申请日2017.11.22
公开(公告)日2018.02.23
IPC分类号C02F1/72; C02F1/30; C02F9/14
摘要
本发明公开了一种难降解有机废水预反应器及使用方法，属于环境工程领域。针对有机物污染废水可生化性低的问题，本发明提供一种降解有机物废水预反应器及操作方法。预反应器包括容器、微波发射器、动力装置、搅拌叶片，微波发射器设置于容器中央位置，搅拌叶片根部与微波发射器连接，所述的搅拌叶片上固定有催化剂;所述的动力装置驱动微波发射器旋转，经本发明的预反应器处理后可生化性显著提高，可直接进入二级生化处理过程。
摘要附图
权利要求书
1.一种难降解有机废水预反应器，其特征在于：包括容器(9)、微波发射器、动力装置和搅拌叶片(8)，微波发射器设置于容器(9)中央位置，搅拌叶片(8)根部与微波发射器连接，所述的搅拌叶片(8)上固定有催化剂;所述的动力装置驱动微波发射器和搅拌叶片(8)旋转。
2.根据权利要求1所述的一种难降解有机废水预反应器，其特征在于：还包括转轴(5)，所述的微波发射器通过转轴(5)翻转。
3.根据权利要求1或2所述的一种难降解有机废水预反应器，其特征在于：所述微波发射器内部安装有半导体器件(3)。
4.根据权利要求3所述的一种难降解有机废水预反应器，其特征在于：所述的催化剂是由硝酸镍改性的活性炭棒体。
5.根据权利要求4所述的一种难降解有机废水预反应器，其特征在于：所述搅拌叶片(8)在垂直方向分层设置。
6.根据权利要求4所述的一种难降解有机废水预反应器，其特征在于：所述搅拌叶片(8)在水平方向均匀分布。
7.根据权利要求4所述的一种难降解有机废水预反应器，其特征在于：所述由硝酸镍改性的活性炭棒体与微波发射器相互平行设置。
8.根据权利要求1或2所述的一种难降解有机废水预反应器，其特征在于：所述预反应器串联安装或并联安装。
9.权利要求1所述的一种难降解有机废水预反应器的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
a)、调节废水至中性;
b)、使步骤a)的废水进入预反应器，进水后有机污染物分为疏水层(2)和沉水层(4)，当疏水层(2)与沉水层(4)界面靠近微波发射器底部时，停止进水;
c)、开启电机(6)，同时开启微波发射筒电源，所述动力装置驱动微波发射器和搅拌叶片(8)旋转;半导体器件(3)发射出微波能量，进行废水处理过程;
d)、检测出水BOD5和CODcr数据，当BOD5/CODcr>0.3时，出水进行二级生化处理。
说明书
一种难降解有机废水预反应器及使用方法
技术领域
本发明涉及环境工程领域，更具体地说，涉及一种高效降解有机废水预反应器。
背景技术
随着人们生活水平的提高，各种新型的化工产品被各行各业广泛应用，特别是医药、化 工、农药、印染等行业，大量难降解有机污染物产生于工业废水中，废水如果直接排入水体， 一方面将会使整个水体出现严重缺氧或厌氧的情况，导致水生生物的死亡，水环境急剧恶化， 另一方面由于难降解有机废水本身具有的致毒性，将会成为水环境和人类身体健康的巨大安 全隐患。
一般难降解有机废水是指BOD5/CODcr值低于0.3的有机废水，其中，BOD5是一种用微 生物代谢作用所消耗的溶解氧量来间接表示水体被有机物污染程度的一个重要指标，CODcr 是指采用重铬酸钾作为氧化剂测定出的化学需氧量，BOD5与CODcr的比值是废水可生化性 的一个重要指标;BOD5与CODcr的比值低于0.3的废水代表可生化性较低，原因主要在于 废水中含有多环芳烃类化合物、有机磷农药、表面活性剂、有机染料等大量毒性大、成分复 杂、化学耗氧量高的物质，目前国际上普遍采用的是物化一级处理和生化二级处理相结合的 处理工艺。即首先通过预处理方式以提高其BOD5与CODcr比值，然后进行废水的后续处理， 从而降低处理成本。
湿式氧化技术是20世纪50年代发展的一种处理有机废水的有效手段，通常是在高温、 高压等条件下以空气或纯氧为催化剂将有机物降解，然而该处理技术反应条件较为严苛，运 行成本较高，因此在该方法的基础上逐渐发展了湿式催化氧化技术，该方法引入了催化剂以 降低了反应的严苛条件，进一步提高氧化剂的能力，然而该方法仍然存在前期投资大、耗能 大、运行费用高等问题，且对成分复杂的有机废水的处理效果还有待提高。
经检索，针对于难降解有机废水的处理，现有技术已公布了技术方案，中国专利号200910201744.9，公开日为2012.12.12的申请案公布了一种油田含油污水集成处理工艺，该 申请案的工艺流程为：沉砂除油-破乳气浮-微波强化芬顿-絮凝气浮-精密过滤-活性炭纤维毡 催化臭氧化-超滤-清水;利用该申请案的工艺处理有机废水取得了一定的效果，然而其不可 避免的存在如下缺陷：(1)整个处理工艺较为复杂，处理单元过长，操作要求高，且有超滤 膜过滤单元，运行成本贵;(2)该申请案的工艺只能针对油田油污特定有机污染物进行处理， 处理范围较为局限，不利于推广。
针对现有处理工艺较为复杂的缺陷，中国专利号200810071551.1，公开日为2011.07.06 的申请案公开了一种连续微波-紫外光诱导催化氧化废水的无害化处理方法及设备，该申请案 的处理方法为：废水经过预处理，通过吸附剂反应床，发生微波诱导催化氧化反应，使废水 中有机物快速分解为小分子无机物，并且反应床中的吸附剂通过吸附剂再生系统循环利用; 最后排放净化的废水。该申请案利用微波辐射提高了吸附剂的吸附效率，具有耗能低、无二 次污染的优点，然而其自身也存在一定的缺陷：1)废水中的有机物经过连续催化氧化，最后 通过吸附剂吸附的方式很难控制出水水质;2)由于对进水负荷要求很高，只能处理有机物污 染程度较低的水体。
较为简单的废水处理装置还包括中国专利号CN201520275220.5，公开日为2015.09.09 的申请案，该申请案公布了一种光催化废水装置的反应主体装置，该装置包括桶体，桶体内 部设有石英玻璃套管，石英玻璃套管下部设有底座，底座下部设有砥柱，石英玻璃套管内部 设有紫外灯，紫外灯均匀分布于石英玻璃套管的环形空间，连杆穿过石英玻璃套管中心，连 杆分别与供电装置和排水扇相连，石英玻璃套管内壁和外壁均设有不锈钢丝网，催化剂固载 设置于不锈钢丝网上，通入废水后，紫外灯提供全方位光源，排水扇可起到搅拌作用，从而 促进废水与催化剂充分接触，提高催化效果，该装置将催化剂设置于固定位置虽然能在一定 程度上提高常规废水处理的催化效果，然而由于难降解有机废水有机物比较复杂，且有机物 浓度较高，对难降解有机废水的处理效果还有待提高。
发明内容
1.要解决的问题
针对于现有技术中难降解有机废水的处理设备操作复杂、污水处理效率低的问题，本发 明旨在提供一种处理效果更好，更为简单的预反应器。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
本发明提供了一种难降解有机废水预反应器，包括容器、微波发射器、动力装置和搅拌 叶片，微波发射器设置于容器中央位置，搅拌叶片根部与微波发射器连接，所述的搅拌叶片 上固定有催化剂;所述的动力装置驱动微波发射器和搅拌叶片旋转。
作为本发明更进一步的改进，还包括转轴，所述的微波发射器通过转轴翻转。
作为本发明更进一步的改进，所述微波发射器内部安装有半导体器件。
作为本发明更进一步的改进，所述的催化剂是由硝酸镍改性的活性炭棒体。
作为本发明更进一步的改进，所述搅拌叶片在垂直方向分层设置。
作为本发明更进一步的改进，所述搅拌叶片在水平方向均匀分布。
作为本发明更进一步的改进，所述由硝酸镍改性的活性炭棒体与微波发射器相互平行设 置。
作为本发明更进一步的改进，所述预反应器串联安装或并联安装。
作为本发明更进一步的改进，一种难降解有机废水预反应器的使用方法，包括以下步骤：
a)、调节废水至中性;
b)、使步骤a)的废水进入预反应器，进水后有机污染物分为疏水层和沉水层，当疏水 层与沉水层界面靠近微波发射器底部时，停止进水;
c)、开启电机，同时开启微波发射筒电源，所述动力装置驱动微波发射器和搅拌叶片旋 转;半导体器件发射出微波能量，进行废水处理过程;
d)、检测出水BOD5和CODcr数据，当BOD5/CODcr>0.3时，出水进行二级生化处理。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的一种微波搅拌削减难降解有机废水预反应器，针对于现有技术中对难降解 有机废水降解效率低的问题，将微波发射器设置于容器中央位置，将催化剂固定在搅拌叶片 上，搅拌叶片根部与微波发射器连接，动力装置驱动微波发射器旋转时可以使固体催化剂和 搅拌叶片一起搅动，与催化剂仅仅设置在水中或固定位置的方式相比，有机废水中的难降解 有机物与催化剂、氧气之间的接触面积更大，显著的提高了有机废水的降解效率。
(2)本发明的一种微波搅拌削减难降解有机废水预反应器，将微波发射筒设置于反应设 备中央，并与搅拌桨根部连接，可以使搅拌桨搅动时水体产生紊流，使微波催化反应更为均 匀，与现有技术中将微波发生器安装在处理装置的顶部，由顶部向底部辐射反应装置相比其 微波辐射范围更广，能更进一步的强化处理效果。此外，将微波发射筒设置于反应设备中央 并与搅拌桨根部连接，还可以使经过微波催化裂解的小分子碳化合物由于离心力作用远离微 波发射筒，未裂解的大分子难降解有机污染物靠近微波发射器，受到更大的辐射能量，整个 装置对废水降解效率更高。
(3)本发明的一种微波搅拌削减难降解有机废水预反应器，解决了难降解有机废水的可 生化性低的问题，为后续二级处理生化工艺提供了便利，使其对废水的其他指标如化学需氧 量、总氮、总磷去除效果好。
(4)本发明的一种微波搅拌削减难降解有机废水预反应器，运用物理原理提高废水的可 生化性，不需要添加氧化剂等化学药剂，相对利用化学方法解碳碳长链，该设备耗能小，运 行费用更低;且本发明的装置组成部件较少、组装和操作简单，利于推广。
(5)本发明的一种微波搅拌削减难降解有机废水预反应器，通过控制器转动支轴，使固 定于支轴上的电动机以及连接的微波发射筒，转出水面，便于后期维护，更换损坏的设备， 且该操作简单，耗费时间较短，几乎不影响整套工艺污水量的处理效率。
(6)本发明的一种微波搅拌削减难降解有机废水预反应器，催化作用的棒体设计成圆柱 形，有效减少搅动过程中的水体剪切力，减少能源的消耗，节约运行成本。
