一种类芬顿氧化技术雨水净化回收装置及其处理方法

本发明涉及雨水回收领域，尤其是一种类芬顿氧化技术雨水净化回收装置及其处理方法。

背景技术：

1、雨水径流污染是导致黑臭水体的重要原因之一。随着城市化进程的加快，不透水路面不断扩张，雨水无法渗透，增加了径流的数量与速度，使由于人为活动、工业、交通等所导致的地表污染物随径流雨水冲刷至收纳水体，对水环境和人类健康带来了威胁。目前常见的雨水径流污染控制设施有：沉淀池、湿地系统、雨水花园等，主要通过去除悬浮物、生物净化等作用来达到控制污染的目的。有机物污染是雨水径流中重要的污染问题，特别是持续性有机污染物，例如石油烃、农药类等，传统的雨水径流控制设施很难将其完全去除。

2、高级氧化法在处理有机物方面具有很大潜力，通过光能、电能、热能、化学能等激发产生具有强氧化能力的自由基，使大分子有机物氧化为小分子物质或直接矿化，具有降解完全、速度快、二次污染小等优点。常应用的高级氧化方法包括：芬顿氧化法、类芬顿氧化法、电化学氧化法、臭氧氧化法、光催化氧化法等，电化学法具有高度的氧化效率和广泛的适用性，但设备成本相对较高，操作复杂，需要消耗一定的能量；臭氧氧化法是一种快速而有效的氧化技术，但臭氧氧化反应中产生的臭氧可能对环境和人体健康造成潜在风险；光催化氧化法效果优良，但不适用于阴雨天气，需要额外设置光源，增加能量消耗；芬顿法容易产生铁泥等沉淀物质，并且对酸碱度要求高；类芬顿法与上述几种方法相比，在能源消耗、环境友好方面具有一定优势，在雨水径流污染治理方面有很大发展潜力。

3、目前的类芬顿反应装置大多数用于处理工业废水、印染废水等污水处理当中，在雨水处理领域并没有过应用。并且现存的类芬顿反应装置大多采用搅拌装置或曝气装置混合药剂，必需依靠电力驱动，造成一定的能源消耗。

技术实现思路

1、发明目的：为了解决现有技术所存在的问题，本发明提供了一种类芬顿氧化技术雨水净化回收装置及其处理方法，不仅可以降解雨水中有机污染物，还实现了同时回收利用洁净雨水。

2、技术方案：为达到上述目的，本发明可采用如下技术方案：

3、一种类芬顿氧化技术雨水净化回收装置，包括雨水管道、加药分流箱、净化桶以及雨水桶；所述雨水管道竖直方向设置，直接连通至下方的加药分流箱，所述加药分流箱分别通过水平方向的第一管道和第二管道连通至两侧的雨水桶和净化桶，其中第一管道的设置水平高度高于第二管道的水平高度；所述雨水管道在加药分流箱的出口正下方底部设有加药器；所述净化桶下方通过阀门连通至吸附装置。

4、更进一步的，所述加药器为至少一个，具体为水平放置的注射器结构，内置氧化剂，包括端部的扇叶以及与扇叶连接并水平延伸的螺旋活塞轴；所述扇叶在雨水管道掉落的雨水重力冲刷下顺时针转动，带动螺旋活塞轴沿着水平方向的螺旋结构向前移动；所述加药器内的氧化剂慢慢被推出至加药分流箱内。所述加药器可按需求选用大小不一，轴径不同的加药装置，控制加药量。

5、更进一步的，所述加药分流箱底部设有可拆卸的底座支架，所述加药器固定在底座支架上。

6、更进一步的，所述氧化剂为pms试剂。

7、更进一步的，所述净化桶内设有载体。

8、更进一步的，所述载体为悬浮球。

9、更进一步的，所述雨水桶上方设有溢流口，底部侧面设有出水阀门。

10、更进一步的，所述吸附装置内填装有吸附剂，所述吸附剂为zro(oh)2。

11、更进一步的，所述吸附装置的通量为0.5～3m3/h。

12、当采用均相催化氧化法时，加药器为两个，一个加装氧化剂，另一个加装催化剂，二者皆为液体，载体无需承载其他药剂；

13、当采用非均相催化氧化法时加药器为一个，加装液体氧化剂，载体内负载固体催化剂。

14、上述类芬顿氧化技术雨水净化回收装置的处理方法，包括如下步骤：

15、(1)雨水径流经雨水管道流入加药分流箱，雨水的重力冲刷使加药器上的扇叶顺时针转动，加药器上的螺旋活塞轴沿着螺旋结构方向水平向前移动，加药器桶内氧化剂慢慢被推出，与雨水混合并随雨水通过第二管道流入净化桶；

16、(2)随水流进入，净化桶内的载体悬浮球上下浮动，使雨水和药剂充分混合，使雨水中的有机污染物充分降解；净化桶装满雨水后，加药分流箱水位上升，逐渐淹没加药器，加药器扇叶不再转动，停止加药，雨水通过第一管道流入雨水桶，直接收集利用，用于冲厕或灌溉；雨量较大时，雨水桶装满，雨水从溢流口流出；

17、(3)待雨停，净化桶内反应结束，控制阀门使水流经吸附装置，吸附氧化剂产生的离子或自由基，避免二次污染的产生，净化后的雨水直接排放或收集利用；降雨时控制阀门随时出水以控制吸附装置的通量；

18、(4)净化桶除降解雨水中的cod外，同时储存部分雨水颗粒物，截留部分重金属，待更换药剂时一并清理。

19、有益效果：本发明具有以下优点：1)本装置结构简单，建造成本小；对雨水进行回收再利用，一定程度上避免了水资源浪费；2)本装置通过雨水自身重力作用启动加药装置，利用水力作用使悬浮球运动混合药剂，避免了使用动力装置，无任何其他能源消耗；通过水位变化控制加药，无需人工监测；通过管道位置不同分离初期雨水和后期洁净雨水，催化氧化过程只针对污染严重的初期雨水，节约药剂使用量。3)本装置同时适用于均相催化氧化和非均相催化氧化的方式，适用于多种催化体系，氧化剂、催化剂、吸附剂等选择种类不单一，可根据地区污染物特征适当选择，灵活性强；4)本发明的装置对氧化剂释放的盐类物质进行吸附回收，避免了给受纳水体带来的二次污染；氧化剂多采用pms试剂，对反应条件要求不高，速度快，处理物质种类多，环境友好；不仅可以控制径流中的有机污染物，但同时可以通过截留颗粒物控制重金属污染。(5)本装置采用由上向下的进水方法，依靠雨水的天然重力作用，进行加药和混合，解决了能源消耗的问题。

技术特征：

1.一种类芬顿氧化技术雨水净化回收装置，其特征在于包括雨水管道、加药分流箱、净化桶以及雨水桶；所述雨水管道竖直方向设置，直接连通至下方的加药分流箱，所述加药分流箱分别通过水平方向的第一管道和第二管道连通至两侧的雨水桶和净化桶，其中第一管道的设置水平高度高于第二管道的水平高度；所述雨水管道在加药分流箱的出口正下方底部设有加药器；所述净化桶下方通过阀门连通至吸附装置。

2.根据权利要求1所述的类芬顿氧化技术雨水净化回收装置，其特征在于：所述加药器为至少一个，具体为水平放置的注射器结构，内置氧化剂，包括端部的扇叶以及与扇叶连接并水平延伸的螺旋活塞轴；所述扇叶在雨水管道掉落的雨水重力冲刷下顺时针转动，带动螺旋活塞轴沿着水平方向的螺旋结构向前移动；所述加药器内的氧化剂慢慢被推出至加药分流箱内。

3.根据权利要求2所述的类芬顿氧化技术雨水净化回收装置，其特征在于：所述加药分流箱底部设有可拆卸的底座支架，所述加药器固定在底座支架上。

4.根据权利要求2所述的类芬顿氧化技术雨水净化回收装置，其特征在于：所述氧化剂为pms试剂。

5.根据权利要求1所述的类芬顿氧化技术雨水净化回收装置，其特征在于：所述净化桶内设有载体。

6.根据权利要求5所述的类芬顿氧化技术雨水净化回收装置，其特征在于：所述载体为悬浮球。

7.根据权利要求1所述的类芬顿氧化技术雨水净化回收装置，其特征在于：所述雨水桶上方设有溢流口，底部侧面设有出水阀门。

8.根据权利要求1所述的类芬顿氧化技术雨水净化回收装置，其特征在于：所述吸附装置内填装有吸附剂，所述吸附剂为zro(oh)2。

9.根据权利要求1所述的类芬顿氧化技术雨水净化回收装置，其特征在于：所述吸附装置的通量为0.5～3m3/h。

10.一种权利要求1-9任一项所述的类芬顿氧化技术雨水净化回收装置的处理方法，其特征在于包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种类芬顿氧化技术雨水净化回收装置及其处理方法，包括雨水管道、加药分流箱、净化桶以及雨水桶；所述雨水管道竖直方向设置，直接连通至下方的加药分流箱，所述加药分流箱分别通过水平方向的第一管道和第二管道连通至两侧的雨水桶和净化桶，其中第一管道的设置水平高度高于第二管道的水平高度；所述雨水管道在加药分流箱的出口正下方底部设有加药器；所述净化桶下方通过阀门连通至吸附装置。本装置结构简单，建造成本小；对雨水进行回收再利用，一定程度上避免了水资源浪费；且同时适用于均相催化氧化和非均相催化氧化的方式，适用于多种催化体系，不仅可以控制径流中的有机污染物，同时还可以通过截留颗粒物控制重金属污染。

技术研发人员：武利园,姜媛媛,李桄仪,张世政,保雨欣,王昱皓,李海燕
受保护的技术使用者：北京建筑大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16