本發(fā)明屬于環(huán)保與節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種激光協(xié)同超聲處理高鹽高有機(jī)物廢水的裝置及方法。

背景技術(shù)：

近年來隨著水資源的日益緊缺，污水回用工程在我國廣泛實(shí)施。但當(dāng)污水中有機(jī)物和含鹽量較高時，不能滿足工業(yè)生產(chǎn)、中水回用水質(zhì)要求，因此如何去除有機(jī)物和高鹽分在污水回用工作中的重要性愈來愈突出。

面對日益嚴(yán)格的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，高鹽有機(jī)廢水含鹽量高的特點(diǎn)為其處理帶來了很大的障礙，單一的處理方法在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上都存在一定的問題。物理化學(xué)法中的深度氧化法和膜分離法相對而言占地面積小，處理后基本無二次污染，但高成本和難以工業(yè)化制約了它的大規(guī)模應(yīng)用，開發(fā)抗污染、長壽命、性能穩(wěn)定的膜材料和組件是膜分離法能否工業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵；生物法雖是目前處理高鹽有機(jī)廢水公認(rèn)的好方法，但其占地面積大，處理效果受氣候影響。開發(fā)快捷高效的耐鹽菌馴化方法和生物反應(yīng)器，在單一技術(shù)研發(fā)的基礎(chǔ)上，采用多種技術(shù)組合的工藝必定是未來處理高鹽有機(jī)廢水的發(fā)展方向。因此，業(yè)內(nèi)亟需提供一種能有效處理含高濃度有機(jī)物和高鹽量廢水的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的問題是在現(xiàn)有的處理技術(shù)基礎(chǔ)上，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種對高濃度有機(jī)物、高含鹽量廢水的處理方法和裝置。它提出利用激光技術(shù)處理有機(jī)物，同時結(jié)合超聲處理方法，減少后續(xù)除鹽工藝的干擾因子，其工藝簡單，環(huán)境污染少。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種激光協(xié)同超聲處理高鹽高有機(jī)物廢水的裝置與方法，具有這樣的特征，包括：裝置由激光發(fā)生裝置、激光面控制器、殼體、折流板、聲能裝置、激光輻射區(qū)、水膜區(qū)、排氣管道、進(jìn)水管和出水管組成；裝置內(nèi)包括多級反應(yīng)單元，每個反應(yīng)單元由折流板、聲能裝置、激光發(fā)生裝置、激光面控制器、激光輻射區(qū)、水膜區(qū)組成；激光發(fā)生裝置，設(shè)置于殼體外部側(cè)壁；激光面控制器，設(shè)置在激光發(fā)射裝置前端；聲能裝置設(shè)置在殼體外壁的一側(cè)，正對著激光發(fā)生裝置，聲能裝置內(nèi)壁面處形成水膜區(qū)；排氣管道，作為廢氣排出口，出口接尾氣處理裝置。

進(jìn)一步，本發(fā)明的激光協(xié)同超聲處理高鹽高有機(jī)物廢水的裝置還可以具備這樣的特征：所述的激光發(fā)生裝置具有發(fā)射激光的作用，不與廢水直接接觸，可設(shè)置一個或多個激光發(fā)生裝置來加強(qiáng)激光處理效果，同時激光發(fā)生裝置的波長可根據(jù)對應(yīng)污水水質(zhì)進(jìn)行調(diào)整更換。

進(jìn)一步，本發(fā)明的激光協(xié)同超聲處理高鹽高有機(jī)物廢水的裝置還可以具備這樣的特征：所述的激光面控制器用于對激光束產(chǎn)生擴(kuò)散作用，形成激光輻射區(qū)并保證在水膜區(qū)形成激光面，激光面的形狀和面積大小可通過激光面控制器調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步，本發(fā)明的激光協(xié)同超聲處理高鹽高有機(jī)物廢水的裝置還可以具備這樣的特征：所述的聲能裝置形成的超聲場可穿透殼體內(nèi)側(cè)壁的水膜區(qū)，每個反應(yīng)單元中聲能裝置和激光發(fā)生裝置對應(yīng)設(shè)置；視進(jìn)出水水質(zhì)狀況而定，可以設(shè)置聲能裝置或不設(shè)置聲能裝置。

進(jìn)一步，本發(fā)明的激光協(xié)同超聲處理高鹽高有機(jī)物廢水的裝置還可以具備這樣的特征：所述的折流板為矩形板（或圓形板），每個反應(yīng)單元設(shè)置一塊或多塊；該折流板均向上傾斜，與箱體呈60°～90°角固定，折流板的進(jìn)水一側(cè)與箱體無縫接觸，出水一側(cè)與箱體保持8mm～12mm的間距，且?guī)в幸欢ㄕ劢?，與水平面呈15°～30°向下傾斜角，保證水流以較為穩(wěn)定的流速運(yùn)行，并在水膜區(qū)形成一定水層厚度的水流面，保證激光照射處理。

進(jìn)一步，本發(fā)明的激光協(xié)同超聲處理高鹽高有機(jī)物廢水的裝置還可以具備這樣的特征：所述的殼體為長方體或圓柱體，上部進(jìn)水，下部出水。

進(jìn)一步，本發(fā)明的激光協(xié)同超聲處理高鹽高有機(jī)物廢水的裝置還可以具備這樣的特征：所述的反應(yīng)單元的數(shù)量可根據(jù)廢水中有機(jī)物含量高低適量增加或減少。

進(jìn)一步，本發(fā)明的激光協(xié)同超聲處理高鹽高有機(jī)物廢水的裝置還可以具備這樣的特征：激光強(qiáng)度可根據(jù)廢水水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，激光可破壞廢水中有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)，使其分解為易處理的物質(zhì)；同時，聲能可產(chǎn)生高級氧化作用和吹脫作用，能使廢水升溫并吹除廢水中的揮發(fā)性有機(jī)物，兩者協(xié)同工作可高效處理有機(jī)物。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明提供的激光協(xié)同超聲處理高鹽高有機(jī)物廢水的裝置，激光在裝置內(nèi)部瞬間產(chǎn)生極大的爆炸沖擊力和加速度，可以提供克服污水中污染物質(zhì)與水箱內(nèi)表面間的粘附力所要的加速度，與污水在較短時間內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，所以激光處理能有效難降解有機(jī)污染物質(zhì)。

激光處理是一種“單式”清洗，即前期不需要加入其他化學(xué)試劑。

激光處理是一種新型的非接觸式的污水處理方式，不存在紫外燈管壁上容易被附著污染物的問題，同時超聲能清洗箱體壁面，緩解箱體結(jié)垢的問題。

通過調(diào)控激光發(fā)生裝置的工藝參數(shù)，可以調(diào)節(jié)激光能量的大小，另外由于激光發(fā)生裝置設(shè)置在箱體容器外，可實(shí)現(xiàn)自動化操作，參數(shù)比較容易控制。

激光處理主要產(chǎn)物是二氧化碳和水，不會造成二次污染，滿足環(huán)保要求。

激光熱影響區(qū)小，對未照射到的周邊材料不發(fā)生熱作用，也無熱損傷。

將激光和超聲處理技術(shù)結(jié)合，超聲吹脫處理薄膜狀廢水可使廢水升溫并產(chǎn)生空化泡，對廢水有一定攪拌作用，還能同時協(xié)同激光處理廢水，可加強(qiáng)有機(jī)物的去除效果，避開了常規(guī)氯離子對有機(jī)物降解的干擾。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述激光協(xié)同超聲處理高鹽高有機(jī)物廢水的裝置主視圖；

附圖標(biāo)記：

1-激光發(fā)生裝置；2-激光面控制器；3-殼體；4-折流板；5-進(jìn)水管；6-排氣管道；7-聲能裝置；8-水膜區(qū)；9-激光輻射區(qū)；10-出水管

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。

圖1是本發(fā)明所述激光協(xié)同超聲處理高鹽高有機(jī)物廢水的裝置的主視圖。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種激光協(xié)同超聲處理高鹽高有機(jī)物廢水的裝置及方法，其中激光協(xié)同超聲處理高鹽高有機(jī)物廢水的裝置包括：激光發(fā)生裝置1；激光面控制器2、殼體3、折流板4、進(jìn)水管5、排氣管道6、聲能裝置7、水膜區(qū)8、激光輻射區(qū)9、出水管10，裝置包括多個反應(yīng)單元，每個反應(yīng)單元由折流板4、聲能裝置7、激光發(fā)生裝置1、激光面控制器2、激光輻射區(qū)9、水膜區(qū)8組成。

激光發(fā)生裝置1設(shè)置于殼體外部側(cè)壁，用于發(fā)射激光，不與廢水直接接觸，可設(shè)置一個或多個激光發(fā)生裝置來增強(qiáng)激光強(qiáng)度，激光發(fā)生裝置1的波長可根據(jù)對應(yīng)污水水質(zhì)進(jìn)行調(diào)整更換。

激光發(fā)生裝置1前端是激光面控制器2，用于對激光束產(chǎn)生擴(kuò)散作用，增大激光輻射區(qū)并保證在水膜區(qū)形成激光面，激光面的形狀和面積大小可通過激光面控制器2來調(diào)節(jié)。

聲能裝置7設(shè)置在殼體3外壁的一側(cè)，聲能裝置7內(nèi)壁面處形成水膜區(qū)8，聲能裝置7形成的超聲場可穿透殼體內(nèi)側(cè)壁的水膜區(qū)8，每個反應(yīng)單元中聲能裝置和激光發(fā)生裝置對應(yīng)設(shè)置。

折流板4設(shè)置于內(nèi)壁面，為矩形（或圓形板），每個反應(yīng)單元設(shè)置一塊或多塊；折流板均向上傾斜，與箱體呈60°～90°角固定，其中進(jìn)水一側(cè)與箱體無縫接觸，出水一側(cè)與箱體保持8mm～12mm的間距，且?guī)в幸欢ㄕ劢?，與水平面呈15°～30°角向下傾斜，使減緩水流速度并在水膜區(qū)形成一定水層厚度的水流面，保證激光照射處理。

排氣管6和進(jìn)水管5設(shè)置在裝置的頂部，且進(jìn)水管設(shè)置在靠近折流板4一側(cè)，出水管10設(shè)置在裝置底部。

本發(fā)明的工作原理簡述：

如圖1所示，高鹽高有機(jī)廢水由進(jìn)水管5進(jìn)入裝置內(nèi)部，流入折流板4上，進(jìn)行第一個反應(yīng)單元的處理反應(yīng)，經(jīng)折流板4的水流控制作用，隨折流板4邊緣和殼體3內(nèi)壁之間的間隙流走，水流在流經(jīng)此間隙時，在內(nèi)壁面上形成約10mm的水膜區(qū)8。激光從水膜區(qū)8正對方向射出，通過激光面控制器2使激光束擴(kuò)散形成激光輻射區(qū)9，并使其以激光面的形式照射到水膜區(qū)8的水流層上，使激光能作用于水膜上，給廢水中有機(jī)物分子提供能量，加劇分子間的不規(guī)則運(yùn)動，從而破壞有機(jī)物化學(xué)鍵和分子結(jié)構(gòu)，水中的難降解有機(jī)物被迅速分解為小分子有機(jī)物或者直接礦化為水和二氧化碳。同時，水膜區(qū)8對應(yīng)的外部側(cè)壁上設(shè)有聲能裝置7，聲能作用穿透水膜區(qū)8的水層，產(chǎn)生大量高能中間產(chǎn)物協(xié)同激光能降解水中有機(jī)物，破壞分子中的難分解結(jié)構(gòu)。同時，聲能裝置7對流過該水膜區(qū)8的水流進(jìn)行加熱和吹脫作用，可有效吹脫水中揮發(fā)性污染物，以氣態(tài)形式從殼體頂部的排氣管道6排出，進(jìn)入廢氣處理裝置。

經(jīng)水膜區(qū)8反應(yīng)后的廢水繼續(xù)流入下一個反應(yīng)單元的折流板4，進(jìn)行二級反應(yīng)，反應(yīng)殼體中可視進(jìn)水水質(zhì)和處理要求而設(shè)置多個反應(yīng)單元，以提升廢水中有機(jī)物的降解效率。

實(shí)施例作用與效果

根據(jù)以上實(shí)施例提供的激光協(xié)同超聲處理高鹽高有機(jī)物廢水的裝置及方法，可以實(shí)現(xiàn)激光技術(shù)與超聲處理工藝的結(jié)合，通過激光場和超聲場的協(xié)同作用提高對高濃度有機(jī)物、高含鹽量廢水的處理效果。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了高效處理有機(jī)物的目的，采用多級反應(yīng)，廢水在每個反應(yīng)單元都經(jīng)激光和超聲協(xié)同處理，達(dá)到分解難降解有機(jī)物和吹脫的揮發(fā)性污染物的目的。另外，利用本發(fā)明提出激光協(xié)同超聲處理高鹽量高有機(jī)廢水處理裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)運(yùn)行含鹽量：15-20%、cod濃度：1200mg/l，氨氮：400mg/l的高鹽高濃度化工廢水時，進(jìn)行連續(xù)試驗(yàn)，處理效果穩(wěn)定，cod去除效率穩(wěn)定在65%～85%，氨氮去除率穩(wěn)定在75%-90%，出水無臭味，可自動化控制，運(yùn)行可靠，不會造成二次污染。

這里對本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，而非想將發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例中。本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換。