體，上部左側設有入水口，入水口處設有環形布水槽；
所述微電解反應器腔體內設有篩板上均勻設有鐵碳，下部設有出水口；
所述微電解反應器的出水口通過電動水閥與H2O2-AC混合罐的左側頂部入水口相連接，
所述H2O2-AC混合罐內頂部設有攪拌器，
所述H2O2-AC混合罐的出水口與微波反應器下部的入水口相連通，所述微波反應器上部設有出水口再與中和除氣器、高效沉淀器相連通；
所述微波反應器為矩形結構，由上至下依次設有緩沖層，敏化劑層、催化劑層的至少三層固定床和多組磁控管，且在內部設有用于產生微波均勻的微波場，所述微波場產生為靠磁控管，傳導靠波導管，用于微波在微波場中的均分布后諧振傳導，所述微波場產生為靠磁控管，傳導靠波導管，微波經諧振腔形成均勻的微波場。
優選地，
所述H2O2罐用于暫存雙氧水，所述NaOH罐用于暫存和配置一定濃度的氫氧化鈉溶液，所述H2O2罐和設有加藥泵與所述H2O2-AC混合罐的上部相連通，所述AC加藥器用于添加粉末活性炭，所述AC加藥器通過調速電機控制轉速，電機帶動螺桿往返運動使得活性炭粉末精準定量送入H2O2-AC混合罐；
所述風機的出風口與微電解反應器的底部相連通，所述風機用于微電解反應器提供風力在微電解反應器的底部形成渦流，用于將廢水和鐵碳實現充分攪拌。
所述加藥泵用于為NaOH罐、H2O2罐的液體藥劑提供定量定時加入藥劑。
所述微波反應器的出水口經中和除氣器上部左側的入口相連通，所述NaOH罐的出水口經加藥泵與中和除氣器的上部左側相連通，所述中和除氣器上部設有攪拌器使得NaOH堿液與經微波反應器的待處理水體充分混合。
所述加藥泵、電機、電磁閥、風機通過電性連接與PLC電控柜實現電氣化控制和自動化，在整個通路中設置多個流量計以及PH采集器，使得數據可視化；通過必要的電子測量計實現通路的通斷。
本發明還提供了一種基于微波強化的農林產品加工廢水處理系統的工作方法，其特征在于，包括如下步驟：進水在微電解反應器中通過曝氣使之與鐵碳進行微電解反應，出水混合H2O2和粉末活性炭后，進入微波反應器反應，通過微波作用敏化粉末活性炭并強化經過微電解反應器中混合的H2O2與二價鐵離子的Fenton反應，微波反應器的出水在中和除氣器中加入堿液調節pH約為7并攪拌除氣后，經高效沉淀器沉淀后再出水和排泥。
本發明的有益效果是：
低pH值的酸性有機廢水滿足微電解進水條件，微電解反應后其pH升高可減少堿的消耗量；Fenton法作為高級氧化法對高濃度有機廢酸性廢水處理效果好，Fenton法適合的pH為3～5；
利用微波場強化Fenton反應處理效果，縮短反應時長，提高效率；微波還有升溫作用，溫度升高能提高反應活性，提高活性炭等活化劑的催化效率；
利用低價的鐵碳代替亞鐵鹽作為Fenton試劑可節約藥劑成本。最終達到快速高效低成本低能耗降低廢水中COD的目的。
（發明人：劉云根;許海生;馬榮;李夢田;梁帆帆;代成香）
