一種連續(xù)降解aes真空脫除水中二噁烷方法及處理裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種連續(xù)降解AES真空脫除水中二噁烷方法及處理裝置。目的是提供的方法能降解生產(chǎn)AES時產(chǎn)生的真空脫除水中的高濃度二噁烷；提供的處理裝置具有結(jié)構(gòu)簡單及使用方便的特點。技術(shù)方案是：一種連續(xù)降解AES真空脫除水中二噁烷的方法，包括以下步驟：1）將AES真空脫除二噁烷產(chǎn)生的真空脫除水與雙氧水混合，并通入臭氧進行預(yù)氧化反應(yīng)；2）將經(jīng)過步驟1）處理后的混合水通入混合器中，并通入臭氧進行初步降解反應(yīng)；3）向經(jīng)過步驟2）處理后的降解水中加入催化劑，并通入臭氧進一步催化氧化反應(yīng)即成。一種連續(xù)降解AES真空脫除水中二噁烷的處理裝置，該處理裝置包括預(yù)氧化器、靜態(tài)混合器、催化氧化器，及臭氧源。
【專利說明】一種連續(xù)降解AES真空脫除水中二噁烷方法及處理裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種以金屬或金屬氧化物作為催化劑連續(xù)催化臭氧降解二噁烷的方法及處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在表面活性劑脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽(以下簡稱AES)的生產(chǎn)過程中，包含有真空脫除二噁烷的工藝步驟，可產(chǎn)生含高濃度二噁烷的廢水(二噁烷含量高達200-500mg/L)。
[0003]二噁烷(1，4-dioxane)是一種無色易揮發(fā)液體，分子式為C4H8O2,相對分子質(zhì)量為88.11，別名二氧六環(huán)或I，4- 二氧己環(huán)，具有醚樣氣味，易燃，熔點11.8 °C，沸點101.3 °C，能與水、芳香烴類和大多數(shù)有機溶劑混溶。二噁烷親水性強，在水中溶解性好且穩(wěn)定，分子結(jié)構(gòu)中沒有易水解基團，不吸收自然光，在自然環(huán)境中不易水解或光解。二噁烷易揮發(fā)，容易從土壤中轉(zhuǎn)移到地下水中，將二噁烷直接排入污水池處理容易污染大氣、土壤和水體。
[0004]二噁烷的降解方法主要包括生物降解法；生物降解法耗時久且運行不易，因此急需一種更加快捷高效并能夠連續(xù)化降解二噁烷的方法及處理裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)化處理二噁烷的方法，該方法能降解生產(chǎn)AES時產(chǎn)生的真空脫除水中的高濃度二噁烷，并具有降解率高以及工藝簡單的特點；
[0006]本發(fā)明還提供一種連續(xù)化處理二噁烷的處理裝置，該處理裝置具有結(jié)構(gòu)簡單及使用方便的特點。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0008]一種連續(xù)降解AES真空脫除水中二噁烷的方法，包括以下步驟:
[0009]I)將AES真空脫除二噁烷產(chǎn)生的真空脫除水與雙氧水混合，并通入臭氧進行預(yù)氧化反應(yīng)，處理氣壓為0.02-0.05MPa ；
[0010]2)將經(jīng)過步驟I)處理后的混合水通入混合器中，并通入臭氧進行初步降解反應(yīng)；
[0011]3 )向經(jīng)過步驟2 )處理后的降解水中加入催化劑，并通入臭氧進一步催化氧化反應(yīng)即成。
[0012]所述雙氧水的投料量為50_100mg/L。
[0013]所述三個步驟中的臭氧投料量依次為10-20mg/L、20-60mg/L及10_20mg/L。
[0014]所述催化劑為金屬或金屬化合物。
[0015]所述催化劑為Ti02、Al203、Mn 或 Fe。
[0016]一種連續(xù)降解AES真空脫除水中二噁烷的處理裝置，其特征在于:該處理裝置包括通過物料管道依次串聯(lián)相通的預(yù)氧化器、靜態(tài)混合器、催化氧化器，以及分別與預(yù)氧化器、靜態(tài)混合器及催化氧化器這三個反應(yīng)器底部的進氣口連通的臭氧源。
[0017]所述預(yù)氧化器的出`料口與靜態(tài)混合器的進料口連通并且靜態(tài)混合器的出料口與催化氧化器的進料口連通。[0018]所述預(yù)氧化器、靜態(tài)混合器以及催化氧化器，這三個反應(yīng)器的頂部排氣口分別連通臭氧破壞器。
[0019]所述臭氧源為臭氧發(fā)生器。
[0020]本發(fā)明的有益效果是: [0021]1、本發(fā)明通過在真空脫除水中加入雙氧水以提高臭氧的氧化能力，并以金屬或金屬化合物作為催化劑，可使二噁烷降解率達到95%以上，不僅減輕了環(huán)保處理壓力，而且成本較低且工藝簡單(生物降解法需要的較高投資成本且運行難度較大)；
[0022]2、本發(fā)明使用臭氧作為氧化劑，不僅價格比較低廉，降解處理速度較快,而且臭氧還原后生成的產(chǎn)物是氧氣，二噁烷最終轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，能夠減輕后續(xù)環(huán)保處理的負(fù)擔(dān)；
[0023]3、二噁烷是一種環(huán)醚化合物，不易化學(xué)分解，需要使用氧化電勢大于2.0eV的氧化劑；而uv+h2o2和o3+h2o2的氧化電勢較高,可以用于降解二噁烷；本發(fā)明中臭氧與雙氧水的氧化電勢為2.7eV，降解二噁烷的效果較高；
[0024]4、根據(jù)所使用催化劑的不同，可分為兩類催化臭氧氧化技術(shù):一類是均相催化臭氧氧化，催化劑一般為過渡金屬離子，如Fe (II)、Mn (II)、Ni (II)、Co (II)、Cd(II)、Cu (II)、Ag(I)、Cr(III)、Zn(II)等；另一類是使用固態(tài)金屬、金屬氧化物或負(fù)載在載體上的金屬或金屬氧化物作為催化劑，進行非均相催化臭氧氧化；本發(fā)明以金屬或金屬氧化物為催化劑，能夠吸附臭氧與二噁烷進行降解反應(yīng)，同時能提高臭氧的催化分解效率和羥基自由基的生成；
[0025]5、預(yù)氧化器能增大水中臭氧的溶解濃度，從而提高臭氧的利用率；
[0026]6、靜態(tài)混合器能使臭氧與二噁烷充分接觸，從而提高了在無催化劑情況下二噁烷的降解效率，延長了催化氧化器中催化劑的使用壽命；
[0027]7、本發(fā)明的處理裝置不僅體積較小，而且均由成熟裝置組合形成，可實現(xiàn)連續(xù)化處理，并且組合簡單方便，還能根據(jù)廢水處理量調(diào)節(jié)安排，節(jié)約處理成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明處理裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0029]化學(xué)氧化法是一種有效降解二噁烷的方法，但在使用臭氧處理二噁烷的過程中，存在臭氧利用率低及臭氧氧化不徹底等問題；為此，本發(fā)明同時加入了 H2O2以及催化劑，顯著提高了對二噁烷的降解效率。
[0030]以下對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明并不局限于以下實施例。
[0031]一、一種連續(xù)降解二噁烷的方法，包括以下步驟:
[0032]第一步、將AES真空脫除二噁烷產(chǎn)生的真空脫除水與雙氧水(50_100mg/L)混合，然后通入由臭氧源產(chǎn)生的臭氧(10_20mg/L)進行預(yù)氧化反應(yīng)；處理時氣壓保持在
0.02-0.05MPa ；
[0033]第二步、將經(jīng)過第一步處理后的混合水進一步混合(優(yōu)選采用靜態(tài)混合器)，同時通入由臭氧源產(chǎn)生的臭氧(20-60mg/L)以進行初步降解反應(yīng)；所述靜態(tài)混合器內(nèi)保持常壓且溫度為40-60°C ；
[0034]第三步、向經(jīng)過第二步處理后的降解水中加入催化劑，并通入由臭氧源產(chǎn)生的臭氧(10-20mg/L)以進行催化氧化反應(yīng)；所述催化時保持常壓且溫度為40-60°C ;該催化劑為金屬或金屬化合物；催化劑優(yōu)選Ti02、Al203、Mn或Fe。
[0035]二、一種連續(xù)降解二噁烷的處理裝置，如圖1所示，包括通過物料管道依次串聯(lián)相通的預(yù)氧化器1、靜態(tài)混合器2、催化氧化器3，以及臭氧發(fā)生器4和臭氧破壞器5 ；
[0036]所述預(yù)氧化器的側(cè)下方制有進料口 1-1，底部制有進氣口 1-3，側(cè)上方制有出料口1-2，頂部制有排氣口 1-4 ;所述靜態(tài)混合器的側(cè)下方制有進料口 2-1，底部制有進氣口 2-3，側(cè)上方制有出料口 2-2，頂部制有排氣口 2-4 ;所述催化氧化器的側(cè)下方制有進料口 3-1，底部制有進氣口 3-3，側(cè)上方制有出料口 3-2，頂部制有排氣口 3-4 ；
[0037]預(yù)氧化器的進料口輸入真空脫除水A與雙氧水B ;預(yù)氧化器的出料口通過物料管道(圖中省略)與靜態(tài)混合器的進料口連通并且靜態(tài)混合器的出料口通過物料管道與催化氧化器的進料口連通；催化氧化器的出料口則輸出經(jīng)過處理的真空脫除水；
[0038]所述臭氧源為臭氧發(fā)生器；所述臭氧發(fā)生器通過管道分別連通預(yù)氧化器的進氣口、靜態(tài)混合器的進氣口、催化氧化器的進氣口 ；
[0039]所述臭氧破壞器通過管道分別連通預(yù)氧化器的排氣口、靜態(tài)混合器的排氣口、催化氧化器的排氣口 ；經(jīng)過臭氧破壞器處理后的尾氣可直接排放；
[0040]所述處理裝置的廢水處理量優(yōu)選為lm3/h，并且可將多個處理裝置并聯(lián)以增大廢水處理能力；
[0041]所述預(yù)氧化反應(yīng) 器、靜態(tài)混合器及催化氧化器均為現(xiàn)有技術(shù)，可外購獲得。
[0042]三、實驗數(shù)據(jù)
[0043]檢驗本發(fā)明連續(xù)降解二噁烷的效果，需綜合考量臭氧的利用效率與催化臭氧化處理成本；以下通過改變雙氧水加量、臭氧濃度、金屬或金屬化合物等參數(shù)進行測定；
[0044]1、測試?yán)?br> [0045]保持臭氧總投量與二噁烷濃度的比例不變，保持預(yù)氧化器、靜態(tài)混合器與催化氧化器的臭氧投料比不變，以TiO2作為催化劑，多次調(diào)整雙氧水與二噁烷濃度比例后，得到二噁烷降解率(表1所示):
[0046]表1:雙氧水濃度對二噁烷降解率的影響
【權(quán)利要求】
1.一種連續(xù)降解AES真空脫除水中二噁烷的方法，包括以下步驟: 1)將AES生產(chǎn)過程中的真空脫除二噁烷產(chǎn)生的真空脫除水與雙氧水混合，并通入臭氧進行預(yù)氧化反應(yīng)，處理氣壓為0.02-0.05MPa ； 2)將經(jīng)過步驟I)處理后的混合水通入混合器中，并通入臭氧進行初步降解反應(yīng)； 3)向經(jīng)過步驟2)處理后的降解水中加入催化劑，并通入臭氧進一步催化氧化反應(yīng)即成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)降解AES真空脫除水中二噁烷的方法，其特征在于:所述雙氧水的投料量為50-100mg/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種連續(xù)降解AES真空脫除水中二噁烷的方法，其特征在于:所述三個步驟中的臭氧投料量依次為10-20mg/L、20-60mg/L及10-20mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種連續(xù)降解AES真空脫除水中二噁烷的方法，其特征在于:所述催化劑為金屬或金屬化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種連續(xù)降解AES真空脫除水中二噁烷的方法，其特征在于:所述催化劑為Ti02、Al203、Mn或Fe。
6.一種連續(xù)降解二噁烷的處理裝置，其特征在于:該處理裝置包括通過物料管道依次串聯(lián)相通的預(yù)氧化器(I)、靜態(tài)混合器(2)、催化氧化器(3)，以及分別與預(yù)氧化器、靜態(tài)混合器及催化氧化器這三個反應(yīng)器底部的進氣口連通的臭氧源。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的`一種連續(xù)降解二噁烷的處理裝置，其特征在于:所述預(yù)氧化器的出料口與靜態(tài)混合器的進料口連通并且靜態(tài)混合器的出料口與催化氧化器的進料口連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種連續(xù)降解二噁烷的處理裝置，其特征在于:所述預(yù)氧化器、靜態(tài)混合器、催化氧化器，這三個反應(yīng)器的頂部排氣口分別連通臭氧破壞器(5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種連續(xù)降解二噁烷的處理裝置，其特征在于:所述臭氧源為臭氧發(fā)生器(4)。
【文檔編號】C02F101/34GK103723816SQ201310728769
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】陶華東, 黃亞茹, 周大鵬, 孔令鳥, 任靜, 秦志榮, 許榮年 申請人:浙江贊宇科技股份有限公司, 嘉興贊宇科技有限公司