[发明专利]一种超声耦合的一体化废水处理装置、方法及系统

说明书

本发明提供一种超声耦合的一体化废水处理装置、方法及系统，一方面由于膜分离与芬顿反应集成一体，芬顿反应形成的自由基能够氧化有机物、金属络合物和无机物，金属氢氧化物絮体的吸附、络合与共沉淀等作用，可实现多种污染物的同时去除，这些特征能够大大减小透过滤膜的不可逆污染，降低了过滤膜污堵的概率，并且过滤膜处于容纳腔中，混合器带来的扰动能够同时使得过滤膜上积聚的氢氧化铁絮体不断扰动，零价铁颗粒在过滤膜表面扰动，结合原位生成的自由基氧化剂能起到在线膜清洗作用，进而进一步减轻过滤膜的负担，进一步阻止过滤膜污堵，相较于芬顿反应与膜分离非一体化装置，极大地减轻了过滤膜污堵的现象；此外，超声的空化、热解以及机械振动作用能够与芬顿反应产生协同作用，可用于连续化废水处理。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，更具体的，涉及一种超声耦合的一体化废水处理装置、方法及系统。

背景技术

芬顿反应是以亚铁离子(Fe²⁺)为催化剂，用过氧化氢(H₂O₂)进行化学氧化的废水处理方法，其通过亚铁离子与过氧化氢反应生成羟基自由基，羟基自由基能够破坏废水中的有机物或者有机物与重金属的络合物，进而达到废水降解的目的。目前基于芬顿反应的废水处理技术仍然具有诸多不足，存在改进的空间。

发明内容

为了解决上述不足，本申请针对芬顿反应或类芬顿反应的废水处理技术进行了改进，将芬顿反应或类芬顿反应与膜分离技术、超声技术相结合，形成了超声耦合的一体化废水处理装置、方法以及系统。

本发明一个方面实施例提供一种超声耦合的一体化废水处理装置，包括：

装置本体，具有容纳腔；

第一投入器，将过氧化氢溶液和待处理废水通入所述容纳腔；

第二投入器，向所述容纳腔投入零价铁粒子；

混合器，混合过氧化氢溶液、所述待处理废水以及所述零价铁粒子；

超声馈入器，向所述容纳腔馈入超声；

酸碱度调节器，在第一时间段内调节所述容纳腔中的反应环境的酸碱度处于第一酸碱范围，以使所述零价铁转换为二价铁离子，进而与过氧化氢发生芬顿反应，并在第一时间段之后的第二时间段内调节所述容纳腔中的反应环境的酸碱度处于第二酸碱范围，以产生氢氧化铁絮体；

过滤膜组件，包括设于所述容纳腔内的过滤膜，和收集透过所述过滤膜的液体的收集器，所述过滤膜具有可阻止所述氢氧化铁絮体透过的若干第一孔道；以及

零价铁粒子分离器，置于所述容纳腔内的底部出口处，具有小于所述零价铁粒径并可通过所述氢氧化铁絮体的若干第二孔道。

在优选的实施例中，所述第一投入器包括：

过氧化氢储液罐，储存所述过氧化氢溶液；

废水罐，储存所述待处理废水；以及

预混器，预混所述过氧化氢溶液和待处理废水，并可将预混后的混合溶液泵入所述容纳腔；或者，

所述第一投入器包括：

过氧化氢储液罐，储存所述过氧化氢溶液；

废水连通管路，与一生产系统的废水排出口连通；以及

预混器，预混所述过氧化氢溶液和待处理废水，并可将预混后的混合溶液泵入所述容纳腔。

在优选的实施例中，所述第一投入器进一步包括：

助剂存储罐，与所述预混器管路连通，并储存有铁氧化物、钴离子、铜离子、银离子、锰离子以及镍离子中的至少一种。

在优选的实施例中，所述过滤膜为陶瓷膜。