一种去除废水中全氟有机污染物的系统的制作方法

    技术2022-07-14  85


    本实用新型属于水污染控制领域,涉及一种去除废水中全氟有机物的系统。



    背景技术:

    全氟化合物(pfcs)是一类化学性质稳定的持久性有机污染物,主要有全氟辛酸(pfoa)、全氟辛烷磺酸(pfos)、全氟辛基磺酰氟等,其广泛用于泡沫剂、皮革等的生产,近年来在各种水环境中(地表水、地下水和饮用水)不断被检测到。许多pfcs具有显著的持久性、生物累积性和毒性,而且在《pops公约》第四次缔约方大会上,全氟化合物物中的pfos及其盐、全氟辛基磺酰氟被列入公约附录b中,美国环保署(epa)在2015年已有pfoa的消减计划。目前全氟有机污染物的高效处理装置相对较少,由于其高稳定性和强毒性,常规降解方法(如化学氧化、生物降解等)难以奏效,因此急需开发一种高效处理该类废水的系统。



    技术实现要素:

    本实用新型的目的在于提供一种去除废水中全氟有机污染物的系统,该装置利用全氟化合物疏水疏油性,先通过微纳米气泡发生装置产生的微小气泡使pfcs上浮,同时利用微纳米气泡的强氧化性对其预氧化;然后,pfcs浮渣水汇集至电氧化室,使pfcs进行深度氧化。该实用新型通过先富集再氧化处理pfcs,使后续电氧化处理水量大大减少,不仅节省能耗,而且水力停留时间短,处理效率高,大大节省装置的占地面积和处理费用。

    为实现上述目的,本实用新型提供一种去除废水中全氟有机污染物的系统,所述系统包括:进水槽(1)、进水泵(2)、微纳米气泡发生装置(3)、高速出水扩散器(4)、搅拌器(5)、反应装置(6)、电氧化单元(7)、出水槽(8),还包括污水管路。

    本发明所述的系统,所述微纳米气泡发生装置(3),带有进气口(9)和气量调节开关(10),用于提供粒径40nm~100μm的气泡,使其黏附在全氟有机物上,形成表观密度小于水的絮体后上浮。

    本发明所述的系统,所述反应装置(6)是用隔板分开成3室,分别是接触室分离室和电氧化室3室体积比为1∶3~5∶0.5;反应池的长宽比为4~6。

    本发明所述的系统,所述反应装置(6)的两侧还分别有加药槽(11)和渣水混合物出口(12)出水口(13)和出水口(14)。

    本发明所述的系统,所述电氧化单元(7)是进行pfcs电氧化降解的装置,包括直流稳压电源(15)、阴极(16)、阳极(17)。

    本发明所述的系统,所述阴极为铁、铜、钛等电极的一种,所述阳极为具有高析氧电位的钛基氧化物电极或导电陶瓷电极。

    具体而言,本发明的去除废水中全氟有机污染物的系统包括:进水槽(1)、进水泵(2)、微纳米气泡发生装置(3)、高速出水扩散器(4)、搅拌器(5)、反应装置(6)、电氧化单元(7)、出水槽(8),还包括污水管路。所述微纳米气泡发生装置(3),带有进气口(9)和气量调节开关(10),其主要作用使提供粒径40nm~100μm的气泡,使其黏附在全氟有机物上,形成表观密度小于水的絮体后上浮。所述反应装置(6)是用隔板分开成3室,分别是接触室分离室和电氧化室3室体积比为1∶3~5∶0.5。为达到良好的水力学条件,反应池的长宽比为4~6。反应装置的两侧还分别有加药槽(11)和渣水混合物出口(12)出水口(13)和出水口(14)。所述电氧化单元(7)是进行pfcs电氧化降解的装置,包括直流稳压电源(15)、阴极(16)、阳极(17)。其中,阴极为铁、铜、钛等电极的一种,阳极为具有高析氧电位的钛基氧化物电极或导电陶瓷电极。采用具备高析氧电位的电极主要是抑制析氧副反应的发生和提高电化学氧化效率。

    本系统的有益效果在于:

    1、通过微纳米气泡产生的微纳米尺寸的小气泡,利用该粒径气泡所具有的独特纳米效应和强氧化能力,来黏附在疏水性的全氟化合物上,使其与水分离,并部分氧化,与直接药剂法气浮相比,可大大节省药剂用量。

    2、先进行分离富集,再进行电氧化,不仅可以处理含低浓度全氟化合物废水,还能处理高浓度全氟化合物废水,该系统使用范围更广。

    3、避免了直接电氧化所带来的处理水量大,副反应多,处理效率低的特点,不仅可以节省占地面积,还能大大节省能耗。

    附图说明

    图1为本实用新型使用工艺简图。

    具体实施方式

    以下结合具体实施例和附图来进一步说明本实用新型,但实施例并不对本实用新型做任何形式的限定。除非特别说明,本实用新型采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。

    实施例1

    本系统的应用方法为:采用50mg/l的pfoa为模拟废水,打开进水泵(2)和微纳米气泡发生装置(3),调节(3)的进气量0.5ml/min,此时乳白色的气水混合物经高速出水扩散器(4)到达反应装置的接触室然后,打开搅拌器(5),通过加药槽(9)先调节废水的ph至8.0,再投加总废水质量分数0.03%的硫酸铝;气水混合物经后续到达分离室,废水中的pfoa在气泡的裹挟、顶托和少量絮凝剂的作用下上浮至水面,经渣水混合物出口(12)进入电氧化单元(7),不含pfcs的废水从分离室的出水口(13)排出;在(7)中预先加入添加50mm的na2so4支持电解质,打开电源,采用恒电流模式,调节电流密度为10ma/cm2,净化后的水从出水口(14)排出;从出水口(13)和(14)排出的废水最后进入出水槽(8)。本实施在微纳米气泡预氧化和电氧化深度矿化后,含pfoa的废水得到深度净化,具有能耗低、效率高的特点。

    以上所述的具体实施方式,对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已,并不用于限定本实用新型的保护范围,凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。


    技术特征:

    1.一种去除废水中全氟有机污染物的系统,所述系统包括:进水槽(1)、进水泵(2)、微纳米气泡发生装置(3)、高速出水扩散器(4)、搅拌器(5)、反应装置(6)、电氧化单元(7)、出水槽(8),还包括污水管路,其特征在于:

    所述微纳米气泡发生装置(3),带有进气口(9)和气量调节开关(10),用于提供粒径40nm~100μm的气泡,使其黏附在全氟有机物上,形成表观密度小于水的絮体后上浮;

    所述反应装置(6)是用隔板分开成3室,分别是接触室分离室和电氧化室3室体积比为1∶3~5∶0.5;反应池的长宽比为4~6。

    2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于:所述反应装置(6)中,所述接触室有加药槽(11)、所述分离室有渣水混合物出口(12),在所述反应装置(6)的两侧具有废水出水口(13)和净化水出水口(14)。

    3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于:所述电氧化单元(7)是进行pfcs电氧化降解的装置,包括直流稳压电源(15)、阴极(16)、阳极(17)。

    4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于:所述阴极为选自铁、铜、钛电极的一种,所述阳极为具有高析氧电位的钛基氧化物电极或导电陶瓷电极。

    技术总结
    本实用新型涉及一种去除废水中全氟有机污染物的系统,所述系统包括:进水槽(1)、进水泵(2)、微纳米气泡发生装置(3)、高速出水扩散器(4)、搅拌器(5)、反应装置(6)、电氧化单元(7)、出水槽(8),还包括污水管路。所述微纳米气泡发生装置(3),带有进气口(9)和气量调节开关(10)。所述反应装置(6)是用隔板分开成3室,分别是接触室分离室和电氧化室3室体积比为1∶3~5∶0.5,反应池的长宽比为4~6。该实用新型通过以上系统先富集再氧化处理PFCs,使后续电氧化处理水量大大减少,不仅节省能耗,而且水力停留时间短,处理效率高,大大节省装置的占地面积和处理费用。

    技术研发人员:牛连勇
    受保护的技术使用者:江苏智诚达环保科技有限公司
    技术研发日:2019.05.10
    技术公布日:2020.04.03

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