[发明专利]有机废水无焰燃烧及湿法氧化处理装置

说明书

本发明涉及有机废水处理领域，公开了一种有机废水无焰燃烧及湿法氧化处理装置与工艺。处理装置包括供氧装置、负氧分子离子自由基产生装置和燃烧及氧化反应装置；所述燃烧及氧化反应装置包括无焰燃烧塔和湿法氧化槽；所述无焰燃烧塔上部设有有机废水连接口，中部设有废油连接口，下部设有载有负氧分子离子自由基的氧气连接口；所述供氧装置通过输送管道与所述负氧分子离子自由基发生装置相连，所述负氧分子离子自由基产生装置通过输送管道与所述燃烧及氧化反应装置相连。本发明运营成本低，工场和装置小型化、工艺简单且处理废水COD范围广。

技术领域

本发明涉及有机废水处理领域，具体涉及一种有机废水无焰燃烧及湿法氧化处理装置与工艺。

背景技术

人类的工业活动会产生大量的有机废水。为了治理这些混合了水溶性、水乳性或水悬性的有机物的废水，我国的企业和工厂采用的主要工艺方法是用曝气工序去除废水中的挥发性有机质，用生物发酵工序去除废水中的高浓度有机质，用化学氧化工序去除废水中的低浓度有机质。整个治理流程，工场占地大，工序步骤多，原料成本高。

中国是个幅员辽阔的工业大国，对于低纬度的企业工厂，它们没有自然条件进行曝气法治理有机废水，因为那里一年中有长达4-6个月的高温季节，这样做会给空气造成腐臭味污染；对于高纬度的企业工厂，它们没有自然条件进行生物发酵法治理高浓度的有机废水，因为那里一年中有长达4-6个月的寒冷季节，生化处理工场难以维护所需的发酵温度；如果是用化学试剂氧化法治理低浓度的有机废水，因为氧化剂和催化剂的消耗会使得运行费用极其高昂。

送往集约处理工场的有机废水，由于来源地的不同，它们的有机物浓度(COD值)的大小会有很宽广的范围，废水中的有机物的降解难易程度也会有很宽广的范围。迄今为止已有许多设计精细而适用范围较小的COD去除技术被开发出来。而对于范围较大的COD去除方法虽然有如被专利授权号为CN 104030421B的专利公布出来，但是此方法采用类芬顿试剂生成水相氢氧根自由基，需要大量的化学试剂，成本较高，且在反应之前还需计算其质量比，程序较为麻烦。

目前由冷固体界面发射电子而生成自由基的技术方案都不能用于有机废水的氧化处理。比如在常见的压电陶瓷点火器中，使用的是冷固体界面的场致发射电子的激发技术。由于该过程只能产生700-800伏的电压，为了能够提供足够的电场强度以克服金属电极表面的功函数势垒而场致发射电子，用以施加电压的两个金属点之间的空气气隙是极其狭小的。两金属点之间是没有可能通过结构位移和间隙放大来扩大氧化反应自由基的活动区域的。它们的间隙之外的空间里所需的氧化反应自由基是必须依赖间隙内的燃烧反应生成的高温条件来激发出新自由基并且还能往外扩散才能实现的。

镍-63同位素金属薄膜是一种不消耗电能就能发射电子的冷固体界面。该薄膜所发射的高能电子在摆脱金属表面的功函数的束缚进入空气之后，还能够具有17keV的平均动能和6.3mg/c㎡的平均射程。自由射程结束后，失去动能的自由电子依附在氧分子上，使得氧分子从弱活性的双自由基态变成了高活性的单自由基态。所得物种为负氧分子离子自由基：e·^-+·O≡O·→O＝O^-·。由镍-63同位素金属薄膜生成的负氧分子离子自由基胜过压电陶瓷点火器生成的负氧分子离子自由基的特点是：前者的自由基物种可以穿过管壁附近的气体层流区而进入具有径向机械迁移力的涡流区。由于镍-63是一种非常纯净的β-辐射源，不会辐射出对人体有害的α和γ电离辐射，所以各国政府对于镍-63放射源都是实行豁免管理的。

发明内容