一种基于非均相高级氧化法去除污水微污染物的装置的制作方法

本技术涉及污水处理，具体涉及一种基于非均相高级氧化法去除污水微污染物的装置。

背景技术：

1、中国城镇生活污水中的微污染物污染已成为日益严峻的环境与健康问题。有机微污染物虽浓度低但潜在危害极大，主要涵盖药物残留、个人护理品、内分泌干扰物、工业化学品等；此类污染物往往难以通过传统生活污水处理厂中活性污泥相关工艺实现生物降解去除，例如苯类抗生素在活性污泥法中去除率普遍低于30%，是城镇污水处理中难降解微污染物的典型代表。

2、高级氧化法（advanced oxidation processes, aops）通过产生强氧化性自由基（主要是羟基自由基·oh）降解微污染物，其氧化电位（2.8v）远超臭氧（2.07v）和氯（1.36v），能够无选择性地矿化绝大多数有机物，例如催化氧化产生的自由基主导链式反应实现微污染物高效矿化。目前，现有类芬顿催化氧化高级氧化体系分为有均相和非均相两类。

3、芬顿试剂是典型的均相催化体系，通过二价铁催化双氧水产生·oh等物质，实现有机污染物的矿化去除；然而，二价铁盐在反应过程中被氧化后，极易形成三价铁絮体，使得催化剂材料需要不断补充投加，这不仅增加了铁泥废物的产量，还容易导致出水铁盐含量超标。

4、随着技术的发展，现已逐步形成类芬顿非均相高级氧化催化体系。该体系的非均相催化剂催化效率高，突破酸性条件限制，在中性、弱碱性条件下可有效运行，且能够回收循环利用，环境残留较少，未来应用前景广阔。但目前生活污水深度处理实践中，缺乏非均相高级氧化法去除污水微污染物的成熟一体化装置，因此，本实用新型提供了一种新型一体化装置，该装置可实现高级氧化高效催化反应、非均相催化剂高效回收和氧化剂残留释放，并且能够集成上述功能区，实现装备成套出厂，进而推动高级氧化非均相催化法实际应用。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中的问题，本实用新型的主要目的在于提供一种基于非均相高级氧化法去除污水微污染物的装置，该装置集成高级氧化高效催化反应区、非均相催化剂高效回收区和氧化剂残留释放区于一体，有效去除污水中的污染物，保障了排水安全。

2、为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

3、一种基于非均相高级氧化法去除污水微污染物的装置，包括高级氧化反应区、逃逸非均相催化剂回收区和氧化剂残留释放区，高级氧化反应区用于去除污水中难降解污染物；逃逸非均相催化剂回收区用于对经多轮次反应后从高级氧化反应区逃逸的催化剂回收再利用；氧化剂残留释放区用于还原残留的氧化剂，确保污水达到排水标准。

4、作为优选方案，所述催化剂为磁性非均相催化剂，包括负载型铁氧化物、铁基复合材料、其他过渡金属氧化物中的至少一种。

5、作为优选方案，所述高级氧化反应区包括反应罐体，反应罐体采用304不锈钢制作，主体为圆柱体结构，罐体底部为倒锥型。

6、作为优选方案，所述反应罐体的顶部靠近侧壁处设有催化剂投放口，顶部中央设有第一搅拌装置，侧壁上部设有污水进水口，罐体底部设有第一电磁铁。

7、作为优选方案，所述第一搅拌装置包括搅拌电机和搅拌浆，搅拌电机通过搅拌轴与搅拌桨连接，能够对反应罐体中的污水进行搅拌，从而促进污染物的高效去除。

8、作为优选方案，所述搅拌桨设有多个，用于使污水、过硫酸盐和催化剂充分接触，提升反应效率。

9、作为优选方案，所述反应罐体的外部设有过硫酸盐溶解装置，用于完成氧化剂-过硫酸盐的溶解和加药。

10、作为优选方案，所述过硫酸盐溶解装置设有第二搅拌装置，加速氧化剂和过硫酸盐的溶解；所述过硫酸盐溶解装置通过第一管道与反应罐体连接，第一管道上设有循环泵，用于将过硫酸盐溶液泵入反应罐体。

11、作为优选方案，所述逃逸非均相催化剂回收区包括回收筒体，回收筒体底部设有第二电磁铁和回收漏斗，实现对逃逸磁性非均相催化剂的强化回收；回收筒体通过第三管道与反应罐体侧壁下部相连通，第三管道上设有第一阀门。污水经氧化反应后，通过第三管道进入回收筒体。

12、作为优选方案，所述回收筒体的底部通过第二管道与反应罐体的底部连通，所述第二管道上设有第二循环泵，用于将回收的催化剂泵入反应罐体，继续催化过硫酸盐产生强氧化自由基。

13、作为优选方案，所述氧化剂残留释放区包括还原箱，还原箱通过第四管道与回收筒体连通，第四管道上设有第二阀门；还原箱中储存有还原性液体，用于还原氧化反应体系中残留的氧化剂，保障出水残留过硫酸盐含量符合排水要求；所述第四管道的管口伸入还原性液体液面以下，确保残留的氧化剂能与含有亚硫酸氢钠的还原性液体充分接触并发生反应，同时避免氧化剂直接逸出液面而影响反应效率。

14、作为优选方案，所述还原箱的侧壁设有污水出口，用于排出符合排水要求的污水。

15、常规均相芬顿反应最佳ph通常在2-4之间，但酸性条件不仅增加操作成本，而且限制其实际应用，本实用新型的非均相类芬顿高级氧化一体化装置，相较于传统的均相芬顿技术工艺装备（使用溶解性亚铁盐），具有显著的优势，使其在环境修复和水处理领域具有广阔的应用前景。

16、本实用新型的有益效果为：

17、1.本实用新型使用非均相催化剂，该催化剂在中性甚至弱碱性条件下仍能保持较好的催化活性，大幅降低了处理成本和操作复杂性，能够更直接地应用于实际废水处理场景。

18、2.本实用新型的固体催化剂借助电磁铁在反应过程中实现高效回收，并通过不同处理区的内回流通道完成在线循环使用，显著降低了催化剂的消耗成本以及催化残留污泥的处置成本。

19、3.本装置专门设置了还原区，用于对高级氧化体系中残留氧化剂进行还原处理，保障出水残留过硫酸盐含量符合排水需求，特别是收纳水体的生态环境安全。

1.一种基于非均相高级氧化法去除污水微污染物的装置，其特征是：所述装置包括高级氧化反应区（1）、逃逸非均相催化剂回收区（2）和氧化剂残留释放区（3），高级氧化反应区（1）用于通过氧化反应去除污水中的难降解污染物；逃逸非均相催化剂回收区（2）用于对经多轮次氧化反应后从高级氧化反应区逃逸的催化剂回收再利用；氧化剂残留释放区（3）用于还原氧化反应中残留的氧化剂，确保污水达到排水标准。

2.根据权利要求1所述一种基于非均相高级氧化法去除污水微污染物的装置，其特征是：所述高级氧化反应区（1）包括反应罐体（100），反应罐体（100）采用304不锈钢制作，主体为圆柱体结构，底部为倒锥型。

3.根据权利要求2所述一种基于非均相高级氧化法去除污水微污染物的装置，其特征是：所述反应罐体（100）的顶部靠近侧壁设有催化剂投放口（102），顶部中央设置有第一搅拌装置，侧壁上部设置污水进水口（103），罐体底部设有第一电磁铁（106）。

4.根据权利要求3所述一种基于非均相高级氧化法去除污水微污染物的装置，其特征是：所述第一搅拌装置包括搅拌电机（104）和搅拌叶（105），搅拌电机（104）通过搅拌轴（101）与搅拌叶（105）连接，对反应罐体（100）中的污水进行搅拌。

5.根据权利要求4所述一种基于非均相高级氧化法去除污水微污染物的装置，其特征是：所述搅拌叶（105）设有多个，促进污水和氧化剂的充分接触。

6.根据权利要求2所述一种基于非均相高级氧化法去除污水微污染物的装置，其特征是：所述反应罐体（100）的外部设有过硫酸盐溶解装置（109），用于氧化剂-过硫酸盐的溶解加药。

7.根据权利要求1所述一种基于非均相高级氧化法去除污水微污染物的装置，其特征是：所述逃逸非均相催化剂回收区（2）包括回收筒体（200），回收筒体底部设有第二电磁铁（204）和回收漏斗（205）；回收筒体（200）通过第三管道（201）与反应罐体（100）侧壁下部连通，第三管道（201）上设有第一阀门（202）。

8.根据权利要求7所述一种基于非均相高级氧化法去除污水微污染物的装置，其特征是：所述回收筒体（200）的底部通过第二管道（110）与反应罐体（100）的底部连通，所述第二管道（110）上设有第二循环泵（203），用于将回收的催化剂泵入反应罐体。

9.根据权利要求1所述一种基于非均相高级氧化法去除污水微污染物的装置，其特征是：氧化剂残留释放区（3）包括还原箱（300），还原箱（300）通过第四管道（301）与回收筒体（200）连通，第四管道（301）上设有第二阀门（302）。

10.根据权利要求9所述一种基于非均相高级氧化法去除污水微污染物的装置，其特征是：还原箱（300）中储存有还原性液体（304），所述第四管道（301）的管口伸入还原性液体（304）液面以下。