申请日2013.03.15
公开(公告)日2013.06.12
IPC分类号C02F101/38; C02F9/06
申请(专利权)人中北大学;
摘要
本发明属于硝基苯类废水的处理的技术领域，具体涉及一种吸附还原氧化降解硝基苯类废水的方法及装置，解决了现有降解硝基苯类废水的方法存在的不足。所述方法：将硝基苯类废水在微电解槽中进行还原反应，然后在气液反应设备中与臭氧充分接触反应，废水中的污染物在气液反应设备内进一步降解，废水在微电解槽与气液反应设备中循环处理。所述装置，包括旋转填料床装置，进气口连接臭氧发生器，进液口、出液口连接微电解槽。本发明的有益效果：工艺流程简单，操作方便，把三种技术耦合，最大程度的发挥各种技术的优点，达到以废治废的目的，最大限度的减少了处理成本。
权利要求书
1.一种吸附还原氧化降解硝基苯类废水的方法，其特征在于步骤如下：将硝基苯类废水在带有搅拌装置的微电解槽中进行还原反应，反应时间大于等于10min，还原后的废水在气液反应设备中与臭氧充分接触反应，废水中的污染物在气液反应设备内进一步降解，废水在微电解槽与气液反应设备中循环处理，达到可生化性进入生化系统;所述的气液反应设备为超重力旋转填料床装置。
2.根据权利要求1所述的还原氧化降解硝基苯类废水的方法，其特征在于采用酸性化合物调节微电解槽内的废水pH值为2~3。
3.根据权利要求1所述的吸附还原氧化降解硝基苯类废水的方法，其特征在于废水在超重力旋转填料床中与臭氧的液气体积比为50~400L/m3，臭氧浓度为10~50mg/L。
4.一种实现如权利要求1或2或3所述的吸附还原氧化降解硝基苯类废水的方法的装置，其特征在于包括旋转填料床装置(7)，旋转填料床装置(7)上设进气口、出气口、进液口、出液口，进气口连接臭氧发生器(3)，进液口、出液口连接微电解槽(12)，所述的微电解槽(12)内设置原电池，以废水作为电解质溶液构成原电池反应，微电解槽(12)内设有搅拌装置，底部设置过滤装置，所述的旋转填料床装置(7)的转速为200~2000rpm。
5.根据权利要求4所述的吸附还原氧化降解硝基苯类废水的装置，其特征在于微电解槽(12)内构成原电池的电极材料为铁屑与炭屑，搅拌装置为电动搅拌器。
6.根据权利要求4或5所述的吸附还原氧化降解硝基苯类废水的装置，其特征在于所用铁屑与炭屑为还原性铁粉与活性炭;质量比为0.5:1~3:1，铁粉质量为10~30g/L，电动搅拌器的转速为200~800rpm。
7.根据权利要求6所述的吸附还原氧化降解硝基苯类废水的装置，其特征在于旋转填料床装置(7)中的填料采用不锈钢填料。
说明书
一种吸附还原氧化降解硝基苯类废水的方法及装置
技术领域
本发明属于硝基苯类废水的处理的技术领域，具体涉及一种吸附还原氧化降解硝基苯类废水的方法及装置，其采用物理吸附技术、电化学还原技术和臭氧技术的耦合处理共同作用。
背景技术
工业生产产生的硝基苯类废水，其主要污染物硝基苯类化合物属于性质稳定的有毒难生化降解的有机类污染物，由于其较强的物质毒性，被国内外列为优先控制污染物之一。该类废水的传统处理方法主要有物理吸附法、萃取法和生物法，但是由于硝基苯结构稳定，在实际工程应用中，用单纯的物理法、生物法或物理生物耦合法来处理此类废水往往难以取得令人满意的处理效果。
近年来，国内外对化学高级氧化技术降解该类污染物做了大量的研究，尝试了许多新的处理方法，例如光催化氧化法、臭氧氧化法、Fenton试剂氧化法、电化学氧化法、超声波空化氧化法、超临界水氧化法和超声波/臭氧法。这些方法具有共同的特点：具有强氧化性，可有效地降解硝基苯类污染物;工艺流程简单，操作安全，无二次污染，高级氧化技术是最具有工业应用潜力的方法。然而，研究表明，单独使用任何一种方法处理硝基苯类废水，硝基苯降解速率在温和的条件下都极其缓慢，无法在短时间内达到处理要求。超临界水氧化法虽然在极短的时间内可将硝基苯类污染物矿化，但是其反应条件要求苛刻，设备负荷大，处理成本高，难于满足工业化要求，一般只限于实验室应用。因此，提高处理效率、降低处理成本、缩短处理时间是高级氧化法工业化应用的关键因素。
发明内容
本发明为了解决现有降解硝基苯类废水的方法存在的不足，提供了一种吸附-微电解-臭氧的高级氧化降解硝基苯类废水的工艺方法及装置。
本发明采用如下的技术方案实现：
一种吸附还原氧化降解硝基苯类废水的方法，步骤如下：将硝基苯类废水在带有搅拌装置的微电解槽中进行还原反应，反应时间大于等于10min，还原后的废水在气液反应设备中与臭氧充分接触反应，废水中的污染物在气液反应设备内进一步降解，废水在微电解槽与气液反应设备中循环处理，达到可生化性进入生化系统;所述的气液反应设备为超重力旋转填料床装置。
采用酸性化合物调节微电解槽内的废水pH值为2~3。废水在超重力旋转填料床中与臭氧的液气体积比为50~400L/m3，臭氧浓度为10~50mg/L。
实现上述的吸附还原氧化降解硝基苯类废水的方法的装置，包括旋转填料床装置，旋转填料床装置上设进气口、出气口、进液口、出液口，进气口连接臭氧发生器，进液口、出液口连接微电解槽，所述的微电解槽内设置原电池，以废水作为电解质溶液构成原电池反应，微电解槽内设有搅拌装置，底部设置过滤装置，所述的旋转填料床装置的转速为200~2000rpm。
微电解槽内构成原电池的电极材料为铁屑与炭屑，搅拌装置为电动搅拌器。所用铁屑与炭屑为还原性铁粉与活性炭;质量比为0.5:1~3:1。铁粉质量为10~30g/L。电动搅拌器的转速为200~800rpm。
旋转填料床装置中的填料采用不锈钢填料。
本发明利用物理吸附-微电解-臭氧三种技术的协同作用来预处理硝基苯类废水，使之在较短的时间内达到可生化的目的。由于微电解所使用的电级材料可选用工业生产过程产生的铁屑及炭屑，可达到以废治废的目的，降低了处理成本。与现有技术相比，本发明处理效率提高10%，反应时间缩短20%，臭氧利用率提高20%，大大的减少了处理成本。
本发明具有如下有益效果：工艺流程简单，操作方便，把三种技术耦合，最大程度的发挥各种技术的优点，达到以废治废的目的，最大限度的减少了处理成本。可应用于处理各种有机工业废水如含重金属废水、炸药废水、染料废水、石化企业废水、洗涤剂废水等。