一種廢水化學需氧量檢測預(yù)處理裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種對芬頓處理后的廢水進行化學需氧量 (COD)檢測前的預(yù)處理裝置及預(yù)處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 化學需氧量（COD)是指在一定條件下，用強氧化劑處理水樣時所消耗氧化劑的 量，結(jié)果折算成氧的含量（以mg/1計）。它是表征廢水污染程度的一項重要指標，也是表征 水體中還原性物質(zhì)污染的綜合性指標，通常采用重鉻酸鉀法化學需氧量（C0DJ進行測量。
[0003] 雙氧水（H2O2)是一種強氧化性物質(zhì)，以芬頓（Fenton)氧化體系的形式在廢水的深 度處理和高濃度難降解有機廢水處理等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。盡管H 2O2有著強大的氧化能 力，但在反應(yīng)中如遇到更強的氧化物質(zhì)高錳酸鉀或是重鉻酸鉀，它則會充當還原物質(zhì)被氧 化。所以在國標法中，作為氧化劑的重鉻酸鉀會與殘余的雙氧水反應(yīng)，嚴重影響其測定結(jié)果 的準確性。
[0004] 目前，難降解廢水的有效處理是廢水處理領(lǐng)域的難題，采用芬頓氧化工藝深度處 理廢水的研究越來越多，但是采用現(xiàn)有的測量標準檢測C0D，廢水中殘余的雙氧水會額外的 消耗重鉻酸鉀，使得測量結(jié)果大于真實值，無法反映芬頓處理的效果。因此，消除影響廢水 COD檢測的干擾因子，檢測出排放廢水的真實COD數(shù)值，對于廢水處理工藝的運行和保護周 圍的生態(tài)環(huán)境，具有重要的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種廢水化學需氧量檢測預(yù)處理裝置及方法，其目的在于利用一氧化 氮曝氣法，還原待檢測廢水中的殘余雙氧水，消除芬頓處理后廢水中氧化劑對COD檢測的 影響，從而提高COD ct檢測結(jié)果的準確性，真實反映廢水處理效果。
[0006] 為此，本發(fā)明采取了如下技術(shù)解決方案：
[0007] -種廢水化學需氧量檢測預(yù)處理裝置，其特征在于，包括反應(yīng)器、無泡曝氣膜組 件、曝氣管、一氧化氮進氣系統(tǒng)、磁力轉(zhuǎn)子及磁力攪拌裝置，在封閉的反應(yīng)器頂部設(shè)有排氣 口，反應(yīng)器內(nèi)裝有縱橫管連通的篦條式無泡曝氣膜組件，無泡曝氣膜組件通過一側(cè)的進氣 管與反應(yīng)器外的曝氣管連接，曝氣管另一端連接一氧化氮進氣系統(tǒng)，在反應(yīng)器內(nèi)底部中心 位置設(shè)有葉片式磁力轉(zhuǎn)子，反應(yīng)器外底部與磁力轉(zhuǎn)子對應(yīng)的位置上安設(shè)有磁力攪拌裝置。
[0008] 所述無泡曝氣膜組件采用有機高分子化合物纖維膜、無機陶瓷膜、無機碳管膜、無 機金屬膜制成。
[0009] -種廢水化學需氧量檢測預(yù)處理方法，其具體處理方法及過程為：
[0010] 將經(jīng)過芬頓處理后的廢水水樣通過排氣口注入反應(yīng)器內(nèi)，開啟磁力攪拌裝置驅(qū)動 磁力轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，使廢水水樣處于攪拌的狀態(tài)下；同時開啟一氧化氮進氣系統(tǒng)，一氧化氮通過 曝氣管進入無泡曝氣膜組件，控制每分鐘的曝氣量所含的一氧化氮物質(zhì)量為廢水水樣中芬 頓處理氧化前雙氧水物質(zhì)量的2-5倍，調(diào)節(jié)曝氣壓力為泡點壓力的85~95%，曝氣時間 持續(xù)3-6h，使一氧化氮與廢水中的氧化劑充分反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后，繼續(xù)維持攪拌狀態(tài)10~ 30min，排盡殘余氣體，使反應(yīng)器內(nèi)既無殘余雙氧水氧化劑和一氧化氮還原劑后，即可取樣 進行重鉻酸鉀法化學需氧量即COD ct的測定。
[0011] 本發(fā)明的有益效果為：
[0012] 本發(fā)明能有效還原掉反應(yīng)箱內(nèi)焦化廢水中殘余的雙氧水等氧化劑，消除氧化劑對 芬頓處理后廢水COD檢測結(jié)果的干擾，而且在水中無殘留，外排廢氣量少，不改變原有有機 類物質(zhì)的數(shù)量和性質(zhì)，從而提高COD ct檢測結(jié)果的準確性，客觀真實地反映出污水處理廠的 實際處理效果。
【附圖說明】
[0013] 圖1是預(yù)處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 圖中：反應(yīng)器1、排氣口 2、磁力攪拌裝置3、磁力轉(zhuǎn)子4、無泡曝氣膜組件5、一氧化 氮進氣系統(tǒng)6、曝氣管7。
【具體實施方式】
[0015] 本發(fā)明主要是針對芬頓氧化工藝處理后的廢水特性和采用重鉻酸鉀法測量COD 的技術(shù)特征，采用一氧化氮曝氣的形式來消除殘余的氧化劑，并且利用氣體本身極易分解 的特性，在不改變廢水中的有機成份的條件下，最終消除重鉻酸鉀法的額外消耗。
[0016] 由圖1可見，本發(fā)明廢水化學需氧量檢測預(yù)處理裝置系由反應(yīng)器1、磁力攪拌裝置 3、磁力轉(zhuǎn)子4、無泡曝氣膜組件5、一氧化氮進氣系統(tǒng)6及曝氣管7所組成。反應(yīng)器1為一 封閉箱型容器，在反應(yīng)器1的頂部設(shè)有排氣口 2,排氣口 2能夠?qū)λ懦龅纳倭繗怏w進行收 集，便于有效回收和處置。反應(yīng)器1內(nèi)裝有一個由連通的縱橫管形成的篦條式無泡曝氣膜 組件5,無泡曝氣膜組件5系采用有機高分子化合物纖維膜、無機陶瓷膜、無機碳管膜、無機 金屬膜制成，具有比表面積大、空隙率均勻、微孔直徑小等特點，當曝氣壓力小于泡點壓力 時，會產(chǎn)生肉眼不可見的氣泡。無泡曝氣膜組件5右側(cè)設(shè)有一個進氣管，通過進氣管與反應(yīng) 器1外部的曝氣管7連接，曝氣管7的另一端連接在一氧化氮進氣系統(tǒng)6上，通過一氧化氮 進氣系統(tǒng)6控制曝氣的壓力和曝氣量進給量。在反應(yīng)器1內(nèi)底部的中心位置上設(shè)有葉片式 磁力轉(zhuǎn)子4,同時在反應(yīng)器1外底部的中心與磁力轉(zhuǎn)子4對應(yīng)的位置上安設(shè)有磁力攪拌裝置 3,磁力攪拌裝置3可以帶動磁力轉(zhuǎn)子4進行旋轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié)，能夠使反應(yīng)器1內(nèi)部的 氣、水充分接觸。
[0017] 本發(fā)明廢水化學需氧量檢測預(yù)處理的具體方法及過程為：
[0018] 將經(jīng)過芬頓處理后的廢水水樣通過排氣口 2注入反應(yīng)器1內(nèi)，開啟磁力攪拌裝置 3驅(qū)動磁力轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)，使廢水水樣始終處于攪拌的狀態(tài)下。同時，開啟一氧化氮進氣系統(tǒng) 6, 一氧化氮通過曝氣管7進入無泡曝氣膜組件5內(nèi)，控制每分鐘的曝氣量所含的一氧化氮 物質(zhì)量為廢水水樣中芬頓處理氧化前雙氧水物質(zhì)量的2-5倍，并調(diào)節(jié)曝氣壓力為泡點壓力 的85~95%，曝氣時間持續(xù)3-6h，使一氧化氮與廢水中的氧化劑充分反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后， 繼續(xù)攪拌10~30min后，排盡殘余氣體，使反應(yīng)器1內(nèi)既無殘余雙氧水氧化劑和一氧化氮 還原劑，廢水中的原有有機物類物質(zhì)沒有發(fā)生變化，而硝酸的存在對于COD ct的檢測無任何 影響，即可取樣進行重鉻酸鉀法化學需氧量即CODct的測定。
[0019] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明預(yù)處理方法作進一步說明。
[0020] 實施例1
[0021] 首先，通過排氣口 2向反應(yīng)器1內(nèi)注入2000mL芬頓處理后的廢水水樣，根據(jù)芬頓 氧化前雙氧水濃度為10mm〇l/L，計算該體積水樣反應(yīng)前雙氧水總量為20mmol。之后，開啟 磁力攪拌裝置3,通過磁力轉(zhuǎn)子4使廢水處于攪拌的狀態(tài)下。
[0022] 然后，開啟一氧化氮進氣系統(tǒng)6,每分鐘的曝氣量所含的一氧化氮物質(zhì)量為水樣中 氧化前雙氧水物質(zhì)量的2倍，曝氣壓力為泡點壓力的85%，曝氣時間持續(xù)3h。
[0023] 最后關(guān)閉一氧化氮進氣系統(tǒng)6,繼續(xù)維持在攪拌的狀態(tài)下lOmin。排盡殘余氣體， 使反應(yīng)器1內(nèi)既無殘余雙氧水氧化劑和一氧化氮還原劑，即可取樣進行重鉻酸鉀法化學需 氧量即COD ct的測定。
[0024] 實施例2
[0025] 首先，將2000mL芬頓處理后的廢水水樣通過排氣口 2注入反應(yīng)器1的內(nèi)部，芬頓 氧化前雙氧水濃度為10mm〇l/L，計算該體積水樣反應(yīng)前雙氧水總量為20mmol。其次，開啟 磁力攪拌裝置3使得廢水處于攪拌的狀態(tài)下。然后開啟一氧化氮進氣系統(tǒng)6,將每分鐘的曝 氣量所含的一氧化氮物質(zhì)量為水樣中氧化前雙氧水物質(zhì)量的3. 5倍，曝氣壓力為泡點壓力 的90%，曝氣時間持續(xù)4h。最后，關(guān)閉一氧化氮進氣系統(tǒng)6,繼續(xù)攪拌20min后，即可取樣進 行重鉻酸鉀法化學需氧量即COD ct的測定。
[0026] 實施例3
[0027] 首先，將2000mL芬頓處理后的廢水水樣通過排氣口 2注入反應(yīng)器1的內(nèi)部，芬頓 氧化前雙氧水濃度為10mm〇l/L，計算該體積水樣反應(yīng)前雙氧水總量為20mmol。其次，開啟 磁力攪拌裝置3使得廢水處于攪拌的狀態(tài)下。然后，開啟一氧化氮進氣系統(tǒng)6,每分鐘的曝 氣量所含的一氧化氮物質(zhì)量為水樣中氧化前雙氧水物質(zhì)量的5倍，曝氣壓力為泡點壓力的 95 %，曝氣時間持續(xù)6h。最后，關(guān)閉一氧化氮進氣系統(tǒng)6,繼續(xù)維持在攪拌的狀態(tài)下30min 后，即可取樣進行重鉻酸鉀法化學需氧量即CODct的測定。
[0028] 對上述處理后的水樣進行CODct的分析檢測，具體值如表1所示。
[0029] 表1各實施例的檢測結(jié)果及對比
[0031] 結(jié)果表明本發(fā)明能夠有效的屏蔽水中殘留的氧化劑對于CODct檢測時的影響，使 預(yù)處理后的廢水CODct值更接近于實際COD值。
【主權(quán)項】
1. 一種廢水化學需氧量檢測預(yù)處理裝置，其特征在于，包括反應(yīng)器、無泡曝氣膜組件、 曝氣管、一氧化氮進氣系統(tǒng)、磁力轉(zhuǎn)子及磁力攪拌裝置，在封閉的反應(yīng)器頂部設(shè)有排氣口， 反應(yīng)器內(nèi)裝有縱橫連通的篦條式無泡曝氣膜組件，無泡曝氣膜組件通過一側(cè)的進氣管與反 應(yīng)器外的曝氣管連接，曝氣管另一端連接一氧化氮進氣系統(tǒng)，在反應(yīng)器內(nèi)底部中心位置設(shè) 有葉片式磁力轉(zhuǎn)子，反應(yīng)器外底部與磁力轉(zhuǎn)子對應(yīng)的位置上安設(shè)有磁力攪拌裝置。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水化學需氧量檢測預(yù)處理裝置，其特征在于，所述無泡曝 氣膜組件采用有機高分子化合物纖維膜、無機陶瓷膜、無機碳管膜、無機金屬膜制成。3. -種應(yīng)用權(quán)利要求1所述廢水化學需氧量檢測預(yù)處理裝置的方法，其特征在于，對 芬頓處理后廢水化學需氧量檢測前預(yù)處理的方法及過程為： 將經(jīng)過芬頓處理后的廢水水樣通過排氣口注入反應(yīng)器內(nèi)，開啟磁力攪拌裝置驅(qū)動磁 力轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，使廢水水樣處于攪拌的狀態(tài)下；同時開啟一氧化氮進氣系統(tǒng)，一氧化氮通過 曝氣管進入無泡曝氣膜組件，控制每分鐘的曝氣量所含的一氧化氮物質(zhì)量為廢水水樣中芬 頓處理氧化前雙氧水物質(zhì)量的2-5倍，調(diào)節(jié)曝氣壓力為泡點壓力的85~95%，曝氣時間 持續(xù)3-6h，使一氧化氮與廢水中的氧化劑充分反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后，繼續(xù)維持攪拌狀態(tài)10~ 30min，排盡殘余氣體，使反應(yīng)器內(nèi)既無殘余雙氧水氧化劑和一氧化氮還原劑后，即可取樣 進行重鉻酸鉀法化學需氧量即COD"的測定。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種廢水化學需氧量檢測預(yù)處理裝置及方法，包括反應(yīng)器、無泡曝氣膜組件、曝氣管、一氧化氮進氣系統(tǒng)、磁力轉(zhuǎn)子及磁力攪拌裝置，反應(yīng)器頂部設(shè)有排氣口，內(nèi)置的無泡曝氣膜組件通過曝氣管連接一氧化氮進氣系統(tǒng)，反應(yīng)器內(nèi)底部中心設(shè)有磁力轉(zhuǎn)子，外底部設(shè)有磁力攪拌裝置。將廢水注入反應(yīng)器內(nèi)，開啟磁力攪拌裝置及一氧化氮進氣系統(tǒng)，控制每分鐘曝氣中一氧化氮量為芬頓氧化前雙氧水量的2-5倍，曝氣壓力為泡點壓力的85～95％，曝氣時間持續(xù)3-6h，反應(yīng)結(jié)束后，繼續(xù)維持攪拌狀態(tài)10～30min，即可取樣測定CODcr。本發(fā)明可消除氧化劑對芬頓處理后廢水COD檢測結(jié)果的干擾，提高CODcr檢測結(jié)果的準確性，客觀真實地反映污水處理的實際效果。
【IPC分類】G01N1/28, G01N21/79
【公開號】CN105300749
【申請?zhí)枴緾N201410253044
【發(fā)明人】胡紹偉
【申請人】鞍鋼股份有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2014年6月9日