本發(fā)明屬于廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種四室回轉(zhuǎn)式微波有機廢水處理裝置及方法。該裝置主要針對生產(chǎn)高濃度有機廢水的企業(yè)，其中運用了四室回轉(zhuǎn)式廢水處理的流程，能夠?qū)⑻幚碛袡C廢水的過程連續(xù)起來，提高了處理有機廢水的效率并且實現(xiàn)了催化劑的循環(huán)利用。

背景技術(shù)：

伴隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，隨之帶來的也有各種各樣的環(huán)境問題，在這些問題中，工業(yè)有機廢水是其中較難處理。有機廢水通常有著色度高，有毒性并且難以自然降解，一旦排到自然環(huán)境中便會對土壤以及水資源造成嚴(yán)重污染。特別是像我們這種人均水資源較少的國家，保護水資源顯得尤為重要。

微波出現(xiàn)以后首先被用在了加熱上面，后來發(fā)現(xiàn)微波在對降解有機物的反應(yīng)中有著很好的效果，于是出現(xiàn)了微波催化氧化有機物的一系列研究。微波濕式催化氧化工藝就是利用微波的加熱性能，并在高壓的條件下對有機物進行氧化處理，這個反應(yīng)對于反應(yīng)條件要求苛刻，不易實現(xiàn)。

上述一些研究已經(jīng)取得了很好的效果，但是這僅僅體現(xiàn)在實驗的條件下，而且整個過程是在不連續(xù)的條件下取得的，一些反應(yīng)所使用的催化劑也是一次性的，這就限制了整個的實際應(yīng)用。

雖然已經(jīng)有回轉(zhuǎn)式微波廢水處理裝置，但是現(xiàn)有的回轉(zhuǎn)式微波廢水處理裝置是將吸附有機廢物的催化劑板直接在微波的作用下進行降解，吸附有大量有機廢物的催化劑板上會浸漬有大量的水分，直接在較高功率的微波作用下降解時，產(chǎn)生的大量的水蒸汽，水蒸汽會對降解時注入的氧化性氣體產(chǎn)生稀釋作用，影響有機廢物的降解效率，為了達(dá)到理想的降解效率，不但需要提高氧化性氣體的供給量，還需要增加有機廢水流經(jīng)的路徑長度或降低有機廢水流動的速率，造成有機廢水處理成本的提高、有機廢水降解效率的降低甚至造成催化劑壽命的縮短。同時，由于有機物降解過程產(chǎn)生的氣體與大量的水蒸汽和氧化性氣體混合后，難以進行有效利用，只能經(jīng)過收集處理后排放，提高了廢氣處理的成本。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中對于有機廢水連續(xù)、高效、徹底、低成本處理的問題，尚缺乏有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種四室回轉(zhuǎn)式微波廢水處理裝置，該處理裝置在設(shè)置上既考慮到了反應(yīng)的連續(xù)性，催化劑的回收利用性以及整個反應(yīng)的后處理等一系列連續(xù)的過程，而且在有機物經(jīng)過微波分解后能夠得到有利用價值的氣體，因此該裝置在針對處理有機物廢水有著很好的應(yīng)用前景。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種四室回轉(zhuǎn)式微波廢水處理裝置，包括外殼體和內(nèi)殼體，內(nèi)殼體通過旋轉(zhuǎn)軸安裝在外殼體的內(nèi)部，且內(nèi)殼體、外殼體和旋轉(zhuǎn)軸共軸安裝；

沿所述外殼體的周向均勻劃分為連續(xù)分布的一區(qū)吸附室、二區(qū)低溫微波室、三區(qū)高溫微波室和四區(qū)再生室，其中，一區(qū)吸附室的上端分別設(shè)置有進液口，下端分別設(shè)置有出液口，二區(qū)微波室上端設(shè)置有第一進氣口，下端設(shè)置有第一出氣口，內(nèi)部設(shè)置有低功率微波發(fā)生器；三區(qū)微波室的上端設(shè)置有第二進氣口，下端設(shè)置有第二出氣口，內(nèi)部設(shè)置有高功率微波發(fā)生器，四區(qū)再生室的上端設(shè)置有第三進氣口，下端設(shè)置有第三出氣口，內(nèi)部設(shè)置有微波催化劑(微波負(fù)載金屬氧化物)；所述第三進氣口通過管道與第一出氣口連通；

所述內(nèi)殼體的內(nèi)部沿周向也均勻分隔成四個部分，且豎向安裝有若干個吸附板，吸附板上負(fù)載有催化劑；進液口、出液口、進氣口和出氣口均與內(nèi)殼體的內(nèi)部連通。

使用時，將進液口與有機廢水源連通，高濃度有機廢水從一區(qū)的上端流入，在重力的作用下自然下流，經(jīng)過一區(qū)吸附室中吸附板的吸附，除去大部分有機廢物，得到的低濃度有機廢水排放。

一區(qū)吸附室中吸附有大量有機廢物的吸附板旋轉(zhuǎn)進入二區(qū)低溫微波室中，在低功率微波的加熱作用下，吸附在吸附板上的水分蒸發(fā)，得到水蒸汽，由于二區(qū)低溫微波室中溫度較低，只是將水分蒸發(fā)，尚無法將有機物降解，所以得到的水蒸汽較為純凈。二區(qū)低溫微波室的目的在于干燥吸附板，因為水是一種吸波性能較好的物質(zhì)，在吸附之后，吸附板中存儲了大量的水，如果直接進入高功率微波區(qū)時，微波會直接加熱水，不但會導(dǎo)致資源的浪費，降低反應(yīng)區(qū)的溫度，還會由于產(chǎn)生大量的水蒸汽，對三區(qū)微波室中通入的氧化性氣體產(chǎn)生稀釋作用，影響有機物的去除效率。設(shè)置二區(qū)微波室對吸附板進行干燥處理，為后續(xù)的有機物降解做準(zhǔn)備，并將二區(qū)低溫微波室的水蒸氣通往四區(qū)再生室用于再生活性炭。

三區(qū)高溫微波室是主反應(yīng)區(qū)，用于高溫降解有機物，負(fù)載在吸附板上的催化劑在微波作用下產(chǎn)生“熱點效應(yīng)”，所謂的熱點效應(yīng)，就是能夠在局部產(chǎn)生較高的溫度，這個溫度能夠達(dá)到900℃左右，高溫是使大分子有機物降解的一個重要條件。由于沒有大量水分的降溫、稀釋和干擾作用，三區(qū)高溫微波室可很快到達(dá)很高的溫度，有機物的降解效率和氧化性氣體的使用量大大降低。而且由于沒有大量水蒸汽，產(chǎn)生的廢氣的量減少，降低了廢氣后續(xù)處理的成本，而且無需通過降溫的方式將其中的水蒸汽除去。

進一步的，所述進液口的下端設(shè)置有液體分布器。液體分布器可以將有機廢水均勻分布，有利于提高有機廢水的處理效率。

進一步的，進氣口的下端設(shè)置有氣體分布器。氣體分布器可以將氧化性氣體均勻分布，提高了有機廢物的降解效率。

進一步的，所述吸附板為折形板。折形板可以提高吸附劑和催化劑的負(fù)載量，進而可以提高有機廢物的吸附量和處理量。同時，折形板可以延長有機廢水流動的路徑，提高有機廢物的吸附效果。

更進一步的，所述吸附板上填充有負(fù)載鐵酸鈷金屬顆粒的活性炭?；钚蕴烤哂辛己玫奈叫Ч?，且具有很好的吸波性能，鐵酸鈷金屬顆粒在微波作用下能夠產(chǎn)生“熱點效應(yīng)”，產(chǎn)生很高的溫度，在高溫和氧化性氣體的綜合作用下，有利于有機廢物的降解除去。

進一步的，所述外殼體由反射微波的材料制成，內(nèi)殼體由能夠透過微波的材料制成。這樣能使微波不外泄，且能夠與催化劑層中的有機物進行反應(yīng)。

進一步的，所述旋轉(zhuǎn)軸由電動馬達(dá)提供旋轉(zhuǎn)的動力。

進一步的，內(nèi)殼體和外殼體之間密封設(shè)置?？梢员苊馕⒉ê蜌怏w的泄露。

利用上述回轉(zhuǎn)式微波廢水處理裝置進行廢水處理的方法，包括如下步驟：

高濃度有機廢水首先進入一區(qū)吸附室進行吸附，除去大部分有機廢物，得到凈化后的有機廢水；經(jīng)過一區(qū)吸附室后的吸附板進入二區(qū)低溫微波室進行微波干燥處理，蒸發(fā)得到的水蒸汽進入四區(qū)再生室；干燥后的吸附板進入三區(qū)高溫微波室，有機廢物在微波加熱和/或氧化性氣體的作用下高溫降解，最后吸附板旋轉(zhuǎn)進入四區(qū)再生室，在微波加熱和水蒸汽的作用下實現(xiàn)活性炭的再生。

進一步的，二區(qū)低溫微波室中微波加熱的溫度為90-110℃。在這個溫度下，水分蒸發(fā)為水蒸汽，同時保證有機廢物沒有得到分解，水蒸汽較為純凈，可以直接排放或回收利用。

進一步的，高濃度有機廢水在一區(qū)吸附室停留的時間為10-15min。

進一步的，吸附板在二區(qū)低溫微波室停留的時間為4-6min。

進一步的，三區(qū)高溫微波室中有機物降解的時間為4-7min。

進一步的，四區(qū)再生室活性炭再生的時間為10-15min。

本發(fā)明的有益效果為：

1.增加微波除水段，使用低功率微波除水，降低后續(xù)降解段高功率微波負(fù)荷，同步實現(xiàn)節(jié)能和水資源回收，降低了有機廢水處理成本，并提高了有機廢物降解效率。

2.將氣液固三相反應(yīng)完全分割成液固、氣固兩相反應(yīng)，減少一個自由度，降低反應(yīng)難度，大幅提高反應(yīng)效率。

3.微波干燥過程產(chǎn)生的大量水蒸汽通入四區(qū)再生室，用于活性炭吸附劑的再生，提高了活性炭的再生效果，提高了水蒸汽的利用率，避免了資源的浪費。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。

圖1為本發(fā)明的微波廢水處理裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的微波廢水處理裝置的俯視圖；

圖3為本發(fā)明的微波處理工藝的流程圖。

其中，1、外殼體，2、進液口，3、進氣口，4、氣體分布器，5、液體分布器，6、內(nèi)殼體，7、出氣口，8、出液口，9、高功率微波發(fā)生器，10、再生微波發(fā)生器，11、低功率微波發(fā)生器，12、一區(qū)吸附室，13、二區(qū)微波室，14、三區(qū)微波室，15、四區(qū)再生室。

具體實施方式

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

如圖1和圖2所示，一種四室回轉(zhuǎn)式微波廢水處理裝置，包括外殼體1和內(nèi)殼體6，內(nèi)殼體6通過旋轉(zhuǎn)軸安裝在外殼體1的內(nèi)部，且內(nèi)殼體6、外殼體1和旋轉(zhuǎn)軸共軸安裝；

沿所述外殼體1的周向均勻劃分為連續(xù)分布的一區(qū)吸附室12、二區(qū)微波室13、三區(qū)微波室14和四區(qū)再生室15，其中，一區(qū)吸附室12的上端分別設(shè)置有進液口2，下端分別設(shè)置有出液口8，二區(qū)微波室13上端設(shè)置有第一進氣口，下端設(shè)置有第一出氣口，內(nèi)部設(shè)置有低功率微波發(fā)生器11；三區(qū)微波室14的上端設(shè)置有第二進氣口，下端設(shè)置有第二出氣口，內(nèi)部設(shè)置有高功率微波發(fā)生器9，四區(qū)再生室15的上端設(shè)置有第三進氣口，下端設(shè)置有第三出氣口，內(nèi)部設(shè)置有再生微波發(fā)生器10；所述第三進氣口通過管道與第一出氣口連通；

所述內(nèi)殼體6的內(nèi)部沿周向也均勻分隔成四個部分，且豎向安裝有若干個吸附板，吸附板上負(fù)載有催化劑；進液口2、出液口8、進氣口3和出氣口7均與內(nèi)殼體6的內(nèi)部連通。

微波有選擇透過性的特點，外殼體1和微波腔內(nèi)使用微波反射材料制備，就像微波爐中的設(shè)計，能夠不斷反射微波，使微波腔內(nèi)的微波能夠均勻分布。內(nèi)殼體6的壁面采用的是透波材料，可以保證微波能夠最大程度的穿透壁面到達(dá)催化劑層，從而對有機物進行降解，減小微波損失。

吸附板和內(nèi)殼體6在旋轉(zhuǎn)軸的作用下同步轉(zhuǎn)動，外殼體1的位置保持不變。內(nèi)殼體6與外殼體1之間密封設(shè)置，能夠最大限度的限制微波的散失。

利用上述微波廢水處理裝置進行有機廢水處理的方法，如圖3所示，包括如下步驟：

1)將有機物廢水通過一區(qū)吸附室12上端的進液口2并通過液體分布器5使液體能夠均勻流下，流經(jīng)吸附板，停留15min，有機廢水中的有機廢物被吸附板上的活性炭吸附后，水中的有機物含量大大減小，有機物去除率能夠達(dá)到90％以上，處理后的有機廢水稍加處理即可回收利用。

2)一區(qū)吸附室12吸附有機廢水之后，這部分吸附板旋轉(zhuǎn)到二區(qū)微波室13，即低功率的微波反應(yīng)區(qū)域，在這部分，需要進行的是低功率微波加熱，加熱除水的時間為5min，里面設(shè)置測溫儀檢測溫度變化并控制溫度在100℃左右，在加熱的同時從二區(qū)微波室13的上方通入空氣，將大量的水蒸氣攜帶出去，這部分水蒸氣從反應(yīng)器里出來之后，經(jīng)過一個換熱器，回收這部分水蒸氣的能量并且回收這部分水資源。因為里面的反應(yīng)溫度沒有達(dá)到有機物的分解溫度，這部分水蒸氣相對來講是比較清潔的，能夠達(dá)到直接排放的標(biāo)準(zhǔn)。

3)經(jīng)過二區(qū)微波室13低功率微波的除水過程，將這部分繼續(xù)旋轉(zhuǎn)到三區(qū)微波室14，三區(qū)微波室14是反應(yīng)的核心部分，在三區(qū)微波室14經(jīng)過高功率的微波將有機物進行高溫降解，降解的時間為5min。在高功率微波照射反應(yīng)的同時，可以選擇性地從三區(qū)微波室14上方通入氧化性氣體輔助反應(yīng)的進行，經(jīng)過這部分反應(yīng)，吸附在活性炭上的鐵酸鈷催化劑在微波作用下產(chǎn)生高溫，對高分子有機物進行降解除去，去除有機物的效率高達(dá)98％。將有機物降解過程產(chǎn)生的低熱值氣體進行儲存，利用。

4)緊接著，在反應(yīng)結(jié)束后，將這部分旋轉(zhuǎn)到四區(qū)再生室15，進行活性炭的再生過程。微波配合水蒸氣再生活性炭，活化時間為10min，能夠使活性炭的比表面積比之前更大，吸附能力更強，這是微波再生活性炭的優(yōu)勢所在。重復(fù)上述步驟，可以連續(xù)不斷的對有機物廢水進行處理。

以上所述僅為本申請的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本申請的保護范圍之內(nèi)。