本發(fā)明涉及一種廢水凈化系統(tǒng)，具體地說涉及一種通過廢水反復(fù)循環(huán)流經(jīng)光催化平推流反應(yīng)器以使廢水得到降解凈化的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
企業(yè)在生產(chǎn)過程中，由于生產(chǎn)工藝因素的制約不可避免地產(chǎn)生大量的廢水，這些廢水作為固定污染源，如不加處理長(zhǎng)期直接排放，將嚴(yán)重?fù)p害周邊的生態(tài)環(huán)境。目前處理這些廢水主要有化學(xué)和生物兩種方法，這兩種方法在使廢水得到凈化的同時(shí)都不可避免地將廢水中的污染物轉(zhuǎn)移到污泥或剩余污泥中，造成二次污染；或者催生廢水中的污染物揮發(fā)，引發(fā)大氣污染，也造成了二次污染。對(duì)于高濃度有機(jī)或無機(jī)廢水，化學(xué)方法處理的成本非常高，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)的角度來講是不可行的，而生物方法卻無能為力。近一二十年來，光催化技術(shù)開始應(yīng)用于水質(zhì)凈化，在光催化反應(yīng)機(jī)理、催化劑研發(fā)等方面取得了眾多非常積極的成果。大量的研究表明，光催化不僅僅是活潑的H+ 和·OH 自由基把有機(jī)物通過一系列反應(yīng)氧化成CO2 和H2O，同時(shí)還能還原Cr6+、Hg2+、Ag+ 等重金屬離子及無機(jī)污染物。光催化技術(shù)未能大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用于廢水處理凈化的原因是雖然目前國(guó)內(nèi)外對(duì)光催化反應(yīng)器進(jìn)行了不同方式的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，但只是停留在小型的廢水處理工藝和試驗(yàn)階段，諸如水質(zhì)凈化器等，較大型化的光催化反應(yīng)器的研發(fā)尚未開展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于通過設(shè)計(jì)一個(gè)較大型的TiO2 光催化平推流反應(yīng)器，使廢水反復(fù)循環(huán)以平推流方式流過反應(yīng)器，對(duì)于固定量的廢水來說放大了反應(yīng)器的凈化功能，使廢水中的污染物被逐步降解后得到徹底的凈化。本發(fā)明由前處理單元、循環(huán)凈化單元、控制單元和凈水沉淀池組成。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于企業(yè)所產(chǎn)生的各類工藝廢水，特別是高濃度有機(jī)廢水的凈化治理。應(yīng)用本發(fā)明建設(shè)的企業(yè)廢水處理站，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，其建設(shè)成本低廉、出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)、運(yùn)行成本小、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單方便、無臭氣排放、污泥達(dá)到直接排放標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的凈化基本過程：廢水首先經(jīng)前處理單元處理，攔截懸浮物后進(jìn)入調(diào)節(jié)池。打開閥門讓調(diào)節(jié)池中的廢水自流進(jìn)入循環(huán)池或泵入循環(huán)池，進(jìn)水完成后關(guān)閉此閥門或停止泵入。啟動(dòng)循環(huán)水泵，在控制單元的作用下，使廢水反復(fù)循環(huán)以平推流方式流過反應(yīng)器。在循環(huán)流動(dòng)的過程中，廢水中的污染物將被逐漸降解而減少，直至最后達(dá)到凈化目標(biāo)。此時(shí)，控制單元讓凈化后的水排入沉淀池并關(guān)閉循環(huán)水泵，完成一個(gè)循環(huán)凈化周期。調(diào)節(jié)池里的廢水通過自流再次進(jìn)入循環(huán)池或泵入循環(huán)池后，開始下一個(gè)循環(huán)凈化周期。
本發(fā)明設(shè)計(jì) 的要點(diǎn)是：
(1) 集水井上端內(nèi)壁、整個(gè)格柵表面、調(diào)節(jié)池上端內(nèi)壁必須用二氧化鈦涂膜劑進(jìn)行涂膜，以便廢水在進(jìn)入光催化平推流反應(yīng)器之前盡可能地通過光催化反應(yīng)降解一些其中的污染物；
(2) 根據(jù)地形地貌的不同，可設(shè)計(jì)循環(huán)池與調(diào)節(jié)池多種相對(duì)位置布置格局，在平地的情況下采用沉水泵進(jìn)水，有坡地的情況下采用自流進(jìn)水?？紤]到節(jié)能和降低運(yùn)行成本，盡可能地采用自流設(shè)計(jì)；
(3) 由于采光要求，光催化平推流反應(yīng)器需固定在空中，一般離地面1.5m 左右即可。為節(jié)省用地，將循環(huán)池布置在反應(yīng)器的下面；
(4) 先準(zhǔn)備好足額的陶瓷棒光催化劑，規(guī)格為直徑0.5cm、長(zhǎng)5-8cm，陶瓷棒光催化劑一端用于嵌入混凝土，負(fù)載納米二氧化鈦薄膜的另一端用塑料薄膜包覆。進(jìn)行光催化平推流反應(yīng)器槽形混凝土結(jié)構(gòu)的施工時(shí)，將陶瓷棒光催化劑嵌入底面混凝土約3cm，相鄰兩根之間的距離相同，為2cm 左右，形成陶瓷棒光催化劑陣列，同時(shí)使用噴粉器將納米二氧化鈦負(fù)載到槽形混凝土結(jié)構(gòu)的底面和兩邊內(nèi)壁面上，利用水泥的凝聚性形成二氧化鈦薄膜。布水器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要保障廢水以較均勻的形態(tài)進(jìn)入反應(yīng)器。在槽形混凝土結(jié)構(gòu)的兩邊安裝若干帶反射裝置的低壓長(zhǎng)效汞齊燈作為輔助光源；廢水在平推流過程中，在流動(dòng)方向上的污染物沒有返混，而在垂直于流動(dòng)方向的平面上，由于陶瓷棒光催化劑陣列的擾動(dòng)作用，廢水中的污染物得到最大程度的混合和分散，這樣就建成了非常理想的光催化平推流反應(yīng)器；
(5) 固定好U 形永久性磁鐵簇，讓進(jìn)水管在U 形永久性磁鐵的兩極中穿過。由于廢水切割磁力線，使廢水中的溶解氧含量增高并產(chǎn)生H2O2、廢水中的污染物大分子團(tuán)變成小分子。廢水中溶解氧含量增高并產(chǎn)生H2O2 可以減少電子與空穴的復(fù)合幾率( 這是因?yàn)檠趸瘎┛蓮?qiáng)有力地俘獲導(dǎo)帶電子)，提高催化劑的活性；廢水中的染物大分子團(tuán)變成小分子，可增強(qiáng)污染物與光催化劑表面的接觸，提高降解速；
(6) 控制單元中的COD 和流量計(jì)探頭按權(quán)利要求書第8 條所述的規(guī)定安裝，COD 控制閥值按國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定，如企業(yè)回用凈化水，可設(shè)定更嚴(yán)格的控制閥值?？刂茊卧珊笮柽M(jìn)行調(diào)試才可正式投入運(yùn)行。
(7) 按環(huán)保執(zhí)法部門的要求，凈水沉淀池安裝用于外排的巴歇爾槽，以便監(jiān)督管理。
具體實(shí)施方式
本領(lǐng)域工程技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案以及上述設(shè)計(jì) 的要點(diǎn)，可將本發(fā)明應(yīng)用于企業(yè)工藝廢水凈化治理。
實(shí)施例
黃姜是一種生產(chǎn)甾體激素類藥物的基礎(chǔ)植物原料，我國(guó)的鄂西北、陜南、豫西南地區(qū)的地理和氣候條件很適合人工種植黃姜，而黃姜加工業(yè)是在該地區(qū)黃姜大面積種植的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一個(gè)重要醫(yī)藥化工行業(yè)。然而該地區(qū)地處南水北調(diào)的中線水源區(qū)，其黃姜的加工生產(chǎn)皂素的過程中所產(chǎn)生大量高濃度有機(jī)廢水直接對(duì)南水北調(diào)的中線水源區(qū)的水質(zhì)安全構(gòu)成威脅，黃姜廢水的治理越來越受到人們的重視。黃姜廢水主要來源于洗姜、漿料分離液和洗酸3 個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。其中主要污染物是還原性糖、蛋白質(zhì)、少量的水溶性皂甙、單寧、糠醛類物質(zhì)等。綜合廢水水質(zhì)：CODcr/(mg·L)12000 ～ 8000，SS/(mg·L)1200 ～ 1300，pH 0.8 ～ 1.2，色度/ 倍約600。
黃姜廢水處理是一個(gè)技術(shù)難題，。目前普遍采用預(yù)處理+ 厭氧+ 好氧+ 混凝、脫色組合工藝，建設(shè)投資大，處理成本較高，且出水水質(zhì)不穩(wěn)定。應(yīng)用本發(fā)明在黃姜皂素生產(chǎn)企業(yè)建設(shè)廢水處理站，建設(shè)投資小，處理成本低，出水水質(zhì)不僅可以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，而且還可以作為回用水用于生產(chǎn)。以湖北省十堰市某黃姜皂素生產(chǎn)企業(yè)日處理250M3 黃姜廢水為例，設(shè)計(jì)循環(huán)光催化廢水凈化系統(tǒng)。