[发明专利]一种自动采样并实时监测参数的一体化固定床反应器和应用有效

专利信息
申请号: 201810825815.1 申请日: 2018-07-25
公开(公告)号: CN108996564B 公开(公告)日: 2020-07-21
发明(设计)人: 鞠勇明;邓东阳;钟昌琴;张漫雯;徐星宇 申请(专利权)人: 生态环境部华南环境科学研究所
主分类号: C02F1/00 分类号: C02F1/00;B01J8/02;C02F101/38;C02F101/36;C02F101/30
代理公司: 北京律谱知识产权代理事务所(普通合伙) 11457 代理人: 孙红颖
地址: 510655 广*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 自动 采样 实时 监测 参数 一体化 固定床反应器 应用
【说明书】:

本发明提供了一种自动采样并实时监测参数的一体化固定床反应器,包括进水装置、固定床反应器、水质理化性质在线监测装置和自动采样器,其特征在于:进水装置通过管路将混合后的废水和氧化剂送入固定床反应器,固定床反应器设置多层有机玻璃填充柱,水质理化性质在线监测装置的传感器设置于多层有机玻璃填充柱的壁面,每层的多层有机玻璃填充柱上的两个排水口分别与出水储存罐和自动采样器相连;同时还公开一种检测方法。该方案能够能够全程记录ZVI反应体系溶解氧、pH值和氧化还原电极电位(ORP)等核心参数变化,并具有定时自动收集样品功能的固定式模拟反应器。

技术领域

本发明专利涉及水处理领域,更具体地说,涉及一种去除工业废水或地下水中难降解有机物的零价铁固定床反应器,能够自动实时监测固定床中核心参数变化、自动定时采集采样点样品的一体化固定式模拟装置。

背景技术

零价铁(Zero Valent Iron,ZVI)技术具有成本低、可循环利用、环境友好等显著优点,被广泛应用于去除水体中染料、有机卤代化合物、农药、硝酸盐和重金属等污染物(Inorganic Chemistry,1995,34(1):28-35;Environmental ScienceTechnology,1997,31(7):2154-2156;Journal of Hazardous Materials,2012,211-212:112-125.)。其中,铁碳微电解和可渗透反应墙等成熟的ZVI技术分别被用于预处理具有生物毒性的难降解工业废水和修复地下水卤代有机物污染。然而,ZVI在消耗溶解氧发生腐蚀反应过程中引起反应床体中溶液pH值升高、甚至变成碱性溶液(Environmental Engineering Science 2007,24(4):401-423),不利于ZVI催化反应进行(公式(1)-(4)),而ZVI表面上包覆一层钝化层显著降低ZVI催化还原反应的处理效率及催化活性。实时监控反应体系溶解氧(DO)、溶液pH值和氧化还原电位等核心参数变化并及时调整运行参数是至关重要的,有利于更好维护ZVI反应体系并延长使用寿命。专利ZL201320583241.4(申请日期:2013年9月18日;授权公告日:2014年3月5日)提供了一套模拟可渗透墙反应器去除地下水污染的装置,柱状壳体底部开设有入水口、顶部开设有出水口、侧壁开设有取样口(取样口上接有取样插头)。但是,该套系统不能自动定时采样,采用人工采样费时费力、难以完成夜间连续采样工作;也没有详细监控模拟反应器柱体内核心参数变化,无法有效指导渗透墙反应器的运行和调试。

Fe+2H2O=Fe2++H2+2OH- (1)

2Fe+O2+2H2O=2Fe2++4OH- (2)

Fe+RCl+H+=Fe2++RH+Cl- (3)

Fe+3H2+4H++NO3-=Fe2++NH4++3H2O (4)

因此,研发能够同时监控核心参数变化并自动采样的固定式模拟反应器是亟需解决的瓶颈问题;具备定时自动采样功能的固定式模拟反应器还可以减少人力成本投入,并根据需要进行自动采样用于详细监控反应器运行状况、延长ZVI体系使用寿命。然而,目前检索暂未发现有能够自动采样并实时监测功能的固定式模拟反应器装置相关专利。

发明内容

本发明的目的是对铁碳微电解和可渗透墙技术等ZVI反应体系进行过程监控并优化ZVI反应体系溶解氧、pH值和氧化还原电极电位(ORP)等核心参数,同时实现定时自动收集样品。

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