一种有机废水原位处理固定床及处理装置和处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种有机废水原位处理固定床及处理装置和处理方法。
【背景技术】
[0002]难降解有机废水可通过泄漏、废水排放以及农药使用等途径进入环境水体，不易分解或生物降解，易于在生物体、水体和土壤中富集积累，从而对环境造成持久性污染。所以难降解有机废水的有效处理对保护环境、维护生态以及保障健康都有着重要的现实意义。
[0003]通过生物方法处理难降解有机废水，一般需要较长的水力停留时间，并且处理效率极低。一般来说，难降解有机废水主要通过高级氧化技术处理，需要消耗大量氧化剂，从而产生较高成本。此外，很多有机废水产生时为小股废水，需要汇集后再行处理，汇集过程需要进行管道建设，不仅占用土地，还有可能泄漏造成土壤和地下水污染。本发明利用微波和铁基敏化剂组成固定床，可以连续高效的处理难降解有机废水和其他有机废水，可实现有机废水原位便捷处理，有较为广阔的应用前景。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种有机废水原位处理固定床及处理装置和处理方法。
[0005]为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下:
[0006]—种有机废水原位处理固定床，包括固定床本体，固定床本体中设置有固胆，固胆内填充有铁基敏化剂，所述铁基敏化剂为纳米铁、活性炭和钻银催化剂的混合物，纳米铁和活性炭的质量比为1:1-3:1，钴镍催化剂为铁碳总质量的10% -20%。
[0007]优选的，所述固定床还设置有混合段，混合段设置在所述固胆的下端，所述混合段的底部设置有曝气装置，曝气装置的上端设置有循环废水进口。废水在混合段与氧气充分混合后，再经过固胆进行降解，这样可以充分发挥铁基敏化剂的降解及催化作用，由于铁基敏化剂参与降解反应，所以会有损耗，损耗的部分可以进行补充。
[0008]进一步优选的，所述固胆的上端设置有热交换段，热交换段的上方分别设置有循环废水出口、净化水出口和排气口，循环废水出口与循环废水进口连通。热交换段用于预热进水和降温出水，一方面用于节约能源，另一方面主要是使出水温度不要太高，避免对工作人员产生危害。
[0009]优选的，废水进水口设置在所述热交换段的下端。废水需要经过热交换段预热后，再进入固胆中进行降解，可大大提高废水的处理效率。
[0010]一种有机废水原位处理装置，包括装置本体和安装在装置本体下端的移动装置，装置本体内部设置有曝气装置、固定床、微波腔体以及微波发生装置，其中，所述曝气装置与固定床的底端连通，所述固定床安装在微波腔体中，微波腔体与微波发生装置连接，所述固定床通过管道与装置本体外部连通。
[0011]优选的，微波腔体与微波发生装置之间通过环形器连接。环行器通过水循环，来保护磁控管。
[0012]优选的，微波发生装置为工业微波炉，具备磁控管保护装置。可以防止微波装置连续工作对磁控管造成损害。
[0013]优选的，所述固定床的上端设置有循环废水出口、净化水出口以及排气口，固定床的下端设置有与循环废水出口连通的循环废水入口，净化水出口和排气口分别通过第一管道和第二管道与装置本体外部连通。设置循环废水出口和进口，是为了使废水预热后进行降解，而且废水降解一遍可能会降解不彻底，此时可以进行循环降解，直到降解达标后排放。
[0014]进一步优选的，所述第一管道上设置有冷凝器。冷凝器可以对尾气中的水分进行冷凝，回收尾气水分。
[0015]进一步优选的，所述冷凝器和第二管道之间通过第三管道连通。冷凝器冷凝的水，通过第三管道进入到第二管道中与净化水一起回收，节省了管路。
[0016]一种有机废水原位处理方法，包括如下步骤:
[0017]I)将废水处理装置牵引至恰当位置，有机废水经过预酸化后进入废水处理装置的固定床中并向固定床中连续曝气；
[0018]2)废水进行预热后，在固定床的中的铁基敏化剂和微波的作用下降解与矿化；
[0019]3)将净化水和废气进行排放。净化水的温度在70°C左右，可以回收利用。
[0020]优选的，步骤I)中，所述预酸化的酸为盐酸或硫酸。
[0021]进一步优选的，步骤I)中，预酸化后的废水的pH值为小于7.0。
[0022]优选的，所述微波的输出功率为400-1000W。在该输出功率下，废水的降解效果较好。
[0023]优选的，步骤2)中，所述铁基敏化剂为纳米铁、活性炭和钴镍催化剂的混合物，纳米铁和活性炭的质量比为1:1-3:1，钴镍催化剂为铁碳总质量的10% _20%。该铁基敏化剂实现了废水的连续、高效、快速处理；铁基敏化剂为环境友好材料，不会产生二次污染问题。
[0024]进一步优选的，步骤2)中，所述固定床从下到上包括混合段、固胆和热交换段，混合段的下端安装曝气装置，曝气装置的上方设置循环废水入口，固胆内填充有所述铁基敏化剂，热交换段的上方设置有循环废水出口、净化水出口以及排气口，热交换段的下方设置废水进口。设置循环废水出口和进口，是为了使废水预热后进行降解，而且废水降解一遍可能会降解不彻底，此时可以进行循环降解，直到降解达标后排放。
[0025]进一步优选的，废水的处理过程包括如下步骤:废水通过废水进口进入到固定床的热交换段进行预热，然后循环进入混合段与氧气混合，再进入固胆进行降解和净化，将废水循环降解，直到净化达标后，排放。
[0026]进一步优选的，废水在固胆中的停留时间为3-5分钟。在该停留时间下，可以保证在最短的时间内达到最好的净化效果。
[0027]本发明的有益技术效果为:
[0028]1、本发明的微波铁基敏化剂固定床，实现了废水的连续、高效、快速处理；铁基敏化剂为环境友好材料，不会产生二次污染问题；
[0029]2、本发明可用于高浓度有机废水的预处理，也可用于低浓度难降解废水的深度处理，应用范围较广；
[0030]4、本发明方法能够适应多种不同的有机废水溶液，能够适应有机废水水质变化的冲击；
[0031]5、本发明的废水处理装置，可用于难降解和普通有机废水连续处理，可在5分钟之内得到90%以上的去除效率；此外，该废水处理装置还可以移动，通过牵引，可以实现废水的原位处理。
[0032]6、由于废水处理后流出的水为热水，所以可以将热水回收利用，节省能源。
【附图说明】
[0033]图1是本发明的处理工艺流程结构示意图；
[0034]图2是本发明的固定床的结构示意图；
[0035]图3是实施例1中孔雀石绿降解效率随水流速度变化的曲线图；
[0036]图4是单位铁基敏化剂对孔雀石绿降解容量随水流速度的示意图；
[0037]图5是曝气方式对孔雀石绿降解效率影响的曲线图；
[0038]图6是预酸化对孔雀石绿降解效率和TOC去除效率的影响曲线图；
[0039]图7是微波功率对孔雀石绿降解效率和TOC去除效率的影响曲线图；
[0040]图8是废水处理装置抗负荷冲击性能曲线图；
[0041]图9是废水处理装置排气的主要成分色谱图。
[0042]其中，1、预酸化罐，2、固化床，3、环行器，4、微波控制装置，5、干燥器，6、冷凝器，7、微波发生装置，8、微波腔体，9、曝气装置，10、混合段，11、固胆，12、热交换段。
【具体实施方式】
[0043]下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明，但不限于此。
[0044]如图1所示，一种有机废水原位处理装置，包括装置本体和安装在装置本体下端的移动装置，该移动装置一般设计成车轮，也可以设计成为其他的可以移动的结构，如履带等；装置本体内部设置有曝气装置9、固定床2、微波腔体以及微波发生装置，其中，所述曝气装置9与固定床2的底端连通，固定床2安装在微波腔体8中，微波腔体8与微波发生装置8连接，微波发生装置8与微波控制装置4连接，微波控制装置4控制微波发生装置8的输出功率，固定床2通过管道与装置本体外部连通。
[0045]微波腔体8与微波控制装置4之间通过环形器3连接。
[0046]如图2所示，固定床2，包括固定床本体，固定床本体中设置有固胆11、混合段10以及热交换段12，固胆11内填充有铁基敏化剂；混合段10设置在固胆11的下端，混合段10的底部设置有曝气装置9，曝气装置9的上端设置有循环废水进口。热交换段12设置在固胆的上端，热交换段12的上方分别设置有循环废水出口、净化水出口和排气口，循环废水出口与循环废水进口连通。废水进水口设置在热交换段12的下端。
[0047]所述第一管道上设置