[发明专利]一种对含难降解水溶性高分子污染物废水的前处理系统及方法

权利要求书

1.一种对含难降解水溶性高分子污染物的废水进行前处理的系统，其特征在于：是一种连续式反应系统，由带有进水装置(2)的第一反应器(7)、第二反应器(10)、催化臭氧氧化反应装置、超声波发生器(9)、尾气吸收装置(13)和第三反应器(12)组成；废水(1)由进水装置(2)进入第一反应器(7)内；在第一反应器(7)上安装有催化臭氧氧化反应装置，催化臭氧氧化反应装置由催化剂导入装置(16)、位于第一反应器(7)底部的气体通入装置(6)和曝气砂头(4)组成，催化剂由催化剂导入装置(16)进入第一反应器(7)内；曝气砂头(4)设置在气体通入装置(6)的末端，位于第一反应器(7)内且浸没在废水(1)中；臭氧(5)由臭氧发生器产生后，经由气体通入装置(6)通入到第一反应器(7)内，并由曝气砂头4曝气；第一反应器(7)和第二反应器(10)置于超声波发生器(9)内，第一反应器(7)、第二反应器(10)和第三反应器(12)间通过管路连接；第一反应器(7)内经催化、曝气处理过的废水(8)进入到第二反应器(10)内，再经超声处理后的废水(14)进入第三反应器(12)内，经加碱液处理后的澄清液从第三反应器(12)的出水口(15)处排出。

2.如权利要求1所述的一种对含难降解水溶性高分子污染物的废水进行前处理的系统，其特征在于：进水装置(2)由流量计、进水橡胶管和截止阀组成，流量计和截止阀安装在进水橡胶管上。

3.如权利要求1所述的一种对含难降解水溶性高分子污染物的废水进行前处理的系统，其特征在于：催化剂导入装置(16)由橡胶管和截止阀组成。

4.如权利要求1所述的一种对含难降解水溶性高分子污染物的废水进行前处理的系统，其特征在于：第一反应器(7)和第二反应器(10)分别密闭，且在顶端分别通过截止阀连接尾气吸收装置(13)，尾气吸收装置(13)内的吸收液为碘化钾溶液，用于吸收反应过程中溢出的臭氧。

5.如权利要求1所述的一种对含难降解水溶性高分子污染物的废水进行前处理的系统，其特征在于：第一反应器(7)和第二反应器(10)采用高度与直径比例为10：1的玻璃管，内液面高度不低于玻璃管高度的三分之二。

6.一种对含难降解水溶性高分子污染物的废水进行前处理的方法，其步骤如下：

1)调节废水(1)的pH在5～9范围内，控制废水(1)的流量为3～4L/h，将废水(1)通过进水装置(2)通入到第一反应器(7)内；同时通过催化剂导入装置(16)向第一反应器(7)内投加三价铁盐催化剂(3)，废水中Fe³⁺的投加量为0.5～1.5mmol/L；

2)待废水(1)及催化剂(3)加入到第一反应器(7)内后，打开臭氧发生器，调节臭氧通入速率，通过气体通入装置(6)向第一反应器(7)中通入臭氧(5)，并通过曝气砂头(4)进行曝气，对废水进行催化臭氧氧化反应；同时打开超声波发生器(9)，进行超声降解反应；臭氧的通入速率为3.5～4.5g/h，超声的功率为200～400W，超声的频率为20～40kHz；

3)步骤2)处理后的废水(8)在压力作用下转移至第二反应器(10)后在超声条件下进行反应，溶液中残留的臭氧与超声协同作用继续降解水中的污染物；第二反应器(10)内反应后的废水(14)在压力作用下进入第三反应器(12)，向第三反应器(12)中加入0.5～2mol/L的氢氧化钠溶液(11)，调节pH至7～9发生絮凝沉淀反应，澄清液从第三反应器(12)的出水口(15)处排出。

7.如权利要求6所述的一种对含难降解水溶性高分子污染物的废水进行前处理的方法，其特征在于：步骤1)中是用浓度为2～4mol/L的硫酸溶液和0.5～2mol/L的氢氧化钠溶液调节废水(1)的pH在5～9范围内。

8.如权利要求6所述的一种对含难降解水溶性高分子污染物的废水进行前处理的方法，其特征在于：步骤2)中臭氧的通入速率为3.5～4.5g/h，超声的功率为200～400W，超声的频率为20～40kHz。

9.如权利要求6所述的一种对含难降解水溶性高分子污染物的废水进行前处理的方法，其特征在于：适用处理的废水初始COD浓度为50～400mg/L。