12)為二氧化鉛或表面涂有Ti的Ru02。尾氣吸收裝置(8)內(nèi)填充物質(zhì)為活性炭。
[0021]采用超重力吹脫法如反應(yīng)流程圖1所示，空氣通過風(fēng)機(jī)I經(jīng)氣體流量計(jì)2計(jì)量后進(jìn)入超重力旋轉(zhuǎn)填料床3。儲液槽I 6內(nèi)的廢水在液泵5的作用下經(jīng)液體流量計(jì)4計(jì)量后由液體進(jìn)口進(jìn)入超重力設(shè)備3，此時(shí)廢水被填料撕裂為細(xì)小的液滴、液膜，加大了與空氣的接觸面積；并且氣液相界面更新速率很快，大大強(qiáng)化了揮發(fā)性有機(jī)物從液相進(jìn)入氣相的傳質(zhì)推動力。吹脫后的氣體通過尾氣處理裝置8中的活性炭吸收回收有機(jī)物，吹脫后的廢水進(jìn)入儲液槽I 6繼續(xù)循環(huán)吹脫。隨著液相中有機(jī)物濃度的降低，傳質(zhì)推動力逐漸減小，揮發(fā)性有機(jī)物從液相進(jìn)入氣相的速率減慢，處理效率降低。當(dāng)吹脫過程中有機(jī)物去除不顯著時(shí)，廢水進(jìn)入儲液槽II 7內(nèi)，進(jìn)行下一步降解過程。
[0022]廢水儲液槽II 7的廢水(硝基苯含量在80~100mg/L)在液泵II 9的作用下進(jìn)入廢水耦合反應(yīng)器15:廢水耦合反應(yīng)器15底部安裝有超聲波發(fā)生器10和電解槽，預(yù)處理廢水首先進(jìn)入電解槽的多級廢水流動通道13中，廢水流動通道13由若干陰陽電極相互交錯排列形成。硝基苯廢水從第一級陰陽電極板依次通過逐級陰陽電極板，由最后一級電極板排出，延長了廢水的電解時(shí)間，同時(shí)增加了超聲波的輻射面積，又能使聲能分布均勻。在此過程中超聲波場和電場協(xié)同作用將有效氧化廢水中的有機(jī)物，然后廢水由處理后廢水出口排出進(jìn)行生化處理。
[0023]陰電極11為不銹鋼片或銅片，陽電極12為二氧化鉛或表面涂有Ti的Ru02。
[0024]本發(fā)明所述的工藝方法中，吹脫前處理的作用:經(jīng)過吹脫處理，有效降低廢水中硝基苯含量，使得參加后續(xù)氧化降解的硝基苯含量減少，進(jìn)而使得生成的中間產(chǎn)物減少，羥基自由基清除劑減少，使得氧化效率明顯提高。
[0025]本發(fā)明所述的工藝方法中，，電解場的作用:在陰極硝基苯物質(zhì)還原為易被氧化的苯胺類物質(zhì)，苯胺類物質(zhì)更容易被超聲波/電解產(chǎn)生的羥基自由基降解，促進(jìn)反應(yīng)更快、更易進(jìn)行。
[0026]本發(fā)明所述的工藝方法中，超聲波的作用如下:超聲波分散作用使得加速有機(jī)反應(yīng)物及有機(jī)產(chǎn)物在電極表面上的傳質(zhì)、擴(kuò)散速度，并使電極表面不斷更新，從而促進(jìn)電化學(xué)反應(yīng)；超聲波空化氣泡對有機(jī)物的熱解；超聲波空化作用產(chǎn)生更多的.ΟΗ，氧化降解硝基苯。
[0027]實(shí)施例1:利用圖1所示流程，處理含硝基苯廢水。廢水中硝基苯濃度為500mg/L，pH值為6.8。超重力反應(yīng)器填料內(nèi)徑為40 mm，外徑為75 mm，轉(zhuǎn)速為900 rpm。吹脫過程中新鮮空氣與廢水在超重力設(shè)備中的氣液比為200 m3/L。當(dāng)廢水中硝基苯濃度降低為80 mg/L時(shí)，與傳統(tǒng)吹脫設(shè)備相比較處理時(shí)間可縮短80%，并且之后吹脫效率明顯降低。此時(shí)，將廢水送入廢水耦合反應(yīng)器，利用超聲波/電解氧化技術(shù)進(jìn)行深度處理，超聲波聲強(qiáng)為0.1ff/cm2，頻率為20kHz時(shí)，增加電流密度為20mA/cm2，表面涂有Ti的RuO2電極為陽極，銅片為陰極，總工藝處理50min后硝基苯去除率為95%。在上述實(shí)驗(yàn)條件下，不進(jìn)行吹脫前處理直接進(jìn)行超聲波/電解氧化技術(shù)進(jìn)行深度處理，50min后硝基苯去除率僅為30% ;在上述條件下利用專利(200910073666.9)中超重力臭氧-超聲波/電解耦合的方法處理50min后硝基苯去除僅為50%。
[0028]實(shí)施例2:利用圖1所示流程處理含硝基苯濃度為800 mg/L的水樣。超重力反應(yīng)器填料內(nèi)徑為30 mm，外徑為60 mm，轉(zhuǎn)速為1200 rpm。吹脫過程中新鮮空氣與廢水在超重力設(shè)備中的氣液比為400 m3/L，當(dāng)廢水中硝基苯濃度降低為90 mg/L時(shí)，與傳統(tǒng)吹脫設(shè)備相比較處理時(shí)間可縮短80%，并且之后吹脫效率明顯降低；此時(shí)，利用超聲波/電解氧化技術(shù)進(jìn)行深度處理，超聲波聲強(qiáng)為0.3 W/cm3，頻率為40 kHz時(shí)，增加電流密度為lOmA/cm2，表面涂有Ti的RuO2電極為陽極，銅片為陰極，總工藝處理60min后硝基苯去除率為95%。在上述實(shí)驗(yàn)條件下，不進(jìn)行吹脫前處理直接進(jìn)行超聲波/電解氧化技術(shù)進(jìn)行深度處理，60min后硝基苯去除率僅為25% ;在上述條件下利用專利(200910073666.9)中超重力臭氧-超聲波/電解耦合的方法處理60min后硝基苯去除僅為40%。
[0029]實(shí)施例3:利用圖1所示流程處理含硝基苯濃度為1200 mg/L的水樣。超重力反應(yīng)器填料內(nèi)徑為0.6 m，外徑為1.4 m，轉(zhuǎn)速為1500 rpm。吹脫過程中新鮮空氣與廢水在超重力設(shè)備中的氣液比為600 m3/L，當(dāng)廢水中硝基苯濃度降低為100 mg/L時(shí)，與傳統(tǒng)吹脫設(shè)備相比較處理時(shí)間可縮短80%，并且之后吹脫效率明顯降低；此時(shí)，利用超聲波/電解氧化技術(shù)進(jìn)行深度處理，超聲波聲強(qiáng)為0.5 W/cm3，頻率為50 kHz時(shí)，增加電流密度為5mA/cm2，表面涂有Ti的RuO2電極為陽極，銅片為陰極，總工藝處理70min后硝基苯去除率為98%。在上述實(shí)驗(yàn)條件下，不進(jìn)行吹脫前處理直接進(jìn)行超聲波/電解氧化技術(shù)進(jìn)行深度處理，70min后硝基苯去除率僅為20% ;在上述條件下利用專利(200910073666.9)中超重力臭氧-超聲波/電解耦合的方法處理70min后硝基苯去除僅為35%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種吹脫-超聲波電解耦合降解含高濃度硝基苯廢水的方法，其特征在于步驟如下:將含高濃度硝基苯廢水與新鮮空氣在超重力設(shè)備中充分接觸反應(yīng)，完成吹脫傳質(zhì)降低廢水中硝基苯含量，吹脫傳質(zhì)完成后的廢水送入由超聲波場和電解場組成的耦合反應(yīng)器中，廢水中的硝基苯類物質(zhì)在超聲波和微電解的協(xié)同作用下得到降解。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種吹脫-超聲波電解耦合降解含高濃度硝基苯廢水的方法，其特征在于:所述含高濃度硝基苯廢水中硝基苯濃度多500 mg/Lo
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種吹脫-超聲波電解耦合降解含高濃度硝基苯廢水的方法，其特征在于:廢水中吹脫完成后硝基苯含量在80~100mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種吹脫-超聲波電解耦合降解含高濃度硝基苯廢水的方法，其特征在于:新鮮空氣與廢水在超重力設(shè)備中的氣液比為200~600 m3/L;所述的超重力設(shè)備為超重力旋轉(zhuǎn)填料床，轉(zhuǎn)速為900~1500rpm ;超聲波發(fā)生器的超聲波頻率為20kHz?50kHz，超聲波聲強(qiáng)為0.lW/cm3?0.5W/cm3，電流密度為5mA/cm2?20mA/cm2。
5.一種實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-4所述的一種吹脫-超聲波電解耦合降解含高濃度硝基苯廢水的方法的裝置，其特征在于:包括設(shè)進(jìn)氣口、出氣口、進(jìn)液口、出液口的超重力設(shè)備(3)，超重力設(shè)備(3)的進(jìn)氣口通過氣體流量計(jì)(2)連接風(fēng)機(jī)(1)，出氣口連接尾氣處理裝置(8);進(jìn)液口通過液體流量計(jì)(4)連接儲液槽I (6)，儲液槽I (6)與液體流量計(jì)(4)之間設(shè)有液泵I (5);出液口與儲液槽I (6)和儲液槽II (7)相連；儲液槽II (7)的出液口通過液泵II(9)連接廢水耦合反應(yīng)器(15)，所述的廢水耦合反應(yīng)器(15)內(nèi)設(shè)置若干組交錯排列的陰電極(11)和陽電極(12)，各陰陽電極之間形成矩形通道，各矩形通道依次相通，構(gòu)成多次折流的廢水流動通道(13)，廢水耦合反應(yīng)器(15)底部設(shè)置超聲波發(fā)生器(10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種吹脫-超聲波電解耦合降解含高濃度硝基苯廢水的方法的裝置，其特征在于:陰電極(11)為不銹鋼片或銅片，陽電極(12)為二氧化鉛或表面涂有Ti 的 RuO2O
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種吹脫-超聲波電解耦合降解含高濃度硝基苯廢水的方法的裝置，其特征在于:所述尾氣吸收裝置(8)內(nèi)填充物質(zhì)為活性炭。
【專利摘要】本發(fā)明屬硝基苯類廢水處理的技術(shù)領(lǐng)域，為解決現(xiàn)有降解硝基苯類廢水的方法處理效率低、處理時(shí)間長、成本過高等問題，提供一種吹脫-超聲波電解的高級氧化降解硝基苯類廢水的方法及裝置。含高濃度硝基苯廢水與新鮮空氣在超重力設(shè)備中充分接觸反應(yīng)，完成吹脫傳質(zhì)降低廢水中硝基苯含量，吹脫傳質(zhì)完成后的廢水送入由超聲波場和電解場組成的耦合反應(yīng)器中，硝基苯類物質(zhì)在超聲波和微電解的協(xié)同作用下得到降解。用吹脫法使得廢水中的目標(biāo)污染物含量減少后再進(jìn)行氧化反應(yīng)，最大限度減少廢水水質(zhì)變化和降低中間產(chǎn)物的生成量，使羥基自由基消耗物生成量減少，提高氧化效率。實(shí)現(xiàn)不需外加臭氧氧化劑，縮短60~80%處理時(shí)間，處理成本降低50%的效果。
【IPC分類】C02F9-08, C02F101-38
【公開號】CN104724870
【申請?zhí)枴緾N201510093433
【發(fā)明人】劉有智, 焦緯洲, 栗秀萍, 申紅艷, 高璟, 張巧玲, 祁貴生, 羅瑩, 袁志國, 郭亮
【申請人】中北大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月3日