專利名稱：可連續(xù)降解芳香化合物廢水的均相光氧化反應(yīng)裝置及其處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及均相光氧化降解廢水的裝置及其方法，具體是指可連續(xù)降解芳香化合物廢水的均相光氧化反應(yīng)裝置及其處理方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展帶來了大量含高濃度有毒有機污染物的工業(yè)廢水，其中包括大量含苯、苯酚、氯酚、苯胺、苯醌、硝基苯、蒽醌等芳香化合物的化工廢水、醫(yī)藥生產(chǎn)廢水、 農(nóng)藥生產(chǎn)廢水、印染廢水等芳香化合物廢水，這類廢水生物降解性差，采用傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)效率低；而采用氣提、吸附、混凝、萃取等物化方法則存在廢料堆積與二次污染等問題。 如何經(jīng)濟而有效地處理這類廢水一直是國內(nèi)外研究的重要課題，近幾十年發(fā)展起來的高級氧化技術(shù)(Advanced Oxidation Processes，簡稱AOPs)，利用產(chǎn)生高活性自由基(·0Η)的強氧化作用，可將有機物氧化降解為CO2及其它無毒或低毒的小分子物質(zhì)，特別適于難生物降解有毒有機廢水的處理。hplugas和Huang等比較了各種高級氧化技術(shù)的優(yōu)缺點，提出光i^enton技術(shù)是最有前景的處理技術(shù)之一。光!^nton氧化技術(shù)由于反應(yīng)條件溫和(常溫、常壓)、設(shè)備簡單、!^nton試劑(Fe2+-H2O2組合)無二次污染，氧化能力強，與半導(dǎo)體光催化氧化技術(shù)相比，光i^enton氧化不存在催化劑的回收與固定、催化劑的污染與活化等問題，因而具有極大應(yīng)用潛力，日益受到國內(nèi)外環(huán)境工作者的重視。目前，已有的光反應(yīng)器按使用催化劑的形態(tài)可分為兩大類一類是以二氧化鈦等納米半導(dǎo)體材料為催化劑的非均相光反應(yīng)器，這類反應(yīng)器使用納米半導(dǎo)體分散體系或使用負載型納米半導(dǎo)體多相光催化體系，催化劑的制備復(fù)雜，存在分離回收及再生等問題，且催化劑的光量子效率低、光催化處理效率受限。為此，中國專利公開號CN1431155公開的一種連續(xù)降解含有機污染物廢水的光催化反應(yīng)裝置及其處理方法中通過投加助氧化劑H2A來提高處理效率，中國專利公開號CN1301668公開的一種有機廢水的光催化處理方法及其裝置中采用H202、O3和二價鐵鹽作輔助氧化劑來增強處理效率。另一類是以鐵離子0 2+或!V+)為催化劑的均相光氧化反應(yīng)器，如CN1289728公開的可連續(xù)均相光氧化凈化含有機污染物廢水的方法及設(shè)備，這類光反應(yīng)器的降解效率高，不存在催化劑的回收與再生問題，操作簡單易行，無二次污染。目前已有的光反應(yīng)器中光源的放置方式主要有兩種。其一是，將光源插入浸沒在待處理廢水中的玻璃套管中，如前所述的CN1431155、CN1301668及CN1289728。這種光源放置方式為單燈單套管，光程短，光源與待處理廢水之間的距離較大，單個光反應(yīng)器的光源利用效率及處理效率不高，需串聯(lián)多級反應(yīng)器方可達到較好效果。其二是，將光源置于待處理廢水反應(yīng)池之上的平板型反應(yīng)器，如CN 2399374公開的廢水光催化處理器、CN 2354931 公開的傾角連續(xù)可調(diào)的固定膜平板型光催化水處理裝置。這種光源放置方式存在光源與待處理廢水之間的距離大、光能利用效率不高、處理量較小、不適合連續(xù)處理等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述問題的不足，提供一種可連續(xù)降解芳香化合物廢水的均相光氧化反應(yīng)裝置及其處理方法。本發(fā)明所提供的可連續(xù)降解芳香化合物廢水的方法，包括以下步驟a.將待處理廢水輸送至調(diào)節(jié)器內(nèi)與調(diào)節(jié)器上部加入的光催化劑混合，用酸或堿調(diào)節(jié)PH值為3 4 ；b.來自調(diào)節(jié)器的待處理廢水進入攪拌混合器與從攪拌混合器上部加入的過氧化
氫混合；C.混合后的含有光催化劑和過氧化氫的待處理廢水通過恒流泵以50mL/min lOOOmL/min流速從光反應(yīng)器一側(cè)底部的進料口進入光反應(yīng)器，在反應(yīng)過程中同時從光反應(yīng)器的上部通入壓縮空氣使位于反應(yīng)池底部的鼓泡管鼓泡，并在來自光反應(yīng)器的內(nèi)槽的光源的照射下，進行連續(xù)光i^enton氧化降解，反應(yīng)結(jié)束后的處理水從光反應(yīng)器的出料口流出， 該流出水經(jīng)常規(guī)方法如加堿沉淀分離出催化劑后，得到合格的凈化水。本發(fā)明中可根據(jù)處理量的要求，可只使用一個光反應(yīng)器，也可在第一級光反應(yīng)器處理后的水自出料口流出后，再并聯(lián)或串聯(lián)1 2個光反應(yīng)器，將上一級出水輸送到下一級光反應(yīng)器的進料口，至最后一級光反應(yīng)器的出料口流出。本發(fā)明中所用的光催化劑二價鐵或三價鐵的可溶性無機鹽，具體為硫酸亞鐵、氯化亞鐵、硝酸亞鐵、硫酸鐵、氯化鐵或硝酸鐵。催化劑投加的物質(zhì)的量為過氧化氫投加的物質(zhì)的量的1/15 1/30。本發(fā)明中所用過氧化氫投加量為化學(xué)需氧量所對應(yīng)的過氧化氫理論投加量的 30% 90%。過氧化氫(H2O2)的理論投加量是指化學(xué)需氧量^OD)所對應(yīng)的理論過氧化氫量。 由于每2mol過氧化氫產(chǎn)生Imol氧分子，因此，lmg/L COD對應(yīng)的過氧化氫理論投加量為 2.125mg/L0本發(fā)明可依據(jù)處理程度的要求增加或減少過氧化氫的投加量。通過投加較高劑量的過氧化氫進行深度處理，可達到高效凈化的目的。有時為降低成本，可通過投加低劑量的過氧化氫只進行預(yù)處理，將毒性較大的芳香化合物破壞，使之轉(zhuǎn)變?yōu)槎拘暂^小的中間產(chǎn)物， 以顯著提高難降解芳香化合物廢水的生物降解性，再與生物法聯(lián)用(生物法是最經(jīng)濟的處理方法)，從而達到經(jīng)濟高效的目的。本發(fā)明所提供的可連續(xù)降解芳香化合物廢水的均相光氧化反應(yīng)裝置，它包括調(diào)節(jié)器、內(nèi)設(shè)無級調(diào)速電機及機械攪拌裝置的攪拌混合器、將攪拌混合器中的物料輸送到光反應(yīng)器的恒流泵以及光反應(yīng)器，所述光反應(yīng)器為設(shè)置有進料口和出料口的敞口容器，所述光反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有透明的內(nèi)槽，所述內(nèi)槽內(nèi)設(shè)置有2 5支人造光源燈管，所述靠近內(nèi)槽的人造光源燈管與內(nèi)槽內(nèi)壁的距離為0. 5 1. 0厘米；所述光反應(yīng)器的外殼和內(nèi)槽構(gòu)成反應(yīng)池， 所述反應(yīng)池的底部設(shè)置有鼓泡管。優(yōu)選地，所述反應(yīng)池內(nèi)在進料口的后方設(shè)有一塊進水擋板，使水流均勻地分布在整個光反應(yīng)池寬的橫斷面，從而使反應(yīng)液充分接受光照，提高光能利用效率和光反應(yīng)效率; 當流速大時，其作用更明顯，由于擋板的阻擋緩沖作用，可避免形成股流。優(yōu)選地，所述內(nèi)槽采用石英玻璃板或硅酸鹽超白玻璃板，以石英玻璃最佳，玻璃板的厚度為3 4毫米。具體地，所述反應(yīng)池單側(cè)的長度為50 100厘米，所述反應(yīng)池的寬度為2. 5 3. 0 厘米，高度為40 50厘米。具體地，本發(fā)明所用的鼓泡管的一端封閉，另一端與光反應(yīng)器上部通入的壓縮空氣的軟管相連接，所述鼓泡管為中空長管，每個鼓泡管均勻布置有15 20個出氣孔，所述鼓泡管的長度小于反應(yīng)池的長度，所述鼓泡管的內(nèi)徑為1. 0 2. 0厘米。鼓泡管置于光氧化反應(yīng)池底部，均勻鼓氣，使反應(yīng)池中的反應(yīng)液在垂直方向均勻接受光照。具體地，本發(fā)明所用的人造光源燈管為功率24W 55W的紫外線殺菌燈或低壓汞燈，優(yōu)選紫外線殺菌燈。所述人造光源燈管的長度與內(nèi)槽的長度或高度相匹配。本發(fā)明的有益效果單個光反應(yīng)器中可放置多個人造光源燈管，人造光源燈管距離反應(yīng)液的距離短，廢水在反應(yīng)池中以平推流方式流動，接受的光程長，光能利用效率高， 光反應(yīng)效率高，可連續(xù)運行。本發(fā)明可通過改變光反應(yīng)器的內(nèi)槽中間放置的燈管數(shù)目及串聯(lián)光反應(yīng)器的級數(shù)，達到提高處理效率及增大廢水處理能力的目的。本發(fā)明的處理方法不存在催化劑的污染與再生問題，催化劑和氧化劑無二次污染，反應(yīng)在常溫常壓下進行，占地面積小，運行管理簡便，廢水處理能力及處理效果可調(diào)可控，能連續(xù)處理難降解芳香化合物廢水。本發(fā)明有效克服了單燈單套管、混合流式的傳統(tǒng)光反應(yīng)器停留時間短、光能利用率不高以及半導(dǎo)體光催化氧化的光量子效率較低、催化劑的回收與再生難等缺點。采用該處理方法連續(xù)處理難降解芳香化合物廢水，母體芳香化合物的去除率達到98%以上。本發(fā)明的處理方法不僅適用于難降解芳香化合物廢水，如含苯、苯酚、氯酚、苯胺、苯醌、蒽醌等芳香化合物的化工廢水、醫(yī)藥生產(chǎn)廢水、農(nóng)藥生產(chǎn)廢水、印染廢水等，也可用于其他有機廢水的連續(xù)處理。


圖1為本發(fā)明連續(xù)降解芳香化合物廢水的工藝流程圖。圖2為本發(fā)明光反應(yīng)器的主視圖。圖3為本發(fā)明光反應(yīng)器的左視圖。圖4為本發(fā)明光反應(yīng)器的俯視圖。
具體實施例方式以下通過具體實施例來進一步說明本發(fā)明實施例1如2 4中所示的光反應(yīng)器4為直立的長條形敞口容器，光反應(yīng)器4左側(cè)的底部設(shè)置有進料口 4. 1，右側(cè)的上部設(shè)置有出料口 4. 2。光反應(yīng)器4由外殼4. 3和其內(nèi)設(shè)置的內(nèi)槽4. 4隔成一個“C”形反應(yīng)池4. 8。反應(yīng)池4. 8單側(cè)的長度為80厘米，反應(yīng)池4. 8的寬度為2. 5厘米，高度為40厘米。內(nèi)槽4. 4為硬質(zhì)無色透明玻璃，外殼4. 3為有機玻璃。硬質(zhì)無色透明玻璃的材質(zhì)為石英玻璃板，玻璃板的厚度為3. 4毫米。內(nèi)槽4. 4內(nèi)通過燈架4. 9 水平放置3支55W的紫外線殺菌燈的人造光源燈管4. 6。人造光源燈管4. 6的長度為70厘米，靠近內(nèi)槽4. 4的人造光源燈管4. 6與內(nèi)槽4. 4內(nèi)壁的距離為0. 5厘米。反應(yīng)池4. 8兩側(cè)的底部設(shè)置有鼓泡管4. 7，鼓泡管4. 7的一端封閉，另一端與光反應(yīng)器4上部通入的壓縮空氣的軟管相連接。鼓泡管4. 7為中空長管，每個鼓泡管4. 7均勻布置有15個出氣孔，鼓泡管4. 7的長度小于反應(yīng)池4. 8的長度，鼓泡管4. 7的內(nèi)徑為1. 0厘米。反應(yīng)池4. 8內(nèi)在進料口 4. 1的后方設(shè)有一塊進水擋板4. 5。用化學(xué)需氧量(COD)初始濃度為1378. %ig/L、揮發(fā)酚初始濃度為221. 6mg/L的煤氣含酚廢水作為待處理廢水。本發(fā)明連續(xù)降解芳香化合物廢水的工藝流程圖如圖1所示。 待處理廢水與催化劑硫酸亞鐵溶液在調(diào)節(jié)器1中混合，亞鐵離子的用量為40mg/L，用硫酸調(diào)節(jié)PH值為3. 5，來自調(diào)節(jié)器1的待處理廢水進入攪拌混合器2與來自攪拌混合器2上部的過氧化氫混合，過氧化氫投加量為理論投加量的90% O600mg/L)?；旌虾蟮暮泄獯呋瘎┖瓦^氧化氫的待處理廢水通過恒流泵3以120mL/min流速從光反應(yīng)器4左側(cè)底部的進料口 4. 1進入光反應(yīng)器4，在反應(yīng)過程中同時從光反應(yīng)器4的上部通入壓縮空氣使位于反應(yīng)池 4. 8底部的鼓泡管4. 7鼓泡，并在來自光反應(yīng)器4的內(nèi)槽4. 4的光源的照射下，進行連續(xù)光 !^enton氧化降解，反應(yīng)結(jié)束后的處理水從光反應(yīng)器4的出料口 4. 2流出，該流出水經(jīng)加堿沉淀分離出催化劑后，得到合格的凈化水。光反應(yīng)器4的出料口 4. 2出水的COD為129. 3mg/ L，COD的去除率為90. 6% ；出水的揮發(fā)酚濃度為0. 19mg/L，揮發(fā)酚的去除率為99. 94% ；出水COD及揮發(fā)酚濃度均達到國家排放標準。實施例2除了過氧化氫投加量減少為理論投加量的35% (1000mg/L)，其他實驗條件同實施例1。光氧化降解后出水的COD為702. lmg/L, COD的去除率為49. 1% ；出水的揮發(fā)酚濃度為0. 92mg/L，揮發(fā)酚的去除率為99. 69% ；出水B0D5/C0D的比值由原廢水的0. 28增加到 0. 52，處理后出水的生物降解性顯著增強。實施例3除了待處理廢水的進料速度增加為ISOmL/min，其他實驗條件同實施例1。光氧化降解后出水的COD為139. 5mg/L, COD的去除率為90. 1% ；出水的揮發(fā)酚濃度為0. 26mg/L, 揮發(fā)酚的去除率為99.91%。實施例4光反應(yīng)器4為直立的長條形敞口容器，光反應(yīng)器4左側(cè)的底部設(shè)置有進料口 4. 1， 右側(cè)的上部設(shè)置有出料口 4. 2。光反應(yīng)器4由外殼4. 3和其內(nèi)設(shè)置的內(nèi)槽4. 4隔成一個“C” 形反應(yīng)池4. 8。反應(yīng)池4. 8單側(cè)的長度為80厘米，反應(yīng)池4. 8的寬度為2. 5厘米，高度為 40厘米。內(nèi)槽4. 4為硬質(zhì)無色透明玻璃，外殼4. 3為有機玻璃。硬質(zhì)無色透明玻璃的材質(zhì)為石英玻璃板，玻璃板的厚度為3. 4毫米。內(nèi)槽4. 4內(nèi)通過燈架4. 9垂直放置5支24W的紫外線殺菌燈的人造光源燈管4. 6。人造光源燈管4. 6的長度為30厘米，靠近內(nèi)槽4. 4的人造光源燈管4. 6與內(nèi)槽4. 4內(nèi)壁的距離為0. 5厘米。反應(yīng)池4. 8兩側(cè)的底部設(shè)置有鼓泡管4. 7，鼓泡管4. 7的一端封閉，另一端與光反應(yīng)器4上部通入的壓縮空氣的軟管相連接。 鼓泡管4. 7為中空長管，每個鼓泡管4. 7均勻布置有15個出氣孔，鼓泡管4. 7的長度小于反應(yīng)池4. 8的長度，鼓泡管4. 7的內(nèi)徑為1. 0厘米。反應(yīng)池4. 8內(nèi)在進料口 4. 1的后方設(shè)有一塊進水擋板4. 5。用化學(xué)需氧量(COD)初始濃度為1378. %ig/L、揮發(fā)酚初始濃度為221. 6mg/L的煤氣含酚廢水作為待處理廢水。待處理廢水與催化劑硫酸鐵溶液在調(diào)節(jié)器1中混合，鐵離子的用量為40mg/L，用硫酸調(diào)節(jié)pH值為3. 5，來自調(diào)節(jié)器1的待處理廢水進入攪拌混合器2與來自攪拌混合器2上部的過氧化氫混合，過氧化氫投加量為理論投加量的90% (2600mg/ L)?；旌虾蟮暮泄獯呋瘎┖瓦^氧化氫的待處理廢水通過恒流泵3以120mL/min流速從光反應(yīng)器4左側(cè)底部的進料口 4. 1進入光反應(yīng)器4，在反應(yīng)過程中同時從光反應(yīng)器4的上部通入壓縮空氣使位于反應(yīng)池4. 8底部的鼓泡管4. 7鼓泡，并在來自光反應(yīng)器4的內(nèi)槽4. 4的光源的照射下，進行連續(xù)光i^enton氧化降解，反應(yīng)結(jié)束后的處理水從光反應(yīng)器4的出料口 4. 2流出，該流出水經(jīng)加堿沉淀分離出催化劑后，得到合格的凈化水。光反應(yīng)器4的出料口 4. 2出水的COD為154. 3mg/L, COD的去除率為88. 8% ；出水的揮發(fā)酚濃度為0. 30mg/L，揮發(fā)酚的去除率為99.9%。實施例5光反應(yīng)器4為直立的長條形敞口容器，光反應(yīng)器4左側(cè)的底部設(shè)置有進料口 4. 1， 右側(cè)的上部設(shè)置有出料口 4. 2。光反應(yīng)器4由外殼4. 3和其內(nèi)設(shè)置的內(nèi)槽4. 4隔成一個“C” 形反應(yīng)池4. 8。反應(yīng)池4. 8單側(cè)的長度為100厘米，反應(yīng)池4. 8的寬度為3. 0厘米，高度為 50厘米。內(nèi)槽4. 4為硬質(zhì)無色透明玻璃，外殼4. 3為有機玻璃。硬質(zhì)無色透明玻璃的材質(zhì)為石英玻璃板，玻璃板的厚度為4毫米。內(nèi)槽4. 4內(nèi)通過燈架4. 9水平放置3支55W的紫外線殺菌燈的人造光源燈管4. 6。人造光源燈管4. 6的長度為90厘米，靠近內(nèi)槽4. 4的人造光源燈管4. 6與內(nèi)槽4. 4內(nèi)壁的距離為1.0厘米。反應(yīng)池4. 8兩側(cè)的底部設(shè)置有鼓泡管 4. 7，鼓泡管4. 7的一端封閉，另一端與光反應(yīng)器4上部通入的壓縮空氣的軟管相連接。鼓泡管4. 7為中空長管，每個鼓泡管4. 7均勻布置有20個出氣孔，鼓泡管4. 7的長度小于反應(yīng)池4. 8的長度，鼓泡管4. 7的內(nèi)徑為2. 0厘米。反應(yīng)池4. 8內(nèi)在進料口 4. 1的后方設(shè)有一塊進水擋板4. 5。用苯酚初始濃度為300mg/L、C0D初始濃度為699. 7mg/L的苯酚廢水作為待處理廢水。待處理廢水與催化劑氯化亞鐵溶液在調(diào)節(jié)器1中混合，亞鐵離子的用量為30mg/L，用硫酸調(diào)節(jié)PH值為3. 0，來自調(diào)節(jié)器1的待處理廢水進入攪拌混合器2與來自攪拌混合器2上部的過氧化氫混合，過氧化氫投加量為理論投加量的(800mg/L)?；旌虾蟮暮泄獯呋瘎┖瓦^氧化氫的待處理廢水通過恒流泵3以120mL/min流速從光反應(yīng)器4左側(cè)底部的進料口 4. 1進入光反應(yīng)器4，在反應(yīng)過程中同時從光反應(yīng)器4的上部通入壓縮空氣使位于反應(yīng)池
4.8底部的鼓泡管4. 7鼓泡，并在來自光反應(yīng)器4的內(nèi)槽4. 4的光源的照射下，進行連續(xù)光 !^enton氧化降解，反應(yīng)結(jié)束后的處理水從光反應(yīng)器4的出料口 4. 2流出，該流出水經(jīng)加堿沉淀分離出催化劑后，得到合格的凈化水。光反應(yīng)器4的出料口 4. 2出水的COD為171. 5mg/ L，COD的去除率為75. 5% ；出水的苯酚濃度為0. 17mg/L，苯酚的去除率為99. 94%。實施例6除了過氧化氫投加量為理論投加量的88% (1300mg/L)，其他實驗條件同實施例
5。光氧化降解后出水的COD為46.3mg/L, COD的去除率為93. 4% ；出水的苯酚濃度低于檢測限，苯酚的去除率為100%。實施例7除了待處理廢水為鄰氯苯酚初始濃度為300mg/L、C0D初始濃度為528. 5mg/L的鄰氯酚廢水，過氧化氫投加量為理論投加量的55% (600mg/L)其他實驗條件同實施例5。光氧化降解后出水的COD為146. 3mg/L, COD的去除率為72. 3% ；出水的鄰氯酚濃度為0. 49mg/ L，鄰氯苯酚的去除率為99. 83%。
實施例8除了待處理廢水為2，4- 二氯苯酚初始濃度為300mg/L、C0D初始濃度為445. 7mg/ L的2，4_ 二氯苯酚廢水，過氧化氫投加量為理論投加量的60% (550mg/L)其他實驗條件同實施例5。光氧化降解后出水的COD為150. 3mg/L,C0D的去除率為66. 3%;出水的2，4- 二氯苯酚濃度為2. 86mg/L，2，4-二氯苯酚的去除率為99. 05%。實施例9除了待處理廢水為苯胺初始濃度為300mg/L、C0D初始濃度為717. 9mg/L的苯胺廢水，過氧化氫投加量為理論投加量的53% (800mg/L)其他實驗條件同實施例5。光氧化降解后出水的COD為162. 7mg/L, COD的去除率為77. 4% ；出水的苯胺濃度為0. 47mg/L，苯胺的去除率為99. 84%。實施例10除了待處理廢水為活性艷紅X-:3B初始濃度為150mg/L、色度為1200倍的活性艷紅X-:3B染料廢水，過氧化氫投加量為理論投加量的70 % (200mg/L)，其他實驗條件同實施例5。光氧化降解后出水活性艷紅X-:3B的濃度為2. 04mg/L,活性艷紅XIB的去除率為 98. 98% ；出水的色度為100倍，色度的去除率為91.67%。實施例11光反應(yīng)器4為直立的長條形敞口容器，光反應(yīng)器4左側(cè)的底部設(shè)置有進料口 4. 1， 右側(cè)的上部設(shè)置有出料口 4. 2。光反應(yīng)器4由外殼4. 3和其內(nèi)設(shè)置的內(nèi)槽4. 4隔成一個“C” 形反應(yīng)池4. 8。反應(yīng)池4. 8單側(cè)的長度為50厘米，反應(yīng)池4. 8的寬度為2. 5厘米，高度為 40厘米。內(nèi)槽4. 4為硬質(zhì)無色透明玻璃，外殼4. 3為有機玻璃。硬質(zhì)無色透明玻璃的材質(zhì)為石英玻璃板，玻璃板的厚度為4毫米。內(nèi)槽4. 4內(nèi)通過燈架4. 9水平放置3支55W的紫外線殺菌燈的人造光源燈管4. 6。人造光源燈管4. 6的長度為45厘米，靠近內(nèi)槽4. 4的人造光源燈管4. 6與內(nèi)槽4. 4內(nèi)壁的距離為0. 5厘米。反應(yīng)池4. 8兩側(cè)的底部設(shè)置有鼓泡管 4. 7，鼓泡管4.7的一端封閉，另一端與光反應(yīng)器4上部通入的壓縮空氣的軟管相連接。鼓泡管4. 7為中空長管，每個鼓泡管4. 7均勻布置有15個出氣孔，鼓泡管4. 7的長度小于反應(yīng)池4. 8的長度，鼓泡管4. 7的內(nèi)徑為1. 0厘米。反應(yīng)池4. 8內(nèi)在進料口 4. 1的后方設(shè)有一塊進水擋板4. 5。用COD初始濃度為1257. lmg/L、硝基苯初始濃度為114. 9mg/L的制藥廢水作為待處理廢水。待處理廢水與催化劑硝酸亞鐵溶液在調(diào)節(jié)器1中混合，亞鐵離子的用量為50mg/ L，用硝酸調(diào)節(jié)pH值為3. 0，來自調(diào)節(jié)器1的待處理廢水進入攪拌混合器2與來自攪拌混合器2上部的過氧化氫混合，過氧化氫投加量為理論投加量的60% (1600mg/L)?；旌虾蟮暮泄獯呋瘎┖瓦^氧化氫的待處理廢水通過恒流泵3以120mL/min流速從光反應(yīng)器4左側(cè)底部的進料口 4. 1進入光反應(yīng)器4，在反應(yīng)過程中同時從光反應(yīng)器4的上部通入壓縮空氣使位于反應(yīng)池4. 8底部的鼓泡管4. 7鼓泡，并在來自光反應(yīng)器4的內(nèi)槽4. 4的光源的照射下，進行連續(xù)光i^nton氧化降解，反應(yīng)結(jié)束后的處理水從光反應(yīng)器4的出料口 4. 2流出，該流出水經(jīng)加堿沉淀分離出催化劑后，得到合格的凈化水。光反應(yīng)器4的出料口 4. 2出水的COD 為367. 5mg/L,C0D的去除率為70. 8%;出水的硝基苯濃度為11. 2%ig/L，硝基苯的去除率為 90. 43%。實施例12
除了將光反應(yīng)器4的出料口 4. 2的處理水通過管道接入下一級光反應(yīng)器4的進料口 4. 1外，其他實驗條件同實施例11。第二級光反應(yīng)器4的出料口 4. 2出水的COD為 221. 5mg/L, COD的去除率為82. 4% ；出水的硝基苯濃度為5. 8%ig/L，硝基苯的去除率為 94. 96%。實施例13除了過氧化氫投加量增加為理論投加量的86% (2300mg/L)，其他實驗條件同實施例11。光反應(yīng)器4的出料口 4. 2出水的COD為160. 8mg/L,C0D的去除率為87. 3%;出水的硝基苯濃度為0. 6;3mg/L，硝基苯的去除率為99. 45%。由以上實施例均可看出，采用該處理方法連續(xù)處理難降解芳香化合物廢水，當過氧化氫投加量為化學(xué)需氧量所對應(yīng)的過氧化氫理論投加量的30% 90%時，母體芳香化合物的去除率就可達到98%以上；只用一級光反應(yīng)器即可達到較高的去除率。
權(quán)利要求
1.一種可連續(xù)降解芳香化合物廢水的方法，包括以下步驟a.將待處理廢水輸送至調(diào)節(jié)器(1)內(nèi)與調(diào)節(jié)器( 上部加入的光催化劑混合，調(diào)節(jié)PH 值為3 4 ；b.來自調(diào)節(jié)器(1)的待處理廢水進入攪拌混合器( 與從攪拌混合器( 上部加入的過氧化氫混合；c.混合后的含有光催化劑和過氧化氫的待處理廢水通過恒流泵(3)以50mL/min lOOOmL/min流速從光反應(yīng)器的進料口(4. 1)進入光反應(yīng)器G)，在反應(yīng)過程中同時向光反應(yīng)器內(nèi)通入壓縮空氣使位于反應(yīng)池(4.8)底部的鼓泡管(4.7)鼓泡，并在來自光反應(yīng)器的內(nèi)槽(4.4)的光源的照射下，進行連續(xù)光!^nton氧化降解，反應(yīng)結(jié)束后的處理水從光反應(yīng)器(4)的出料口(4. 2)流出，該流出水經(jīng)加堿沉淀分離出催化劑后，得到合格的凈化水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述可連續(xù)降解芳香化合物廢水的方法，其特征在于所述光反應(yīng)器⑷還可并聯(lián)或串聯(lián)1 2個光反應(yīng)器⑷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述可連續(xù)降解芳香化合物廢水的方法，其特征在于所述光催化劑為硫酸亞鐵、氯化亞鐵、硝酸亞鐵、硫酸鐵、氯化鐵或硝酸鐵；所述過氧化氫投加量為化學(xué)需氧量所對應(yīng)的過氧化氫理論投加量的30% 90%，所述催化劑投加的物質(zhì)的量為過氧化氫投加的物質(zhì)的量的1/15 1/30。
4.一種可連續(xù)降解芳香化合物廢水的均相光氧化反應(yīng)裝置，其特征在于它包括調(diào)節(jié)器(1)、內(nèi)設(shè)無級調(diào)速電機及機械攪拌裝置的攪拌混合器O)、將攪拌混合器O)中的物料輸送到光反應(yīng)器(4)的恒流泵(3)以及光反應(yīng)器G)，所述光反應(yīng)器(4)為設(shè)置有進料口(4. 1)和出料口(4.2)的敞口容器，所述光反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有透明的內(nèi)槽G.4)，所述內(nèi)槽(4. 4)內(nèi)設(shè)置有2 5支人造光源燈管(4. 6)，所述靠近內(nèi)槽(4. 4)的人造光源燈管 (4. 6)與內(nèi)槽(4. 4)內(nèi)壁的距離為0. 5 1. O厘米；所述光反應(yīng)器的外殼(4. 3)和內(nèi)槽(4. 4)構(gòu)成反應(yīng)池(4. 8)，所述反應(yīng)池(4. 8)的底部設(shè)置有鼓泡管(4. 7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述可連續(xù)降解芳香化合物廢水的均相光氧化反應(yīng)裝置，其特征在于所述反應(yīng)池(4. 8)內(nèi)在進料口(4. 1)的后方設(shè)有一塊進水擋板(4. 5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述可連續(xù)降解芳香化合物廢水的均相光氧化反應(yīng)裝置，其特征在于所述反應(yīng)池(4. 8)單側(cè)的長度為50 100厘米，所述反應(yīng)池(4. 8)的寬度為2. 5 3. O 厘米，高度為40 50厘米。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述可連續(xù)降解芳香化合物廢水的均相光氧化反應(yīng)裝置，其特征在于所述鼓泡管(4. 7)的一端封閉，另一端與光反應(yīng)器(4)上部通入的壓縮空氣的軟管相連接，所述鼓泡管(4. 7)為中空長管，每個鼓泡管(4. 7)均勻布置有15 20個出氣孔，所述鼓泡管(4. 7)的長度小于反應(yīng)池(4. 8)的長度，所述鼓泡管(4. 7)的內(nèi)徑為1. 0 2. 0厘米。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述可連續(xù)降解芳香化合物廢水的均相光氧化反應(yīng)裝置，其特征在于所述人造光源燈管(4. 6)為功率24W 55W的紫外線殺菌燈或低壓汞燈，所述人造光源燈管(4.6)的長度與內(nèi)槽(4.4)的長度或高度相匹配。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述可連續(xù)降解芳香化合物廢水的均相光氧化反應(yīng)裝置，其特征在于所述內(nèi)槽(4. 4)采用石英玻璃板或硅酸鹽超白玻璃板，玻璃板的厚度為3 4毫米。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可連續(xù)降解芳香化合物廢水的均相光氧化反應(yīng)裝置及其處理方法。將待處理廢水輸送至調(diào)節(jié)器內(nèi)與調(diào)節(jié)器上部加入的光催化劑混合，調(diào)節(jié)pH值為3～4，再輸送至攪拌混合器與從攪拌混合器上部加入的H2O2混合，混合后通過恒流泵進入光反應(yīng)器，進行連續(xù)光Fenton氧化降解，最終得到合格的凈化水。本發(fā)明的處理方法不存在催化劑的污染與再生問題，催化劑和氧化劑無二次污染，反應(yīng)在常溫常壓下進行，占地面積小，運行管理簡便，廢水處理能力及處理效果可調(diào)可控，能連續(xù)處理難降解芳香化合物廢水。本發(fā)明采用該處理方法連續(xù)處理難降解芳香化合物廢水，母體芳香化合物的去除率達到98％以上。
文檔編號C02F101/34GK102229445SQ201110134160
公開日2011年11月2日 申請日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者劉君俠, 劉延湘, 劉瓊玉, 盧徐節(jié), 張建琪 申請人:江漢大學(xué)