[实用新型]处理难降解有机废水的光催化复合氧化深度水处理设备

说明书

本实用新型提供了一种处理难降解有机废水的光催化复合氧化深度水处理设备，包括依次相连的循环水箱、气液混合泵、气液混合罐、流量计和光催化复合氧化反应管，光催化复合氧化反应管与循环水箱和气液混合泵连通；光催化复合氧化反应管包括筒形的外管，外管内设有石英内管，石英内管中设有真空紫外灯，石英内管与外管之间为填充腔，填充腔内填充有填充物，外管两端分别固接有反应管接头，形成互不相通的气腔和水腔。该水处理设备集成了光催化、真空紫外和臭氧技术，并实现光催化、真空紫外和臭氧的协同氧化作用，臭氧及氧气利用率高，矿化效率明显提高；单元模块化设计，通过组装，可实现规模化的有机物废水处理。

技术领域

本实用新型属于深度水处理技术领域，涉及一种水处理装置，尤其涉及一种用于处理难降解有机废水的光催化复合氧化深度水处理设备。

背景技术

难降解有机物废水种类多、成分复杂且来源不一，其中有机分离膜制备过程中产生废水主要为N,N-二甲基甲酰胺（DMF）等有机溶剂，由于DMF具有化学性质稳定、危害严重的特点，若未经处理直接排放，不仅会对环境和人们的健康带来严重的危害，同时也造成资源的巨大浪费。目前，国内外采用生化法、超临界水氧化法、物化法、化学法等处理方法对含DMF废水进行处理。生化法因具有生物毒性而对其过程产生抑制作用，造成活性污泥解体，同时存在可生化差等因素。超临界水氧化法成本和运转费用过高。物化法和化学法一般只适用单一成分的废水。总体来说，还没有成熟的处理方法处理含N,N-二甲基甲酰胺的废水。据统计，全国各个膜厂家全年制膜产生废水1000万吨以上，而上述各种方法存在着一定的问题，又因为该废水对环境污染严重，迫切需要寻找有效的无害化处理技术。

光催化技术是高级氧化技术之一，具有环保清洁、安全无毒、反应条件温和、矿化难降解有机物等方面的优势，与传统水资源处理技术相比，在处理难降解有机废水、深度水处理和杀灭水中病菌、细菌、微生物方面具有明显优势，应用前景巨大。但基于现有光催化剂性能，单纯光催化技术水处理效率较低，无法满足难降解有机废水处理的实际需要。光催化技术与其他技术连用的复合氧化技术，实现对难降解有机物的协同氧化，可有效提高水处理效率。专利申请CN201710643683A公开了一种集光催化、真空紫外光及臭氧氧化为一体的深度水处理装置，在不增加额外光源和臭氧发生器的前提下，所采用的真空紫外光（VUV）不仅作为光催化反应的光源，还与H₂O反应产生一定量的羟基自由基（·OH）、与O₂反应生成的O₃可直接或间接氧化水中有机物；并且实现了3种氧化协同氧化作用。此外，该装置还采用了螺旋式反应管结构，有效提高了水力停留时间，但同时限制了光源的利用效率，其螺旋结构限制了单个反应管直径，增加了设备运行压力和运行成本，不适宜于大规模DMF等难降解有机废水的矿化处理。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种适于大规模DMF等难降解有机废水矿化处理的光催化复合氧化深度水处理设备，降低设备运行压力和运行成本。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种处理难降解有机废水的光催化复合氧化深度水处理设备，包括依次相连的循环水箱、气液混合泵、气液混合罐、流量计和光催化复合氧化反应管，光催化复合氧化反应管下部通过管路与流量计相连，光催化复合氧化反应管上部与循环水箱顶部连通，光催化复合氧化反应管顶部与气液混合泵连通；光催化复合氧化反应管包括筒形的外管，外管内设有石英内管，石英内管与外管同轴设置，石英内管中设有真空紫外灯，石英内管与外管之间为填充腔，该填充腔内填充有填充物，外管的两端分别固接有桶形的反应管接头，两个反应管接头内均设有与石英内管相通的气管，两个反应管接头内均设有与填充腔连通的腔体，该腔体与气管互不相通；一个反应管接头上设有进气口进气管和与流量计的进水口；另一个反应管接头上设有与循环水箱相连的出水口和与气液混合泵连通的出气口；

所述的填充物为粒径5～6mm的钒氮共掺杂TiO₂/玻璃珠复合材料。

本实用新型光催化复合氧化深度水处理设备相对现有技术具有以下优点：