基于UV光催化氧化的废水处理及回收利用工艺.pdf

摘要
申请专利号：	CN201310338803.3	申请日：	2013.08.06
公开号：	CN104341022A	公开日：	2015.02.11
当前法律状态：	实审	有效性：	审中
法律详情：	实质审查的生效IPC(主分类):C02F 1/32申请日:20130806\|\|\|公开
IPC分类号：	C02F1/32; C02F1/72	主分类号：	C02F1/32
申请人：	上海银木电器制造有限公司
发明人：	吴宇哲; 吴小来
地址：	201500上海市金山区亭林镇亭虹路118号
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内容摘要

本发明公开一种基于UV光催化氧化的废水处理及回收利用工艺，包括以下步骤：a.用重铬酸钾法检测废水样的COD值，b.根据废水COD值确定催化剂的用量以及紫外线照射时间；c.加入催化剂，使催化剂与废水混合均匀；d.通入空气或者臭氧，e.通入UV光催化氧化反应装置中，用紫外线照射；f.检测液体的COD值，若COD值低于排放标准，进入步骤g；若COD值高于排放标准，返回步骤e重新反应；g.进行PH值调节，至pH值在6~9范围内；h.将处理后的废水排放。本发明工艺使污染物彻底无害化，分解效果更显著，实现了高浓度COD化工废水的批量处理。本工艺应用范围广，无二次污染，绿色环保，处理设备成本低。

权利要求书

权利要求书
1.  基于UV光催化氧化的废水处理及回收利用工艺，包括以下步骤：
a用重铬酸钾法检测废水样的COD值，并作记录；
b根据废水COD值确定催化剂的用量以及紫外线照射时间；
c在废水中通入储水槽，在储水槽中加入催化剂，使催化剂与废水混合均匀；
d将混合均匀的废水从储水槽中进入UV光催化氧化反应系统的主水管中，从主水管进入分水管道，在分水管道处，废水中被通入空气或者臭氧，混合了空气或者臭氧的废水从分水管道处进入反应装置；
e将混合入空气或者臭氧的废水通入UV光催化氧化反应装置中，用185nm ~254nm波段的紫外线照射，紫外线照射下氧气或者氧气的反应如下：

生成的OH·为强氧化剂，OH·在185nm ~254nm紫外线照射下和废水中的有机物产生如下反应：

从而将废水中的有机大分子的碳氢键、碳氧键断裂；有极大分子中碳连上的碳碳键也在吸收185nm ~254nm紫外线能量之后断裂，使有极大分子最后分解成生成二氧化碳和水；
f用重铬酸钾法检测步骤e中反应后的液体的COD值，若COD值低于排放标准，进入步骤g；若COD值高于排放标准，返回步骤e重新进行反应；
g将COD值合格的液体送入第二储水槽中，进行PH值调节，将PH值调整至PH值在6~9范围内；
h将处理后的废水从第二储水槽中排放。

2.  根据权利要求1所述的基于UV光催化氧化的废水处理及回收利用工艺，其特征在于，所述紫外线为185nm波长或者254nm波长的紫外线。

3.  权利要求1中的基于UV光催化氧化的废水处理及回收利用工艺专用的UV光催化氧化反应系统，其特征在于，包括反应装置、电气控制箱、储水槽、循环泵、空气泵，所述反应装置由若干反应器组组成，反应器组中相邻两个反应器之间首端或末端通过连接管连接，构成S型结构；各个反应器组S型结构的末端分别通过分水管道与主水管连接，反应器组S型结构的首端通过管道连接至储水槽，所述主水管上与分水管道相连接的位置均设有进气口，每个进气口都配有进气管，进气管一端头从进气口伸入主水管并到达分水管道中，进气管另一端与空气泵连接；每个进气管上都安装有开关阀，所述主水管另一端连接储水槽；主水管上还设有循环泵；所述循环泵、空气泵均与电气控制箱电连接。

说明书

说明书基于UV光催化氧化的废水处理及回收利用工艺
技术领域
本发明涉及一种用于工业废水处理领域的废水处理回收方法，具体涉及一种基于UV光催化氧化的废水处理及回收利用工艺。
背景技术
在工业废水中，一般含有无机物和有机物两种杂质，无机物的处理方法相对已经成熟，现有有机物的处理方法有活性炭吸附，氧化处理，膜处理法，离子交换树脂法，其中活性炭吸附这种方式有机物去除率一般为百分之二十到百分之六十，去除率较低，且需要使用大量活性炭。氧化处理是通过在在废水中添加氧化剂，有机物去除率跟这个氧化剂有关。膜处理法是通过具有选择透过性的生物膜来分离废水中的有机物，但是这种方式需要经常堵塞生物膜，需要定期更换，成本高。离子交换树脂方式适用于有机污染物不高的水净化处理的工艺。
其中氧化处理，主要包括空气湿式氧化法、临界水氧化法、光化学氧化法等。湿式空气氧化法是以空气为氧化剂，将水中的无机物和有机物通过氧化反应转化为无害的新物质，或者转化为容易从水中分离排除的形态，从而达到处理的目的。由于通常情况下氧气在水中的溶解度非常低，因而在常温常压下，这种氧化反应速度很慢，尤其是高浓度的污染物，利用空气中的氧气进行的氧化反应就更慢，需要借助各种辅助手段促进反应的进行，通常需要借助高温、高压和催化剂的作用，虽然该法可以降解几乎所有的有机物，但由于反应条件苛刻，对设备的要求很高，燃料消耗大，因而不适合大水量废水的处理。超临界水氧化法同样对于温度和湿度的要求高，不适合大水量废水的处理。光化学氧化法是在光的作用下进行化学反应，采用臭氧或过氧化氢作为氧化剂，在紫外线的照射下使污染物氧化分解，从而实现污水的处理。由于紫外线能量有限，该方法只能用于COD值较低的废水的处理，而不适用于高有机物污染废水的处理。
现我公司研发了一种基于UV光催化氧化的废水处理及回收利用工艺，能将污染物彻底无害化，它相对于传统的光催化氧化法，采用185nm ~254nm波段的紫外线照射，此波段的紫外线对有机物的氧化能力比传统任意波段紫外线照射氧化能力更强，效果更显著。
发明内容
针对上述情况，本发明提供一种基于UV光催化氧化的废水处理及回收利用工艺，采用UVC~UVD波段的紫外线照射，具体采用185nm ~254nm波段的紫外线照射，氧化能力更强，反应效果好。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
基于UV光催化氧化的废水处理及回收利用工艺，包括以下步骤：
a用重铬酸钾法检测废水样的COD值，并作记录；重铬酸钾法的操作为：在强酸性溶液中，用重铬酸钾将废水中的有机物氧化，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵溶液回滴，根据所消耗的重铬酸钾量算出水样中的化学需氧量，以氧的mg/L表示，得出废水样的COD值。除了使用重铬酸钾法检测COD值，也可以用与其测定结果一致的库仑滴定法或各种专用仪器（COD快速测定仪）测定。
COD值计算公式为：
COD=（V0-V1）×C×8×1000/V
式中： C——硫酸亚铁铵标准溶液浓度（mol/L）； V——水样体积（ml）； V0——滴定空白时消耗硫酸亚铁铵溶液体积（ml）； V1——滴定水样时消耗硫酸亚铁铵溶液体积（ml）。
b根据废水COD值确定催化剂的用量以及紫外线照射时间；所述催化剂为TiO2、CdS、V2O5。初定催化剂为TiO2；将废水COD浓度、催化剂浓度、反应时间作为影响因素做正交试验，根据正交试验得出各个影响因素对于COD除去率的影响程度大小为：反应时间＞废水COD浓度＞催化剂浓度。所以在根据COD值确定催化剂的用量以及紫外线照射时间时，同样COD值的情况下，优选延长紫外线照射时间提高COD除去率。
c将废水中通入储水槽，在储水槽中加入催化剂，使催化剂与废水混合均匀。
d将混合均匀的废水从储水槽中进入UV光催化氧化反应系统的主水管中，从主水管进入分水管道，在分水管道处，废水中被通入空气或者臭氧，混合了空气或者臭氧的废水从分水管道处进入反应装置。
所述的UV光催化氧化反应系统包括：包括反应装置、电气控制箱、储水槽、循环泵、空气泵，所述反应装置由若干反应器组组成，反应器组中相邻两个反应器之间首端或末端通过连接管连接，构成S型结构；各个反应器组S型结构的末端分别通过分水管道与主水管连接，反应器组S型结构的首端通过管道连接至储水槽，所述主水管上与分水管道相连接的位置均设有进气口，每个进气口都配有进气管，进气管一端头从进气口伸入主水管并到达分水管道中，进气管另一端与空气泵连接；每个进气管上都安装有开关阀，所述主水管另一端连接储水槽；主水管上还设有循环泵；所述循环泵、空气泵均与电气控制箱电连接。
所述每个反应器采用高硼硅玻璃制成，反应器两端中心位置均设有通孔，通孔中贯穿设置有石英玻璃管，石英玻璃管与通孔之间设有密封圈，石英玻璃管内安装有UV灯，UV灯两端的插脚分别通过电线与电气控制箱电连接。
e将进入反应装置的废水，用UVC~UVD波段的紫外线照射，最好采用185nm ~254nm波段的紫外线照射，优选的，采用185nm 或者254nm的紫外线照射；紫外线照射过程下空气中的氧气或者臭氧的反应如下：

生成的OH·为强氧化剂，OH·在185nm ~254nm紫外线照射下和废水中的有机物产生如下反应：

从而将废水中的有机大分子的碳氢键、碳氧键断裂；有极大分子中碳连上的碳碳键也在吸收185nm ~254nm紫外线能量之后断裂，使有极大分子最后分解成生成二氧化碳和水；

由试验得出废水COD浓度、催化剂浓度、等因素相同的条件下，采用185nm波长或者254nm波长的紫外线照射作为反应条件，比UVA~UVC波长的紫外线作为反应条件，在相同反应时间，废水流速的情况下，185nm波长/254nm波长的紫外线照射下废水COD除去率高于UVA~UVC波长的紫外线照射下废水的COD除去率。所以185nm波长或者254nm波长的紫外线为优选的反应条件。
f检测步骤e中反应后的液体的COD值，若COD值低于排放标准，进入步骤g；若COD值高于排放标准，返回步骤e重新进行反应；检测反应后的液体的COD值的方法采用重铬酸钾法，也可以用与其测定结果一致的库仑滴定法或各种专用仪器（COD快速测定仪）测定。
g将COD值合格的液体送入第二储水槽中，进行PH值调节，将PH值调整至PH值在6~9范围内；
其具体步骤为：1）用PH试纸检测COD值合格的液体PH值；
2）检测到的PH值为酸性即加碱中和；检测到的PH值为碱性即加酸中和，至液体PH值在6~9范围内。
h将处理后的废水从第二储水槽中排放。
本发明的优点是：能将废水分解为二氧化碳和水，使污染物彻底无害化，它相对于传统的光催化氧化法，采用185nm ~254nm波段的紫外线照射，此波段的紫外线对有机物的氧化能力比传统任意波段紫外线照射氧化能力更强，效果更显著，实现了高浓度COD、含醇类苯类及含酚氰的化工废水的批量处理。本工艺可以应用在造纸、印染、电镀、医药、化工、城市污水、苯胺化工废水的处理，应用范围广。本工艺无二次污染，绿色环保，处理设备成本低，步骤简便易行。
附图说明
图1为本发明一实施例的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例:一：
参见图1，当废水经过无机物处理，无重金属离子时，本发明包括以下步骤：
1.用重铬酸钾法检测废水样的COD值，并作记录；重铬酸钾法的操作为：在强酸性溶液中，用重铬酸钾将废水中的有机物氧化，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵溶液回滴，根据所消耗的重铬酸钾量算出水样中的化学需氧量，以氧的mg/L表示，得出废水样的COD值。除了使用重铬酸钾法检测COD值，也可以用与其测定结果一致的库仑滴定法或各种专用仪器（COD快速测定仪）测定。
COD值计算公式为：
COD=（V0-V1）×C×8×1000/V
式中： C——硫酸亚铁铵标准溶液浓度（mol/L）； V——水样体积（ml）； V0——滴定空白时消耗硫酸亚铁铵溶液体积（ml）； V1——滴定水样时消耗硫酸亚铁铵溶液体积（ml）。
2. 根据废水COD值确定催化剂的用量以及紫外线照射时间；所述催化剂为TiO2、CdS、V2O5。初定催化剂为TiO2；将废水COD浓度、催化剂浓度、反应时间作为影响因素做正交试验，根据正交试验得出各个影响因素对于COD除去率的影响程度大小为：反应时间＞废水COD浓度＞催化剂浓度。所以在根据COD值确定催化剂的用量以及紫外线照射时间时，同样COD值的情况下，优选延长紫外线照射时间提高COD出除去率。
3.将废水中通入储水槽，在储水槽中加入催化剂，使催化剂与废水混合均匀。
4. 将混合均匀的废水从储水槽中进入UV光催化氧化反应系统的主水管中，从主水管进入分水管道，在分水管道处，废水中被通入空气或者臭氧，混合了空气或者臭氧的废水从分水管道处进入反应装置。
所述的UV光催化氧化反应系统包括：包括反应装置、电气控制箱、储水槽、循环泵、空气泵，所述反应装置由若干反应器组组成，反应器组中相邻两个反应器之间首端或末端通过连接管连接，构成S型结构；各个反应器组S型结构的末端分别通过分水管道与主水管连接，反应器组S型结构的首端通过管道连接至储水槽，所述主水管上与分水管道相连接的位置均设有进气口，每个进气口都配有进气管，进气管一端头从进气口伸入主水管并到达分水管道中，进气管另一端与空气泵连接；每个进气管上都安装有开关阀，所述主水管另一端连接储水槽；主水管上还设有循环泵；所述循环泵、空气泵均与电气控制箱电连接。
所述每个反应器采用高硼硅玻璃制成，反应器两端中心位置均设有通孔，通孔中贯穿设置有石英玻璃管，石英玻璃管与通孔之间设有密封圈，石英玻璃管内安装有UV灯，UV灯两端的插脚分别通过电线与电气控制箱电连接。
5. 将进入反应装置的废水，用UVC~UVD波段的紫外线照射，最好采用185nm ~254nm波段的紫外线照射，优选的，采用185nm 或者254nm的紫外线照射；紫外线照射过程下空气中的氧气或者臭氧的反应如下：

生成的OH·为强氧化剂，OH·在185nm ~254nm紫外线照射下和废水中的有机物产生如下反应：

从而将废水中的有机大分子的碳氢键、碳氧键断裂；有极大分子中碳连上的碳碳键也在吸收185nm ~254nm紫外线能量之后断裂，使有极大分子最后分解成生成二氧化碳和水；

由试验得出废水COD浓度、催化剂浓度、等因素相同的条件下，采用185nm波长或者254nm波长的紫外线照射作为反应条件，比UVA~UVC波长的紫外线作为反应条件，在相同反应时间，废水流速的情况下，185nm波长/254nm波长的紫外线照射下废水COD除去率高于UVA~UVC波长的紫外线照射下废水的COD除去率。所以185nm波长或者254nm波长的紫外线为优选的反应条件。
6. 检测步骤e中反应后的液体的COD值，若COD值低于排放标准，进入步骤g；若COD值高于排放标准，返回步骤e重新进行反应；检测反应后的液体的COD值的方法采用重铬酸钾法，也可以用与其测定结果一致的库仑滴定法或各种专用仪器（COD快速测定仪）测定。
7. 将COD值合格的液体送入第二储水槽中，进行PH值调节，将PH值调整至PH值在6~9范围内；
其具体步骤为：
1）用PH试纸检测COD值合格的液体PH值；
2）检测到的PH值为酸性即加碱中和；检测到的PH值为碱性即加酸中和，至液体PH值在6~9范围内。
8.将处理后的废水从第二储水槽中排放。
实施例二：
当废水中含有重金属离子时，本发明包括以下步骤：
1.检测废水中重金属离子成分以及含量和COD值，并分别作出记录；
2. 根据废水COD值确定催化剂的用量以及紫外线照射时间；所述催化剂为TiO2、CdS、V2O5。
3根据重金属离子成分以及含量确定置换反应剂的成分和用量。
4.将废水中通入储水槽，在储水槽中加入催化剂，使催化剂与废水混合均匀；。
5.将混合均匀的废水中通入空气或者臭氧；其反应装置与实施例一中步骤4的UV光催化氧化反应系统相同。
6. 将进入反应装置的废水，用UVC~UVD波段的紫外线照射，最好采用185nm ~254nm波段的紫外线照射，优选的，采用185nm 或者254nm的紫外线照射；紫外线照射过程下空气中的氧气或者臭氧的反应如下：

生成的OH·为强氧化剂，OH·在185nm ~254nm紫外线照射下和废水中的有机物产生如下反应：

从而将废水中的有机大分子的碳氢键、碳氧键断裂；有极大分子中碳连上的碳碳键也在吸收185nm ~254nm紫外线能量之后断裂，使有极大分子最后分解成生成二氧化碳和水。
7.检测步骤6中反应后的液体的COD值，若COD值低于排放标准，进入步骤8；若COD值高于排放标准，返回步骤6重新进行反应；其中检测液体的COD值的方法与实施例一的方法相同。
8. 将COD值合格的液体送入第二储水槽中，添加反应剂，通过置换反应，使液体中的重金属离子与反应剂絮凝、沉淀。其中的反应剂根据废水中的重金属离子具体确定。
9.将步骤8反应后的液体进行PH值调节，将PH值调整至PH值在6~9范围内；调节PH值的步骤与实施例一中调节PH值步骤相同。
10.将处理后的废水从第二储水槽中排放。
实施例三：
在实施例二中，步骤8除重金属离子与步骤6中UV光催化氧化除有机物可以互换，先除废水中的重金属离子之后，再除有机物。可以避免实施例二中，步骤6除有机物时，重金属离子也会吸收部分紫外线能量的情况，避免了紫外线能量的浪费，提高了能源利用率，提高了分解效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

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1、(10)申请公布号 CN 104341022 A (43)申请公布日 2015.02.11 CN 104341022 A (21)申请号 201310338803.3 (22)申请日 2013.08.06 C02F 1/32(2006.01) C02F 1/72(2006.01) (71)申请人上海银木电器制造有限公司地址 201500 上海市金山区亭林镇亭虹路 118 号 (72)发明人吴宇哲吴小来 (54) 发明名称基于 UV 光催化氧化的废水处理及回收利用工艺 (57) 摘要本发明公开一种基于 UV 光催化氧化的废水处理及回收利用工艺，包括以下步骤： a. 用重铬酸。

2、钾法检测废水样的 COD 值， b. 根据废水 COD 值确定催化剂的用量以及紫外线照射时间； c. 加入催化剂，使催化剂与废水混合均匀； d. 通入空气或者臭氧， e. 通入 UV 光催化氧化反应装置中，用紫外线照射； f.检测液体的COD值，若COD值低于排放标准，进入步骤g ；若COD值高于排放标准，返回步骤 e 重新反应； g. 进行 PH 值调节，至 pH 值在 69范围内； h.将处理后的废水排放。本发明工艺使污染物彻底无害化，分解效果更显著，实现了高浓度 COD 化工废水的批量处理。本工艺应用范围广，无二次污染，绿色环保，处理。

3、设备成本低。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页说明书 7 页附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书2页说明书7页附图1页 (10)申请公布号 CN 104341022 A CN 104341022 A 1/2 页 2 1. 基于 UV 光催化氧化的废水处理及回收利用工艺，包括以下步骤： a 用重铬酸钾法检测废水样的 COD 值，并作记录； b 根据废水 COD 值确定催化剂的用量以及紫外线照射时间； c 在废水中通入储水槽，在储水槽中加入催化剂，使催化剂与废水混合均匀； d 将混合均匀的废水从储水槽中进入 UV 光。

4、催化氧化反应系统的主水管中，从主水管进入分水管道，在分水管道处，废水中被通入空气或者臭氧，混合了空气或者臭氧的废水从分水管道处进入反应装置； e将混合入空气或者臭氧的废水通入UV光催化氧化反应装置中，用185nm 254nm波段的紫外线照射，紫外线照射下氧气或者氧气的反应如下：生成的 OH为强氧化剂， OH在 185nm 254nm 紫外线照射下和废水中的有机物产生如下反应：从而将废水中的有机大分子的碳氢键、碳氧键断裂；有极大分子中碳连上的碳碳键也在吸收 185nm 254nm 紫外线能量之后断裂，使有极大分子最后分解成生成二氧化碳和水； f 用重铬酸。

5、钾法检测步骤 e 中反应后的液体的 COD 值，若 COD 值低于排放标准，进入步骤 g ；若 COD 值高于排放标准，返回步骤 e 重新进行反应； g 将 COD 值合格的液体送入第二储水槽中，进行 PH 值调节，将 PH 值调整至 PH 值在 69 范围内； h 将处理后的废水从第二储水槽中排放。 2. 根据权利要求 1 所述的基于 UV 光催化氧化的废水处理及回收利用工艺，其特征在于，所述紫外线为 185nm 波长或者 254nm 波长的紫外线。 3. 权利要求 1 中的基于 UV 光催化氧化的废水处理及回收利用工艺专用的 UV 光催化氧化反应系统，其特征在于。

6、，包括反应装置、电气控制箱、储水槽、循环泵、空气泵，所述反应装置由若干反应器组组成，反应器组中相邻两个反应器之间首端或末端通过连接管连接，构成 S 型结构；各个反应器组 S 型结构的末端分别通过分水管道与主水管连接，反应器组 S 型结构的首端通过管道连接至储水槽，所述主水管上与分水管道相连接的位置均设有进权利要求书 CN 104341022 A 2 2/2 页 3 气口，每个进气口都配有进气管，进气管一端头从进气口伸入主水管并到达分水管道中，进气管另一端与空气泵连接；每个进气管上都安装有开关阀，所述主水管另一端连接储水槽；主水管上还设有循环。

7、泵；所述循环泵、空气泵均与电气控制箱电连接。权利要求书 CN 104341022 A 3 1/7 页 4 基于 UV 光催化氧化的废水处理及回收利用工艺技术领域 0001 本发明涉及一种用于工业废水处理领域的废水处理回收方法，具体涉及一种基于 UV 光催化氧化的废水处理及回收利用工艺。背景技术 0002 在工业废水中，一般含有无机物和有机物两种杂质，无机物的处理方法相对已经成熟，现有有机物的处理方法有活性炭吸附，氧化处理，膜处理法，离子交换树脂法，其中活性炭吸附这种方式有机物去除率一般为百分之二十到百分之六十，去除率较低，且需要使用大量活性炭。氧。

8、化处理是通过在在废水中添加氧化剂，有机物去除率跟这个氧化剂有关。膜处理法是通过具有选择透过性的生物膜来分离废水中的有机物，但是这种方式需要经常堵塞生物膜，需要定期更换，成本高。离子交换树脂方式适用于有机污染物不高的水净化处理的工艺。 0003 其中氧化处理，主要包括空气湿式氧化法、临界水氧化法、光化学氧化法等。湿式空气氧化法是以空气为氧化剂，将水中的无机物和有机物通过氧化反应转化为无害的新物质，或者转化为容易从水中分离排除的形态，从而达到处理的目的。由于通常情况下氧气在水中的溶解度非常低，因而在常温常压下，这种氧化反应速度很慢，尤其是高浓度的污染物，。

9、利用空气中的氧气进行的氧化反应就更慢，需要借助各种辅助手段促进反应的进行，通常需要借助高温、高压和催化剂的作用，虽然该法可以降解几乎所有的有机物，但由于反应条件苛刻，对设备的要求很高，燃料消耗大，因而不适合大水量废水的处理。超临界水氧化法同样对于温度和湿度的要求高，不适合大水量废水的处理。光化学氧化法是在光的作用下进行化学反应，采用臭氧或过氧化氢作为氧化剂，在紫外线的照射下使污染物氧化分解，从而实现污水的处理。由于紫外线能量有限，该方法只能用于 COD 值较低的废水的处理，而不适用于高有机物污染废水的处理。 0004 现我公司研发了一种基于 UV 光催化氧。

10、化的废水处理及回收利用工艺，能将污染物彻底无害化，它相对于传统的光催化氧化法，采用185nm 254nm波段的紫外线照射，此波段的紫外线对有机物的氧化能力比传统任意波段紫外线照射氧化能力更强，效果更显著。发明内容 0005 针对上述情况，本发明提供一种基于 UV 光催化氧化的废水处理及回收利用工艺，采用 UVCUVD 波段的紫外线照射，具体采用 185nm 254nm 波段的紫外线照射，氧化能力更强，反应效果好。 0006 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：基于 UV 光催化氧化的废水处理及回收利用工艺，包括以下步骤： a 用重铬酸钾法检测废水样的。

11、COD 值，并作记录；重铬酸钾法的操作为：在强酸性溶液中，用重铬酸钾将废水中的有机物氧化，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵溶液回滴，根据所消耗的重铬酸钾量算出水样中的化学需氧量，以氧的 mg/L 表示，得出说明书 CN 104341022 A 4 2/7 页 5 废水样的 COD 值。除了使用重铬酸钾法检测 COD 值，也可以用与其测定结果一致的库仑滴定法或各种专用仪器（COD 快速测定仪）测定。 0007 COD 值计算公式为： COD=（V0-V1） C81000/V 式中： C硫酸亚铁铵标准溶液浓度（mol/L）； V水样体积。

12、（ml）； V0滴定空白时消耗硫酸亚铁铵溶液体积（ml）； V1滴定水样时消耗硫酸亚铁铵溶液体积（ml）。 0008 b 根据废水 COD 值确定催化剂的用量以及紫外线照射时间；所述催化剂为 TiO2、 CdS、 V2O5。初定催化剂为 TiO2 ；将废水 COD 浓度、催化剂浓度、反应时间作为影响因素做正交试验，根据正交试验得出各个影响因素对于 COD 除去率的影响程度大小为：反应时间废水COD浓度催化剂浓度。所以在根据COD值确定催化剂的用量以及紫外线照射时间时，同样 COD 值的情况下，优选延长紫外线照射时间提高 COD 除去率。 0009 c 将。

13、废水中通入储水槽，在储水槽中加入催化剂，使催化剂与废水混合均匀。 0010 d 将混合均匀的废水从储水槽中进入 UV 光催化氧化反应系统的主水管中，从主水管进入分水管道，在分水管道处，废水中被通入空气或者臭氧，混合了空气或者臭氧的废水从分水管道处进入反应装置。 0011 所述的 UV 光催化氧化反应系统包括：包括反应装置、电气控制箱、储水槽、循环泵、空气泵，所述反应装置由若干反应器组组成，反应器组中相邻两个反应器之间首端或末端通过连接管连接，构成S型结构；各个反应器组S型结构的末端分别通过分水管道与主水管连接，反应器组 S 型结构的首端通过管道连接。

14、至储水槽，所述主水管上与分水管道相连接的位置均设有进气口，每个进气口都配有进气管，进气管一端头从进气口伸入主水管并到达分水管道中，进气管另一端与空气泵连接；每个进气管上都安装有开关阀，所述主水管另一端连接储水槽；主水管上还设有循环泵；所述循环泵、空气泵均与电气控制箱电连接。 0012 所述每个反应器采用高硼硅玻璃制成，反应器两端中心位置均设有通孔，通孔中贯穿设置有石英玻璃管，石英玻璃管与通孔之间设有密封圈，石英玻璃管内安装有 UV 灯， UV 灯两端的插脚分别通过电线与电气控制箱电连接。 0013 e将进入反应装置的废水，用UVCUVD波段的紫外线照射。

15、，最好采用185nm 254nm 波段的紫外线照射，优选的，采用 185nm 或者 254nm 的紫外线照射；紫外线照射过程下空气中的氧气或者臭氧的反应如下：生成的 OH为强氧化剂， OH在 185nm 254nm 紫外线照射下和废水中的有机物产生如下反应：说明书 CN 104341022 A 5 3/7 页 6 从而将废水中的有机大分子的碳氢键、碳氧键断裂；有极大分子中碳连上的碳碳键也在吸收 185nm 254nm 紫外线能量之后断裂，使有极大分子最后分解成生成二氧化碳和水；由试验得出废水 COD 浓度、催化剂浓度、等因素相同的条件下，采用 18。

16、5nm 波长或者 254nm 波长的紫外线照射作为反应条件，比 UVAUVC 波长的紫外线作为反应条件，在相同反应时间，废水流速的情况下， 185nm 波长 /254nm 波长的紫外线照射下废水 COD 除去率高于 UVAUVC 波长的紫外线照射下废水的 COD 除去率。所以 185nm 波长或者 254nm 波长的紫外线为优选的反应条件。 0014 f 检测步骤 e 中反应后的液体的 COD 值，若 COD 值低于排放标准，进入步骤 g ；若 COD 值高于排放标准，返回步骤 e 重新进行反应；检测反应后的液体的 COD 值的方法采用重铬酸钾法，也可以用与其测定结果。

17、一致的库仑滴定法或各种专用仪器（COD 快速测定仪）测定。 0015 g将COD值合格的液体送入第二储水槽中，进行PH值调节，将PH值调整至PH值在 69 范围内；其具体步骤为： 1）用 PH 试纸检测 COD 值合格的液体 PH 值； 2）检测到的 PH 值为酸性即加碱中和；检测到的 PH 值为碱性即加酸中和，至液体 PH 值在 69 范围内。 0016 h 将处理后的废水从第二储水槽中排放。 0017 本发明的优点是：能将废水分解为二氧化碳和水，使污染物彻底无害化，它相对于传统的光催化氧化法，采用 185nm 254nm 波段的紫外线照射，此波段。

18、的紫外线对有机物的氧化能力比传统任意波段紫外线照射氧化能力更强，效果更显著，实现了高浓度 COD、含醇类苯类及含酚氰的化工废水的批量处理。本工艺可以应用在造纸、印染、电镀、医药、化工、城市污水、苯胺化工废水的处理，应用范围广。本工艺无二次污染，绿色环保，处理设备成本低，步骤简便易行。说明书 CN 104341022 A 6 4/7 页 7 附图说明 0018 图 1 为本发明一实施例的工艺流程图。具体实施方式 0019 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。 0020 实施例 :。

19、一：参见图 1，当废水经过无机物处理，无重金属离子时，本发明包括以下步骤： 1.用重铬酸钾法检测废水样的COD值，并作记录；重铬酸钾法的操作为：在强酸性溶液中，用重铬酸钾将废水中的有机物氧化，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵溶液回滴，根据所消耗的重铬酸钾量算出水样中的化学需氧量，以氧的 mg/L 表示，得出废水样的 COD 值。除了使用重铬酸钾法检测 COD 值，也可以用与其测定结果一致的库仑滴定法或各种专用仪器（COD 快速测定仪）测定。 0021 COD 值计算公式为： COD=（V0-V1） C81000/V 式中： C。

20、硫酸亚铁铵标准溶液浓度（mol/L）； V水样体积（ml）； V0滴定空白时消耗硫酸亚铁铵溶液体积（ml）； V1滴定水样时消耗硫酸亚铁铵溶液体积（ml）。 0022 2. 根据废水 COD 值确定催化剂的用量以及紫外线照射时间；所述催化剂为 TiO2、 CdS、 V2O5。初定催化剂为 TiO2 ；将废水 COD 浓度、催化剂浓度、反应时间作为影响因素做正交试验，根据正交试验得出各个影响因素对于 COD 除去率的影响程度大小为：反应时间废水COD浓度催化剂浓度。所以在根据COD值确定催化剂的用量以及紫外线照射时间时，同样 COD 值的情况下，优选延。

21、长紫外线照射时间提高 COD 出除去率。 0023 3. 将废水中通入储水槽，在储水槽中加入催化剂，使催化剂与废水混合均匀。 0024 4. 将混合均匀的废水从储水槽中进入 UV 光催化氧化反应系统的主水管中，从主水管进入分水管道，在分水管道处，废水中被通入空气或者臭氧，混合了空气或者臭氧的废水从分水管道处进入反应装置。 0025 所述的 UV 光催化氧化反应系统包括：包括反应装置、电气控制箱、储水槽、循环泵、空气泵，所述反应装置由若干反应器组组成，反应器组中相邻两个反应器之间首端或末端通过连接管连接，构成S型结构；各个反应器组S型结构的末端分别通过分。

22、水管道与主水管连接，反应器组 S 型结构的首端通过管道连接至储水槽，所述主水管上与分水管道相连接的位置均设有进气口，每个进气口都配有进气管，进气管一端头从进气口伸入主水管并到达分水管道中，进气管另一端与空气泵连接；每个进气管上都安装有开关阀，所述主水管另一端连接储水槽；主水管上还设有循环泵；所述循环泵、空气泵均与电气控制箱电连接。 0026 所述每个反应器采用高硼硅玻璃制成，反应器两端中心位置均设有通孔，通孔中贯穿设置有石英玻璃管，石英玻璃管与通孔之间设有密封圈，石英玻璃管内安装有 UV 灯， UV 灯两端的插脚分别通过电线与电气控制箱电连接。 00。

23、27 5. 将进入反应装置的废水，用 UVCUVD 波段的紫外线照射，最好采用 185nm 254nm波段的紫外线照射，优选的，采用185nm 或者254nm的紫外线照射；紫外线照射过程下空气中的氧气或者臭氧的反应如下：说明书 CN 104341022 A 7 5/7 页 8 生成的 OH为强氧化剂， OH在 185nm 254nm 紫外线照射下和废水中的有机物产生如下反应：从而将废水中的有机大分子的碳氢键、碳氧键断裂；有极大分子中碳连上的碳碳键也在吸收 185nm 254nm 紫外线能量之后断裂，使有极大分子最后分解成生成二氧化碳和水；由试验得出废水。

24、 COD 浓度、催化剂浓度、等因素相同的条件下，采用 185nm 波长或者 254nm 波长的紫外线照射作为反应条件，比 UVAUVC 波长的紫外线作为反应条件，在相同反应时间，废水流速的情况下， 185nm 波长 /254nm 波长的紫外线照射下废水 COD 除去率高于 UVAUVC 波长的紫外线照射下废水的 COD 除去率。所以 185nm 波长或者 254nm 波长的紫外线为优选的反应条件。 0028 6. 检测步骤 e 中反应后的液体的 COD 值，若 COD 值低于排放标准，进入步骤 g ；若 COD 值高于排放标准，返回步骤 e 重新进行反应；检测反应后。

25、的液体的 COD 值的方法采用重铬酸钾法，也可以用与其测定结果一致的库仑滴定法或各种专用仪器（COD 快速测定仪）测定。 0029 7. 将 COD 值合格的液体送入第二储水槽中，进行 PH 值调节，将 PH 值调整至 PH 值在 69 范围内；其具体步骤为： 1）用 PH 试纸检测 COD 值合格的液体 PH 值； 2）检测到的 PH 值为酸性即加碱中和；检测到的 PH 值为碱性即加酸中和，至液体 PH 值说明书 CN 104341022 A 8 6/7 页 9 在 69 范围内。 0030 8. 将处理后的废水从第二储水槽中排放。 0031 实施例二。

26、：当废水中含有重金属离子时，本发明包括以下步骤： 1. 检测废水中重金属离子成分以及含量和 COD 值，并分别作出记录； 2. 根据废水 COD 值确定催化剂的用量以及紫外线照射时间；所述催化剂为 TiO2、 CdS、 V2O5。 0032 3 根据重金属离子成分以及含量确定置换反应剂的成分和用量。 0033 4. 将废水中通入储水槽，在储水槽中加入催化剂，使催化剂与废水混合均匀；。 0034 5.将混合均匀的废水中通入空气或者臭氧；其反应装置与实施例一中步骤4的UV 光催化氧化反应系统相同。 0035 6. 将进入反应装置的废水，用 UVCUVD 波段的紫外线照。

27、射，最好采用 185nm 254nm波段的紫外线照射，优选的，采用185nm 或者254nm的紫外线照射；紫外线照射过程下空气中的氧气或者臭氧的反应如下：生成的 OH为强氧化剂， OH在 185nm 254nm 紫外线照射下和废水中的有机物产生如下反应：从而将废水中的有机大分子的碳氢键、碳氧键断裂；有极大分子中碳连上的碳碳键也在吸收 185nm 254nm 紫外线能量之后断裂，使有极大分子最后分解成生成二氧化碳和水。 0036 7. 检测步骤 6 中反应后的液体的 COD 值，若 COD 值低于排放标准，进入步骤 8 ；若 COD 值高于排放标准，返回步。

28、骤 6 重新进行反应；其中检测液体的 COD 值的方法与实施例一的方法相同。 0037 8. 将 COD 值合格的液体送入第二储水槽中，添加反应剂，通过置换反应，使液体中的重金属离子与反应剂絮凝、沉淀。其中的反应剂根据废水中的重金属离子具体确定。 0038 9. 将步骤 8 反应后的液体进行 PH 值调节，将 PH 值调整至 PH 值在 69 范围内；调节 PH 值的步骤与实施例一中调节 PH 值步骤相同。说明书 CN 104341022 A 9 7/7 页 10 0039 10. 将处理后的废水从第二储水槽中排放。 0040 实施例三：在实施例二中，步骤。

29、8 除重金属离子与步骤 6 中 UV 光催化氧化除有机物可以互换，先除废水中的重金属离子之后，再除有机物。可以避免实施例二中，步骤 6 除有机物时，重金属离子也会吸收部分紫外线能量的情况，避免了紫外线能量的浪费，提高了能源利用率，提高了分解效率。 0041 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。说明书 CN 104341022 A 10 1/1 页 11 图 1 说明书附图 CN 104341022 A 11 。

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