申请日2016.06.20
公开(公告)日2016.09.28
IPC分类号C02F1/30; C02F1/72; C02F101/38
摘要
本发明公开了一种降解污水中苯胺的处理方法及装置。所述方法具体为：将苯胺待处理溶液置于水箱中，通过微气泡发生器，产生具有大量微纳米气泡的气水混合物;形成气水混合物后的待处理水进入反应器，进行放电处理即可。处理装置包括微气泡发生器，微气泡发生器上设有微气泡进气口、微气泡进水口、微气泡出水口，微气泡出水口与反应器的反应器进水口连接，反应器的反应器出水口、微气泡进水口与水箱连通，反应器与低温等离子体电源连接。本发明有机结合了微气泡技术和低温等离子双介质阻挡放电技术，有效的降解污水中苯胺等污染物质，降解率可达60%，而且可以实现连续流处理。
摘要附图
权利要求书
1.一种降解污水中苯胺的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：将浓度为5～20mg/L的苯胺待处理溶液置于水箱中，通过进气量为40mL/min，出水压力为0.6Mpa的微气泡发生器，产生具有大量微纳米气泡的气水混合物;
步骤2)：形成气水混合物后的待处理水进入反应器，进行放电处理即可。
2.如权利要求1所述的降解污水中苯胺的处理方法，其特征在于，所述步骤2)中反应器为螺旋式管状反应器，反应器内流速为8～10mL/s。
3.如权利要求1所述的降解污水中苯胺的处理方法，其特征在于，所述步骤2)中放电处理具体为：调节低温等离子体放电电源至40～50kV、0.5～0.7A，放电处理1h。
4.一种降解污水中苯胺的处理装置，其特征在于，包括微气泡发生器(10)，微气泡发生器(10)上设有微气泡进气口(12)、微气泡进水口(9)、微气泡出水口(8)，微气泡出水口(8)与反应器(6)的反应器进水口(7)连接，反应器(6)的反应器出水口(5)、微气泡进水口(9)与水箱(11)连通，反应器(6)与低温等离子体电源(1)连接。
5.如权利要求4所述的降解污水中苯胺的处理装置，其特征在于，所述低温等离子体电源(1)上设有调压器(2)。
6.如权利要求4所述的降解污水中苯胺的处理装置，其特征在于，所述反应器(6)采用螺旋式管状双介质阻挡放电反应器，具体结构为：包括两端管口密封且相互同心套嵌的石英内管(6-1)和石英外管(6-3)，石英内管(6-1)内壁及石英外管(6-3)外壁均附有双面导电铜箔胶带，两者分别与低温等离子电源(1)的电源正极(3)、电源负极(4)连接;石英内管(6-1)与石英外管(6-3)之间设有螺旋状的四氟橡胶条(6-2)作为反应通道。
7.如权利要求6所述的降解污水中苯胺的处理装置，其特征在于，所述石英内管(6-1)、石英外管(6-3)的内径分别为5mm、17mm，管壁均为1mm，长度为200mm。
8.如权利要求4所述的降解污水中苯胺的处理装置，其特征在于，所述反应器进水口(7)位于反应器(6)一侧的下部，反应器出水口(5)位于反应器(6)一侧的上部。
9.如权利要求8所述的降解污水中苯胺的处理装置，其特征在于，所述反应器进水口(7)位于距反应器(6)下端10mm处，反应器出水口(5)位于距反应器(6)上端10mm处。
说明书
一种降解污水中苯胺的处理方法及装置
技术领域
本发明提供了一种降解污水中苯胺的实验方法及装置，具体的说是以自主研发的螺旋式管状装置作为反应器，有效地结合微气泡和低温等离子体双介质阻挡放电，去除污水中苯胺的方法及其装置，属于水处理技术领域。
背景技术
苯胺是重要的有机化工原料和精细化工中间体，广泛应用于染料、农药、医药、军工、香料和橡胶硫化等行业。苯胺类化合物有毒，有致癌、致畸、致突变“三致”作用，如不经有效处理就直接排放，将会对周围环境产生严重污染，造成人体组织缺氧，引起中枢神经系统、心血管系统和其他脏器损害。
目前，国内每年生产苯胺80000t以上，全世界每年排入环境中的苯胺约为30000t，不仅对环境造成危害，还造成大量的资源浪费。当前国内外处理苯胺废水的方法主要有萃取法、氧化法、电解法、生化法、吸附法和焚烧法等方法，虽然处理的方法较多，但大部分还存在着一些缺陷。例如，能耗高、操作复杂，成本高，产生二次污染等。
因此，研究开发处理效果好、处理成本相对低廉、能耗低、实用性强、处理技术显得尤为重要。
相比传统的常规苯胺处理技术，螺旋式管状反应器可以有效的结合微气泡和低温等离子体双介质阻挡放电，且制作费用低，实验过程简单，高效。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种降解污水中苯胺的处理方法，能有效的结合微气泡和低温等离子体双介质阻挡放电，去除污水中苯胺。
为了解决上述问题，本发明提供了一种降解污水中苯胺的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：将浓度为5～20mg/L的苯胺待处理溶液置于水箱中，通过进气量为40mL/min，出水压力为0.6Mpa的微气泡发生器，产生具有大量微纳米气泡的气水混合物;
步骤2)：形成气水混合物后的待处理水进入反应器，进行放电处理即可。
优选地，所述步骤2)中反应器为螺旋式管状反应器，反应器内流速为8～10mL/s。
优选地，所述步骤2)中放电处理具体为：调节低温等离子体放电电源至40～50kV、0.5～0.7A，放电处理1h。
本发明还提供了一种降解污水中苯胺的处理装置，其特征在于，包括微气泡发生器，微气泡发生器上设有微气泡进气口、微气泡进水口、微气泡出水口，微气泡出水口与反应器的反应器进水口连接，反应器的反应器出水口、微气泡进水口与水箱连通，反应器与低温等离子体电源连接。
优选地，所述低温等离子体电源上设有调压器。
优选地，所述反应器采用螺旋式管状双介质阻挡放电反应器，具体结构为：包括两端管口密封且相互同心套嵌的石英内管和石英外管，石英内管内壁及石英外管外壁均附有双面导电铜箔胶带，两者分别与低温等离子电源的电源正极、电源负极连接;石英内管与石英外管之间设有螺旋状的四氟橡胶条作为反应通道。
优选地，石英内管、石英外管的内径分别为5mm、17mm，管壁均为1mm，长度为200mm。
优选地，所述反应器进水口位于反应器一侧的下部，反应器出水口位于反应器一侧的上部。
优选地，所述反应器进水口位于距反应器下端10mm处，反应器出水口位于距反应器上端10mm处。
本发明的技术原理如下：
同心放置的两根石英管壁间有5mm的间距，细管内壁和粗管外壁铺敷一层铜箔作为放电电极，形成双介质阻挡放电，在两电极之间加以高压交流电场，被处理的水以带有大量微纳米气泡的气水混合物的形式进入电极间，在大气压下电极间发生均匀、散漫的丝状流光放电。在外电场的作用下，电子从电场中获得能量，与周围原子、分子的碰撞，传递能量，使之激发电离，产生电子雪崩，从而释放出等离子体。高速运动的电子和离子使放电区域迅速扩大，最后产生一个贯穿放电空间的高电导率的丝状放电通道，可以电离、激发产生许多具有高活性强氧化性的粒子(如O3、·OH、H2O2等)，微纳米气泡增加了传质效率，螺旋管道装置增大了相对停留时间，使有机物分子达到充分氧化的目的。
该发明具有的特点和有益效果为：
(1)本发明的实验方法简单，效果显著，制作及运行费用低;
(2)本发明的反应器可以有机的结合微气泡技术和低温等离子双介质阻挡放电技术，有效的降解污水中苯胺等污染物质，降解率可达60%。
(3)本发明相比于传统的处理苯胺的方法，具有价格低，实验过程简单，方便，处理效果高的特点，而且可以实现连续流处理。
(4)本发明所用的反应器为自主研制的螺旋式管状反应器，不仅可以实现双介质阻挡放电，而且螺旋式通道的设计可以增加待处理溶液在电极间的水力停留时间，使污染物质与等离子体活性粒子充分反应。