本發(fā)明屬于廢水處理領(lǐng)域，涉及一種含二甲基亞砜的精餾廢水的處理方法。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，尤其是在碳纖維等高端材料的生產(chǎn)過程中，二甲基亞砜作為一種重要的溶劑被廣泛應(yīng)用。對(duì)生產(chǎn)廢水中的二甲基亞砜進(jìn)行有效回收是企業(yè)降本增效，清潔生產(chǎn)的重要舉措。在進(jìn)行溶劑回收時(shí)，通常加入片堿保持體系呈堿性，有效抑制二甲基亞砜的分解，從而提高精餾產(chǎn)品收率。然而，精餾出水不可避免殘留有二甲基亞砜。由于中水回用系統(tǒng)使用的反滲透膜多為芳香族聚酰胺，二甲基亞砜作為萬能溶劑會(huì)對(duì)反滲透膜造成不可逆的損傷，導(dǎo)致產(chǎn)水水質(zhì)下降。目前處理難降解有機(jī)廢水的主要方法為高級(jí)氧化工藝，例如芬頓氧化、光催化氧化和電化學(xué)氧化等，主要是利用產(chǎn)生的羥基自由基氧化有機(jī)物，但在處理過程中會(huì)有廢氣產(chǎn)生，需配套廢氣處理裝置，且水體中殘留的揮發(fā)性有機(jī)物，在中水回用反滲透濃縮階段，散發(fā)到空氣中富集累積，危害員工身體健康。

2、介質(zhì)阻擋放電是電化學(xué)氧化的一種，是一種低溫等離子體技術(shù)，又稱無聲放電，通常由正弦交流電源所驅(qū)動(dòng)，隨著電壓的升高，放電系統(tǒng)中的氣體從絕緣狀態(tài)逐漸放電最終被擊穿形成完全放電的狀態(tài)。由于絕緣介質(zhì)的存在，放電過程中不會(huì)產(chǎn)生火花或者電弧，減少了能量損失。介質(zhì)阻擋放電形式可分為氣相放電、液相放電，主要不同在于放電區(qū)域所處環(huán)境。當(dāng)放電區(qū)域在液相中時(shí)，能量利用率降低，因?yàn)樗w加熱形成水蒸氣消耗了大量的能量，當(dāng)放電區(qū)域在空氣中時(shí)，引發(fā)難度低，能量利用率高，高壓電極不與水直接接觸，不產(chǎn)生短路電流，保護(hù)了電極，幾乎不受水質(zhì)影響，但是氣液傳質(zhì)面積小，壽命短暫的羥基自由基等活性物質(zhì)利用率比液相更低。介質(zhì)阻擋放電的技術(shù)難點(diǎn)在于活性物質(zhì)的高效利用，即需要提高氣液傳質(zhì)效率，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間。

3、微納米氣泡指微納米氣泡指粒徑在10nm～100μm之間的氣泡，具有一些獨(dú)特的性質(zhì)：(1)比表面積和內(nèi)壓更大，對(duì)于氣液兩相反應(yīng)過程，這直接增大了氣液相界面積，提高了傳質(zhì)效率；(2)在水體中的停留時(shí)間長(zhǎng)，由斯托克斯方程可知，氣泡的上升速度與氣泡大小成正比，故微納米氣泡在水中具有較小的上升速度，進(jìn)而在水中具有更長(zhǎng)的停留時(shí)間；(3)可以產(chǎn)生羥基自由基，微納米氣泡在收縮過程中，雙電層的電荷密度迅速增高，氣泡破裂瞬間由于氣液界面消失的劇烈變化，界面上集聚的高濃度離子可將積蓄的化學(xué)能瞬間釋放出來，可以利用羥基自由基的強(qiáng)氧化性降解有機(jī)污染物。在介質(zhì)阻擋放電處理廢水過程中，引入微納米氣泡，有效提高傳質(zhì)效率，強(qiáng)化放電氧化效果。

4、中國(guó)專利申請(qǐng)cn118619441a公開了一種液下介質(zhì)阻擋放電等離子耦合微納米氣泡的高級(jí)氧化裝置及方法，使用等離子體產(chǎn)生的活性氣體作為微納米氣泡發(fā)生裝置的氣源，一體化設(shè)備原位利用高效活性物質(zhì)，氣量大時(shí)，氣泡將水中的易揮發(fā)物質(zhì)攜帶排入大氣。然而該方法雖然實(shí)現(xiàn)了水體的凈化，但產(chǎn)生的廢氣需要另外的設(shè)備進(jìn)一步處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種含二甲基亞砜的精餾廢水的處理方法。該方法針對(duì)二甲基亞砜精餾回收系統(tǒng)的出水，即含二甲基亞砜的精餾廢水，采用微氣泡協(xié)同介質(zhì)阻擋放電，同步處理廢水與廢氣，無二次污染，無需配套廢氣處理裝置，可作為中水回用系統(tǒng)進(jìn)水使用。

2、實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下：

3、一種含二甲基亞砜的精餾廢水的處理方法，包括以下步驟：

4、(1)將含二甲基亞砜的精餾廢水通入有接地電極和高壓電極的容器中，電極表面覆蓋有絕緣介質(zhì)，且容器內(nèi)上方設(shè)置活性炭層板，采用液相放電形式，水面高于接地電極所在平面，打開電源，開始放電；

5、(2)開啟微納米氣泡發(fā)生器，調(diào)節(jié)工作流量，使用空氣作為氣源，調(diào)節(jié)通氣量，強(qiáng)化放電氧化過程，并完成二甲基亞砜的氧化分解，氧化過程中生成的揮發(fā)性有機(jī)物被活性炭層板吸附濃縮；

6、(3)停止使用空氣作為微納米氣泡發(fā)生器氣源，通入蒸汽加熱活性炭層板，將脫附的高濃揮發(fā)性有機(jī)物作為氣源接入微納米氣泡發(fā)生器，再次通入水體中進(jìn)行氧化反應(yīng)，揮發(fā)性有機(jī)物氧化分解為二氧化碳，并與廢水中的氫氧化鈉反應(yīng)從而降低水體ph。

7、進(jìn)一步的，步驟(1)中，精餾廢水中二甲基亞砜的濃度為100～1000mg/l，ph為9.0～10.5。

8、進(jìn)一步的，步驟(1)中，高壓電極與接地電極為平行板狀電極，絕緣介質(zhì)為石英、陶瓷、有機(jī)玻璃和云母中的一種，厚度為平板狀電極厚度的0.1～0.5倍。

9、進(jìn)一步的，步驟(1)中，放電電壓設(shè)置為4～10kv。

10、進(jìn)一步的，步驟(2)中，微納米氣泡發(fā)生器的工作流量為5m3/h～60m3/h，氣體流量為工作流量的0.4～1倍。

11、進(jìn)一步的，步驟(2)中，放電氧化反應(yīng)時(shí)間為10～60min。

12、進(jìn)一步的，步驟(3)中，蒸汽采用二甲基亞砜精餾回收系統(tǒng)中的精餾蒸汽。

13、進(jìn)一步的，步驟(3)中，蒸汽量為2～60m3/h，加熱時(shí)間為10～20min，反應(yīng)時(shí)間為10～20min。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

15、(1)本發(fā)明采用微納米氣泡協(xié)同介質(zhì)阻擋放電處理含二甲基亞砜的精餾廢水，微納米氣泡增加了放電氧化過程中的氣液接觸面積，增強(qiáng)了氣液擾動(dòng)混合，延長(zhǎng)了接觸時(shí)間，從而強(qiáng)化氧化效果，進(jìn)一步降低水中二甲基亞砜殘留濃度。

16、(2)本發(fā)明設(shè)置廢氣再處理工藝，二甲基亞砜氧化分解生成的二甲基硫醚和二甲二硫等具有異味的揮發(fā)性有機(jī)物通過活性炭層板吸附濃縮。吸附后的揮發(fā)性有機(jī)物經(jīng)由蒸汽加熱后脫附，作為微納米氣泡發(fā)生器氣源再次通入廢水中，在放電氧化過程氧化分解，實(shí)現(xiàn)了廢氣處理。

17、(3)本發(fā)明揮發(fā)性有機(jī)物氧化反應(yīng)生成的二氧化碳能夠與廢水中原本存在的氫氧化鈉反應(yīng)，保持裝置內(nèi)外氣壓平衡的同時(shí)，降低水體ph＝7.0～8.5，出水可直接作為后續(xù)中水回用反滲透濃縮階段的進(jìn)水，無需調(diào)節(jié)進(jìn)水ph，避免影響反滲透膜使得脫鹽率降低，且不會(huì)引起廢氣富集從而危害員工身體健康。

技術(shù)特征：

1.一種含二甲基亞砜的精餾廢水的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，步驟（1）中，精餾廢水中二甲基亞砜的濃度為100~1000?mg/l，ph為9.0~10.5。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，步驟（1）中，高壓電極與接地電極為平行板狀電極，絕緣介質(zhì)為石英、陶瓷、有機(jī)玻璃和云母中的一種，厚度為平板狀電極厚度的0.1~0.5倍。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，步驟（1）中，放電電壓設(shè)置為4~10kv。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，步驟（2）中，微納米氣泡發(fā)生器的工作流量為5m3/h~60m3/h，氣體流量為工作流量的0.4~1倍。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，步驟（2）中，放電氧化反應(yīng)時(shí)間為10~60min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，步驟（3）中，蒸汽采用二甲基亞砜精餾回收系統(tǒng)中的精餾蒸汽。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，步驟（3）中，蒸汽量為2~60m3/h，加熱時(shí)間為10~20min，氧化反應(yīng)時(shí)間為10~20min。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種含二甲基亞砜的精餾廢水的處理方法。所述方法采用微納米氣泡強(qiáng)化介質(zhì)阻擋放電氧化處理含二甲基亞砜的精餾廢水，同時(shí)活性炭層板吸附濃縮二甲基亞砜氧化過程中生成的揮發(fā)性有機(jī)物，揮發(fā)性有機(jī)物通過蒸汽高溫脫附后作為氣源通入微納米氣泡發(fā)生器，進(jìn)入水中后被介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生的羥基自由基和活性氧分子氧化成二氧化碳，二氧化碳與水中的氫氧化鈉反應(yīng)，保持系統(tǒng)氣壓平衡并降低水體pH，最終出水可直接作為中水回用系統(tǒng)進(jìn)水再利用。

技術(shù)研發(fā)人員：陳秋飛,劉棟,秦天,齊魯,田甲由
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中復(fù)神鷹碳纖維連云港有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2