[实用新型]一种双波段紫外光催化高级氧化装置

说明书

本实用新型还提供了一种双波段紫外光催化高级氧化装置，包括带有催化床的反应器，反应器的入口和出口分别接气/水混合器和气/水分离器，在反应器中靠近催化床设置有短波紫外灯和长波紫外灯，本实用新型将预处理后的废水与气体混合；使混合后的气液两相经过反应器，在催化床表面发生反应，水中的氧气在短波紫外光照射下发生链式反应，聚合成臭氧，臭氧经长波紫外光照射发生裂解反应，产生强氧化性的羟基自由基，大部分有机物在羟基自由基的氧化作用下被降解矿化，实现污水净化；充分反应后的废水进行气/水分离，分离所得气相净化后排放。本实用新型通过构建多波段光催化体系，实现反应体系中活性物质产率与运行成本的统一。

技术领域

本实用新型属于环境保护技术领域，涉及水处理，特别涉及一种双波段紫外光催化高级氧化装置。

背景技术

随着工业化进程的加快，城市污水的排放量和污染物的复杂程度不断提高，难降解污染物的种类相应增多，并且增加了对COD_Cr的贡献率，加大了污水生化处理的难度，探索经济高效处理技术强化难降解污染物的去除是环境保护领域面临的一大挑战。高级氧化技术成为了近些年研究的热点。高级氧化技术包括光催化、臭氧氧化、芬顿反应等技术体系。光催化技术以利用光化学能转化为手段，不使用强氧化剂为优点深受业界欢迎，然而没有强氧化剂存在的情况下限制了体系内强氧化性自由基的产生速率和产率，对浓度较高的有机废水适用性特别差；在芬顿反应体系中有效解决了反应效率低的问题，并且凸显了絮凝沉淀的协同效果，然而，金属泥的产出同样制约了该技术的使用，目前为止控制金属泥产量是亟待突破的技术瓶颈。由于臭氧氧化能力极强，氧化还原电位为2.07V，在碱性溶液中仅次于氟，对难生化降解污染物有很好的氧化降解效果，并且臭氧制备方法简单，技术成熟，有很好的工业化应用潜力，受到了广泛关注，然而，臭氧在水中的溶解率低是制约臭氧利用率提高的关键因素，导致极高的处理成本。因此，考虑到使用多波段紫外光协同作用，以空气中的氧气为氧化剂，在反应体系内实现臭氧生成与利用的链式反应，不直接投加臭氧，减少设备投资及运行成本，同时，实现了臭氧的产生与使用的平衡，从根本上突破了以臭氧为基础的高级氧化技术臭氧利用率低的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，针对高级氧化技术中存在的强氧化性物质产率低和运行成本高的两大技术瓶颈，本实用新型的目的在于提供一种双波段紫外光催化高级氧化装置与工艺，通过构建多波段光催化体系，实现反应体系中活性物质产率与运行成本的统一。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种双波段紫外光催化高级氧化工艺，包括：

步骤一，预处理待处理废水；

步骤二，将预处理后的废水与气体混合；

步骤三，使混合后的气液两相经过反应器，在催化床表面发生反应，反应器中靠近催化床设置有短波紫外光源和长波紫外光源，水中的氧气在短波紫外光照射下发生链式反应，聚合成臭氧，臭氧经长波紫外光照射发生裂解反应，产生强氧化性的羟基自由基，大部分有机物在羟基自由基的氧化作用下被降解矿化，实现污水净化；

步骤四，充分反应后的废水进行气/水分离，分离所得气相净化后排放。

所述预处理是通过过滤或者沉淀去除大粒径颗粒物和悬浮物，从而减少有机粒子和无机粒子在催化床上沉积，预处理后的废水SS含量不高于20mg/L，所述气体为空气或者氧气，通过风机送入，与预处理后的废水在气/水混合器中混合。

本实用新型还提供了一种双波段紫外光催化高级氧化装置，包括带有催化床8的反应器4，反应器4的入口和出口分别接气/水混合器10和气/水分离器5，其特征在于，在反应器4中靠近催化床8设置有短波紫外灯7和长波紫外灯9。