專利名稱：一種超聲波強化微米級鐵銅雙金屬粒子處理廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于難降解廢水處理領(lǐng)域，特別涉及一種超聲波強化金屬粒子處理廢水的方法。
背景技術(shù)：
零價鐵顆粒內(nèi)部存在大量微小的滲炭體，當(dāng)其浸泡在傳導(dǎo)性的電解質(zhì)溶液中時，零價鐵顆粒中的滲炭體和鐵之間即發(fā)生原電池效應(yīng)而形成大量微觀腐蝕原電池，在原電池反應(yīng)中，F(xiàn)etl和滲炭體(C)分別作為陽極和陰極，陽極的電偶腐蝕反應(yīng)提供大量電子，被腐蝕消耗，該電化學(xué)腐蝕同時引發(fā)了絮凝、吸附、架橋、卷掃、共沉、電沉積、電化學(xué)還原等一系列連帶協(xié)同作用。零價鐵技術(shù)即基于鐵的腐蝕電化學(xué)原理而產(chǎn)生，對石油化工、印染、制藥及電鍍等有毒有害エ業(yè)廢水具有高效的預(yù)處理作用，能分解轉(zhuǎn)化廢水中的有毒難降解污染 物，提高廢水的可生化性，同時具有運行費用低、易操作管理等優(yōu)勢。但零價鐵技術(shù)在實際應(yīng)用中存在易發(fā)生填料板結(jié)的問題，且僅適用于pH< 4.0的酸性廢水。在酸性條件下，零價鐵能夠取得較高的廢水處理效率，但是高的氫離子濃度會導(dǎo)致零價鐵的腐蝕速度加快，從而縮短零價鐵的使用壽命，增加廢水處理費用。為了解決零價鐵填料板結(jié)的問題，CN1958469A公開了ー種基于超聲作用的內(nèi)電解廢水處理方法和裝置，該方法采用圓柱形結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器，并將填料固定在其主體反應(yīng)裝置中，利用低強度超聲波的微射流作用和沖擊波損傷使鉄屑表面使其不斷得到活化，以防止鉄屑銹蝕結(jié)塊。但該方法存在以下缺點(I)固定床結(jié)構(gòu)不利于填料發(fā)生有效的流化作用，污染物及其降解產(chǎn)物在填料顆粒表面與溶液之間的質(zhì)傳遞過程受到限制，且污染物及鐵的腐蝕產(chǎn)物會在填料顆粒表面發(fā)生共沉淀作用，長期運行反應(yīng)器會導(dǎo)致填料顆粒表面形成鈍化膜，從而嚴(yán)重影響其對廢水的處理效率；(2)填料固定在反應(yīng)器內(nèi)部，低強度的超聲波僅對反應(yīng)器內(nèi)頂部的部分填料有微射流作用和沖擊波損傷，而反應(yīng)器中的大部分填料不能接收到超聲波而發(fā)生腐蝕板結(jié)鈍化；(3)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)為圓柱形，此種結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致反應(yīng)器中的填料顆粒在超聲波作用下向反應(yīng)器底部的四周擴散，并在底部的四周積累，限制了超聲波和零價鐵之間的協(xié)同作用，從而嚴(yán)重影響廢水的處理效率。為了克服零價鐵技術(shù)pH適用范圍窄，鐵消耗過快的缺點，中國專利ZL02111901. 5公開了ー種催化鐵內(nèi)電解處理難降解廢水的方法，該方法利用鐵銅之間的電勢差遠(yuǎn)大于鐵炭之間電勢差，能在中性條件下發(fā)生電偶腐蝕降解污染物，將銅、鐵及沸石混合后以固定床的形式填充到濾池中，通過回流廢水的方式處理廢水，對難降解污染物有較好的分解效果，但該方法仍存在一些缺點(I)沸石的阻隔及鐵銅之間的間隙等會極大地限制鐵和銅接觸，導(dǎo)致鐵銅之間的宏觀原電池和電偶腐蝕的形成受限，廢水處理效率降低；(2)固定床的形式限制了污染物及其降解產(chǎn)物在填料顆粒表面和溶液之間的質(zhì)傳遞過程，從而影響廢水處理效率；(3)固定床的形式還會導(dǎo)致污染物及鐵的腐蝕產(chǎn)物在填料顆粒表面發(fā)生共沉淀作用，長期運行反應(yīng)器會導(dǎo)致填料顆粒表面形成鈍化膜，從而嚴(yán)重影響廢水處理效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種超聲波強化微米級鐵銅雙金屬粒子處理廢水的方法，該方法不僅提高了廢水的處理效率，而且可避免填料鈍化板結(jié)，并拓寬了所處理廢水的pH范圍，能夠在偏中性的pH范圍內(nèi)處理廢水，可有效地防止超聲波探頭空化腐蝕和填料在酸性條件下的快速腐蝕消耗。本發(fā)明所述超聲波強化微米級鐵銅雙金屬粒子處理廢水的方法，エ藝步驟如下將微米級鐵銅雙金屬粒子加入反應(yīng)器，然后向反應(yīng)器內(nèi)連續(xù)通入待處理廢水并啟動反應(yīng)器的超聲波探頭，在超聲波的作用下微米級鐵銅雙金屬粒子呈流化狀態(tài)并對廢水進行處理，經(jīng)微米級鐵銅雙金屬粒子處理后的廢水連續(xù)排出反應(yīng)器；所述廢水在反應(yīng)器內(nèi)的水力停留時間為O. 2 1.0 h。本發(fā)明所述方法中，微米級鐵銅雙金屬粒子的制備方法如下在攪拌下于室溫、常 壓將微米級鐵粉加入銅鹽水溶液或主要污染物為銅離子的エ業(yè)廢水中，微米級鉄粉加入完畢后繼續(xù)攪拌至少15 min，然后靜置沉淀，當(dāng)懸浮在水中的粒子完全沉淀后排出上清液，對所得固體粒子用去離子水或自來水洗滌去除其表面的鹽類雜質(zhì)，即獲微米級鐵銅雙金屬粒子；所述微米級鐵粉的加入量以鐵粉與銅鹽溶液或主要污染物為銅離子的エ業(yè)廢水中銅離子的質(zhì)量比達到10:1 10:5為限。微米級鐵銅雙金屬粒子的制備方法中，微米級鉄粉的平均粒徑為5(T900 Mm。微米級鐵銅雙金屬粒子的制備方法中，銅鹽溶液或主要污染物為銅離子的エ業(yè)廢水中銅離子的濃度至少為10 mg/L;銅鹽溶液以硫酸銅、亞硫酸銅或氯化銅為溶質(zhì)，以自來水或去離子水為溶劑配制而成。所制備的微米級鐵銅雙金屬粒子可保存在自來水或去離子水中備用，或干燥后備用；所述微米級鐵銅雙金屬粒子的干燥在氮氣保護下進行，干燥溫度40 100で，干燥時間以去除微米級鐵銅雙金屬粒子表面的水分為限，或所述微米級鐵銅雙金屬粒子的干燥在室溫下真空干燥，干燥時間以去除微米級鐵銅雙金屬粒子表面的水分為限。本發(fā)明所述方法中，微米級鐵銅雙金屬粒子的平均粒徑為55 950 Mm。本發(fā)明所述方法中，微米級鐵銅雙金屬粒子的添加量為每升反應(yīng)器有效容積添加15 40 go本發(fā)明所述方法中，超聲的功率以能使反應(yīng)器內(nèi)的微米級鐵銅雙金屬粒子呈流化狀態(tài)為限。本發(fā)明所述方法中，所述待處理廢水的pH值控制在6. O 8. O、溫度為自然溫度。本發(fā)明所述方法中，所述反應(yīng)器包括反應(yīng)室、支架、超聲波探頭和進料器，所述反應(yīng)室為圓筒體和圓錐筒體的組合體，圓錐筒體位于圓筒體之下，構(gòu)成反應(yīng)室的圓筒體下部設(shè)有進水口，頂部安裝有出水檐，所述進水口與進水管連接，所述出水檐連接有出水管，構(gòu)成反應(yīng)室的圓錐筒體底部設(shè)有排空ロ，所述排空ロ與安裝有控制閥的排空管連接，進料器和超聲波探頭位于構(gòu)成反應(yīng)室的圓筒體內(nèi)腔并通過位于所述圓筒體內(nèi)的支撐件固定，支架與構(gòu)成反應(yīng)室的圓錐筒體外壁連接。本發(fā)明所述方法中，構(gòu)成反應(yīng)室的圓錐筒體的錐角α為3(Γ120度。本發(fā)明具有以下有益效果I、本發(fā)明所述方法使用微米級鐵銅雙金屬粒子處理廢水，鐵和銅接觸緊密、接觸面積大，因而增加了鐵銅之間宏觀原電池和電偶腐蝕的形成數(shù)量，有利于提高廢水處理效率。2、本發(fā)明所述方法中，微米級鐵銅雙金屬粒子在反應(yīng)器中呈流化狀態(tài)，增強了污染物及其降解產(chǎn)物在填料顆粒表面和溶液之間的質(zhì)傳遞效率，有利于污染物的降解。3、本發(fā)明所述方法使用 的微米級鐵銅雙金屬粒子在反應(yīng)器中呈流化狀態(tài)，顆粒之間會發(fā)生碰撞及摩擦，同時超聲波作用對填料顆粒表面具有清潔作用，因而能夠有效阻止污染物及鐵的腐蝕產(chǎn)物在填料顆粒表面發(fā)生共沉淀作用、防止鈍化膜的形成，使鐵銅雙金屬粒子能夠保持較高的活性，微電解系統(tǒng)能長期高效地運行。4、本發(fā)明所述方法使用超聲波強化作用處理廢水，超聲波的空化作用能激活廢水中的微小氣核，產(chǎn)生振蕩、生長、收縮、崩潰等一系列動力學(xué)過程，在該過程中，在極小的空間內(nèi)會產(chǎn)生1900 5200 K的高溫和超過50 MPa的高壓，溫度變化率高達109 K/s,并伴有強烈的沖擊波和時速高達400 km/h的射流；空化作用能打開結(jié)合力強的化學(xué)鍵，并促進水相燃燒、高溫分解或自由基反應(yīng)，從而能有效地分解廢水中有毒難降解污染物。5、本發(fā)明所述方法使用的反應(yīng)器下部分呈圓錐體結(jié)構(gòu)，相對于圓柱形結(jié)構(gòu)而言，在超聲波作用下填料顆粒能形成完全的流化狀態(tài)，克服了超聲時填料向圓柱體結(jié)構(gòu)底部的四周擴散和積累而不能在反應(yīng)器內(nèi)上下方向進行有效流化的缺點。6、本發(fā)明所述方法中，待處理廢水的ρΗ=6. (Γ8. 0，而處理偏中性條件的廢水不僅能夠獲得高的廢水處理效率，而且可解決超聲波探頭在酸性條件下易發(fā)生嚴(yán)重空化腐蝕的問題，提高其使用壽命。7、本發(fā)明所述方法與現(xiàn)有的零價鐵處理廢水技術(shù)相比，拓寬了所處理廢水的pH范圍，能夠在偏中性的pH范圍內(nèi)處理廢水，節(jié)約了將廢水調(diào)節(jié)至酸性的試劑費用，同時防止了填料在酸性條件下的快速腐蝕消耗，降低了運行成本。8、本發(fā)明所述方法對低濃度至高濃度的難降解廢水均有較高的處理能力，尤其適合用于處理高濃度(> 2000 mg/L)的難降解廢水。


圖I是本發(fā)明所述反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，Iー進水管、2 —出水管、3—排空管、4一反應(yīng)室、5—支架、6 —出水檐、7—第ー連接桿、8—進料器、9一超聲波探頭、10—第二連接桿、α —圓錐筒體的錐角。
具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明所述超聲波強化微米級鐵銅雙金屬粒子處理廢水的方法作進ー步說明。實施例I本實施例采用本發(fā)明所述方法處理對硝基苯酚模擬廢水，該模擬廢水中對硝基苯酹濃度為5000 mg/L, COD濃度約為8000 mg/L,電解質(zhì)Na2SO4濃度為50 mmol/L,該模擬廢水的PH值用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硫酸調(diào)節(jié)至6. O。所用微米級鐵銅雙金屬粒子的制備方法如下在500 r/min的攪拌速度下于室溫、常壓將平均粒徑為50 的鉄粉加入的硫酸銅水溶液中，鉄粉加入完畢后繼續(xù)攪拌15 min，然后靜置沉淀15 min后排出上清液，對所得固體粒子用去離子水洗滌去除其表面的鹽類雜質(zhì)，即獲微米級鐵銅雙金屬粒子，將所得微米級鐵銅雙金屬粒子在氮氣保護下于40°C干燥至其表面無水分后備用；所述鐵粉的加入量以鐵粉與硫酸銅水溶液中銅離子的質(zhì)量比達到10:2為限，所述硫酸銅水溶液用去離子水配制，其中銅離子的濃度為10 mg/L。本實施例所用反應(yīng)器的有效容積為10升，其結(jié)構(gòu)如圖I所示，包括反應(yīng)室4、支架
5、超聲波探頭9和進料器8，所述反應(yīng)室4為圓筒體和圓錐筒體的組合體，圓錐筒體位于圓筒體之下，構(gòu)成反應(yīng)室4的圓筒體下部設(shè)有進水ロ，頂部安裝有出水檐6，所述進水ロ與進水管I連接，所述出水檐6連接有出水管2，構(gòu)成反應(yīng)室4的圓錐筒體底部設(shè)有排空ロ，所述排空ロ與安裝有控制閥的排空管3連接，進料器8和超聲波探頭9位于構(gòu)成反應(yīng)室4的圓筒體內(nèi)腔并分別通過位于所述圓筒體內(nèi)的第一連接桿7和第二連接桿10固定，支架5與構(gòu) 成反應(yīng)室4的圓錐筒體外壁連接。構(gòu)成反應(yīng)室4的圓錐筒體的錐角α為30度。所述反應(yīng)器由經(jīng)過防腐處理的不銹鋼加工而成，超聲波探頭9由鈦合金加工而成。廢水處理的操作如下將所得微米級鐵銅雙金屬粒子(平均粒徑55 Mm)通過進料器8加入反應(yīng)室4中，然后將對硝基苯酚模擬廢水通過進水管I由進水口連續(xù)通入反應(yīng)室4，與此同時，啟動超聲波探頭9，超聲功率為1000 W，頻率為20 KHz，在超聲波的作用下微米級鐵銅雙金屬粒子呈流化狀態(tài)并對廢水進行處理，經(jīng)微米級鐵銅雙金屬粒子處理后的廢水經(jīng)出水檐6由出水管2連續(xù)排出反應(yīng)器；所述對硝基苯酚模擬廢水在反應(yīng)器中的水力停留時間為O. 4 h。所述微米級鐵銅雙金屬粒子的添加量為每升反應(yīng)器有效容積添加40 g，所述對硝基苯酚模擬廢水的溫度為自然溫度。對處理后的廢水進行對硝基苯酚濃度和COD濃度測試分析，結(jié)果表明對硝基苯酚的去除率高于95%，COD去除率高于35%。實施例2本實施例采用本發(fā)明所述方法處理酸性橙7模擬廢水，該模擬廢水中酸性橙7的濃度為10000 mg/L, COD濃度約為9300 mg/L,電解質(zhì)Na2SO4濃度為50 mmol/L,該模擬廢水的PH值用2 mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)至8. O。所用微米級鐵銅雙金屬粒子的制備方法如下在500 r/min的攪拌速度下于室溫、常壓將平均粒徑為500 Mm的鐵粉加入的亞硫酸銅水溶液中，鐵粉加入完畢后繼續(xù)攪拌20 min，然后靜置沉淀12 min后排出上清液，對所得固體粒子用自來水洗滌去除其表面的鹽類雜質(zhì)，即獲微米級鐵銅雙金屬粒子，將所得微米級鐵銅雙金屬粒子在氮氣保護下于60°C干燥至其表面無水分后備用；所述鐵粉的加入量以鐵粉與亞硫酸銅水溶液中銅離子的質(zhì)量比達到10:1為限，所述亞硫酸銅水溶液用自來水配制，其中銅離子的濃度為20 mg/L。本實施例采用的反應(yīng)器與實施例I相同，構(gòu)成反應(yīng)室4的圓錐筒體的錐角α為60度。廢水處理的操作如下將所得微米級鐵銅雙金屬粒子(平均粒徑510 Mffl)通過進料器8加入反應(yīng)室4中，然后將酸性橙7模擬廢水通過進水管I由進水口連續(xù)通入反應(yīng)室4，與此同時，啟動超聲波探頭9，超聲功率為1000 W，頻率為20 KHz，在超聲波的作用下微米級鐵銅雙金屬粒子呈流化狀態(tài)并對廢水進行處理，經(jīng)微米級鐵銅雙金屬粒子處理后的廢水經(jīng)出水檐6由出水管2連續(xù)排出反應(yīng)器；所述酸性橙7模擬廢水在反應(yīng)器中的水力停留時間為O. 3 h。所述微米級鐵銅雙金屬粒子的添加量為每升反應(yīng)器有效容積添加30 g，所述酸性橙7模擬廢水的溫度為自然溫度。對處理后的廢水進行酸性橙7濃度和COD濃度測試分析，結(jié)果表明酸性橙7的去除率高于98%，COD去除率高于37%。實施例3本實施例采用本發(fā)明所述方法處理活性艷紅模擬廢水，該模擬廢水中活性艷紅的濃度為10000 mg/L, COD濃度約為9600 mg/L,電解質(zhì)Na2SO4濃度為50 mmol/L,該模擬廢水的PH值用2 mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)至7. O。
所用微米級鐵銅雙金屬粒子的制備方法如下在500 r/min的攪拌速度下于室溫、常壓將平均粒徑為900 Mm的鐵粉加入的氯化銅水溶液中，鉄粉加入完畢后繼續(xù)攪拌20 min，然后靜置沉淀5 min后排出上清液，對所得固體粒子用自來水洗滌去除其表面的鹽類雜質(zhì)，即獲微米級鐵銅雙金屬粒子，將所得微米級鐵銅雙金屬粒子在氮氣保護下于100°C干燥至其表面無水分后備用；所述鐵粉的加入量以鐵粉與氯化銅水溶液中銅離子的質(zhì)量比達到10:3為限，所述氯化銅水溶液用自來水配制，其中銅離子的濃度為30 mg/L ο本實施例采用的反應(yīng)器與實施例I相同，構(gòu)成反應(yīng)室4的圓錐筒體的錐角α為90度。廢水處理的操作如下將所得微米級鐵銅雙金屬粒子(平均粒徑950 Mffl)通過進料器8加入反應(yīng)室4中，然后將活性艷紅模擬廢水通過進水管I由進水口連續(xù)通入反應(yīng)室4，與此同時，啟動超聲波探頭9，超聲功率為1000 W，頻率為20 KHz，在超聲波的作用下微米級鐵銅雙金屬粒子呈流化狀態(tài)并對廢水進行處理，經(jīng)微米級鐵銅雙金屬粒子處理后的廢水經(jīng)出水檐6由出水管2連續(xù)排出反應(yīng)器；所述活性艷紅模擬廢水在反應(yīng)器中的水力停留時間為O. 2 h。所述微米級鐵銅雙金屬粒子的添加量為每升反應(yīng)器有效容積添加15 g，所述活性艷紅模擬廢水的溫度為自然溫度。對處理后的廢水進行活性艷紅濃度和COD濃度測試分析，結(jié)果表明活性艷紅的去除率高于99%，COD去除率高于34%。實施例4本實施例采用本發(fā)明所述方法處理亞甲基藍模擬廢水，該模擬廢水中亞甲基藍的濃度為8000 mg/L, COD濃度約為7400 mg/L,電解質(zhì)Na2SO4濃度為50 mmol/L,該模擬廢水的PH值用2 mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)至7. O。所用微米級鐵銅雙金屬粒子的制備方法如下在500 r/min的攪拌速度下于室溫、常壓將平均粒徑為300 的鉄粉加入銅離子濃度為30 mg/L的エ業(yè)廢水中，鐵粉加入完畢后繼續(xù)攪拌20 min，然后靜置沉淀15 min后排出上清液，對所得固體粒子用去離子水洗滌去除其表面的鹽類雜質(zhì)，即獲微米級鐵銅雙金屬粒子，將所得微米級鐵銅雙金屬粒子保存在自來水中備用；所述鐵粉的加入量以鐵粉與所述エ業(yè)廢水中銅離子的質(zhì)量比達到10:4為限。本實施例采用的反應(yīng)器與實施例I相同，構(gòu)成反應(yīng)室4的圓錐筒體的錐角α為120 度。廢水處理的操作如下將所得微米級鐵銅雙金屬粒子(平均粒徑320 Mffl)通過進料器8加入反應(yīng)室4中，然后將亞甲基藍模擬廢水通過進水管I由進水口連續(xù)通入反應(yīng)室4，與此同時，啟動超聲波探頭9，超聲功率為1000 W，頻率為20 KHz，在超聲波的作用下微米級鐵銅雙金屬粒子呈流 化狀態(tài)并對廢水進行處理，經(jīng)微米級鐵銅雙金屬粒子處理后的廢水經(jīng)出水檐6由出水管2連續(xù)排出反應(yīng)器；所述亞甲基藍模擬廢水在反應(yīng)器中的水力停留時間為1.0 h。所述微米級鐵銅雙金屬粒子的添加量為每升反應(yīng)器有效容積添加20 g，所述亞甲基藍模擬廢水的溫度為自然溫度。對處理后的廢水進行亞甲基藍濃度和COD濃度測試分析，結(jié)果表明亞甲基藍的去除率高于95%，COD去除率高于30%。實施例5本實施例采用本發(fā)明所述方法處理對2，4- ニ硝基苯酚模擬廢水，該模擬廢水中對2，4- ニ硝基苯酚濃度為6000 mg/L, COD濃度約為8500 mg/L,電解質(zhì)Na2SO4濃度為50mmol/L,該模擬廢水的pH值用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硫酸調(diào)節(jié)至6. O。所用微米級鐵銅雙金屬粒子的制備方法如下在500 r/min的攪拌速度下于室溫、常壓將平均粒徑為600 Mm的鐵粉加入的硫酸銅水溶液中，鉄粉加入完畢后繼續(xù)攪拌15 min，然后靜置沉淀10 min后排出上清液，對所得固體粒子用去離子水洗滌去除其表面的鹽類雜質(zhì)，即獲微米級鐵銅雙金屬粒子，將所得微米級鐵銅雙金屬粒子在室溫下真空干燥至其表面無水分后備用；所述鐵粉的加入量以鐵粉與硫酸銅水溶液中銅離子的質(zhì)量比達到10:5為限，所述硫酸銅水溶液用去離子水配制，其中銅離子的濃度為35 mg/L。本實施例采用的反應(yīng)器與實施例I相同，構(gòu)成反應(yīng)室4的圓錐筒體的錐角α為70度。將所得微米級鐵銅雙金屬粒子(平均粒徑640 Mffl)通過進料器8加入反應(yīng)室4中，然后將對2，4-ニ硝基苯酚模擬廢水通過進水管I由進水口連續(xù)通入反應(yīng)室4，與此同吋，啟動超聲波探頭9，超聲功率為1000 W，頻率為20 KHz，在超聲波的作用下微米級鐵銅雙金屬粒子呈流化狀態(tài)并對廢水進行處理，經(jīng)微米級鐵銅雙金屬粒子處理后的廢水經(jīng)出水檐6由出水管2連續(xù)排出反應(yīng)器；所述對2，4-ニ硝基苯酚模擬廢水在反應(yīng)器中的水力停留時間為O. 8 h。所述微米級鐵銅雙金屬粒子的添加量為每升反應(yīng)器有效容積添加35 g，所述對2，4- ニ硝基苯酚模擬廢水的溫度為自然溫度。對處理后的廢水進行對2，4- ニ硝基苯酚濃度和COD測試分析，結(jié)果表明對2，4- ニ硝基苯酚的去除率高于96%，COD去除率高于34%。
權(quán)利要求
1.一種超聲波強化微米級鐵銅雙金屬粒子處理廢水的方法，其特征在于エ藝步驟如下 將微米級鐵銅雙金屬粒子加入反應(yīng)器，然后向反應(yīng)器內(nèi)連續(xù)通入待處理廢水并啟動反應(yīng)器的超聲波探頭，在超聲波的作用下微米級鐵銅雙金屬粒子呈流化狀態(tài)并對廢水進行處理，經(jīng)微米級鐵銅雙金屬粒子處理后的廢水連續(xù)排出反應(yīng)器；所述廢水在反應(yīng)器內(nèi)的水力停留時間為O. 2 1.0 h。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述超聲波強化微米級鐵銅雙金屬粒子處理廢水的方法，其特征在于所述微米級鐵銅雙金屬粒子的制備方法如下 在攪拌下于室溫、常壓將微米級鐵粉加入銅鹽水溶液或主要污染物為銅離子的エ業(yè)廢水中，鉄粉加入完畢后繼續(xù)攪拌至少15 min，然后靜置沉淀，當(dāng)懸浮在水中的粒子完全沉淀后排出上清液，對所得固體粒子用去離子水或自來水洗滌去除其表面的鹽類雜質(zhì)，即獲微米級鐵銅雙金屬粒子； 所述鐵粉的加入量以鐵粉與銅鹽水溶液或主要污染物為銅離子的エ業(yè)廢水中銅離子的質(zhì)量比達到10:1 10:5為限。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述超聲波強化微米級鐵銅雙金屬粒子處理廢水的方法，其特征在于所述鐵粉的平均粒徑為5(T900 Mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述超聲波強化微米級鐵銅雙金屬粒子處理廢水的方法，其特征在于所述銅鹽水溶液或主要污染物為銅離子的エ業(yè)廢水中銅離子的濃度至少為10 mg/L ;所述銅鹽水溶液以硫酸銅、亞硫酸銅或氯化銅為溶質(zhì)，以去離子水或自來水為溶劑配制而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任ー權(quán)利要求所述超聲波強化微米級鐵銅雙金屬粒子處理廢水的方法，其特征在于所述微米級鐵銅雙金屬粒子的平均粒徑為55 950 Mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任ー權(quán)利要求所述超聲波強化微米級鐵銅雙金屬粒子處理廢水的方法，其特征在于所述微米級鐵銅雙金屬粒子的添加量為每升反應(yīng)器有效容積添加15 40 go
7.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任ー權(quán)利要求所述超聲波強化微米級鐵銅雙金屬粒子處理廢水的方法，其特征在于所述待處理廢水的pH值控制在6. O 8. O。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述超聲波強化微米級鐵銅雙金屬粒子處理廢水的方法，其特征在于所述待處理廢水的PH值控制在6. O 8. O。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任ー權(quán)利要求所述超聲波強化微米級鐵銅雙金屬粒子處理廢水的方法，其特征在于所述反應(yīng)器包括反應(yīng)室(4)、支架(5)、超聲波探頭(9)和進料器(8)，所述反應(yīng)室(4)為圓筒體和圓錐筒體的組合體，圓錐筒體位于圓筒體之下，構(gòu)成反應(yīng)室(4)的圓筒體下部設(shè)有進水口，頂部安裝有出水檐(6)，所述進水口與進水管(I)連接，所述出水檐(6)連接有出水管(2)，構(gòu)成反應(yīng)室(4)的圓錐筒體底部設(shè)有排空ロ，所述排空ロ與安裝有控制閥的排空管(3)連接，進料器(8)和超聲波探頭(9)位于構(gòu)成反應(yīng)室(4)的圓筒體內(nèi)腔并通過位于所述圓筒體內(nèi)的支撐件固定，支架(5)與構(gòu)成反應(yīng)室(4)的圓錐筒體外壁連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述超聲波強化微米級鐵銅雙金屬粒子處理廢水的方法，其特征在于構(gòu)成反應(yīng)室(4)的圓錐筒體的錐角α為3(Γ120度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超聲波強化金屬粒子處理廢水的方法，屬于難降解廢水處理領(lǐng)域。該方法的工藝步驟如下將微米級鐵銅雙金屬粒子加入反應(yīng)器，然后向反應(yīng)器內(nèi)連續(xù)通入待處理廢水并啟動超聲波，在超聲波的作用下微米級鐵銅雙金屬粒子呈流化狀態(tài)并對廢水進行處理，經(jīng)微米級鐵銅雙金屬粒子處理后的廢水連續(xù)排出反應(yīng)器；所述廢水在反應(yīng)器內(nèi)的水力停留時間為0.2～1.0h。該方法不僅提高了廢水的處理效率，而且可避免超聲波探頭空化腐蝕和填料鈍化板結(jié)，并拓寬了所處理廢水的pH范圍。
文檔編號C02F1/36GK102795690SQ201210303778
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者賴波, 李慧強, 楊平 申請人:四川大學(xué)