連續微波-紫外光誘導催化氧化廢水的無害化處理方法及設備的製作方法
2023-04-24 21:40:36 1
專利名稱：連續微波-紫外光誘導催化氧化廢水的無害化處理方法及設備的製作方法
技術領域：
本發明公開一種連續微波-紫外光誘導催化氧化廢水的無害化處理方法，同 時還公開一種無害化處理廢水時用到的專用設備，屬於廢水處理工藝類技術領 域。
背景技術：
據中科院測算，目前由環境汙染和生態破壞造成的損失已佔到GDP總值的 15%，這意味著環境問題，已經是影響到中國可持續發展的問題之一。其中， 廢水排放成為環境汙染中一個重要的因素，據文獻有關報導中國平均1萬元 的工業增加值，需耗水330立方米，並產生230立方米汙水；每創造1億元GDP 就要排放28. 8萬噸廢水，還有大量的生活汙水。其中80%以上未經處理，就直 接排放進河道，造成河流水質的汙染。工業廢水的排放問題在很多行業都是必須面對的問題在膜分離系統中， 膜分離透過水回用，減少了水的排放量，提高了水的利用率，但並沒有減少汙 染物的排放量，它只是將水中的汙染物濃縮，提高了濃縮水中汙染物的濃度， 節水但不減汙，因此限制了膜分離技術在環保領域的應用。另外，在離子交換 再生洗脫水的處理中，離子交換隻是將汙染物轉移濃縮，^旦並沒有消除汙染物， 當離子交換樹脂再生時，汙染物再次脫離樹脂形成汙染。中國專利文獻CN1629088公開微波一紫外光催化氧化-氣浮協同處理工業廢 水的方法，該處理方法是應用於印染廢水中的處理工藝，對廢水中有機汙染物 降解、氧化後，利用氧化後的剩餘空氣產生的氣浮作用，去除有機物而排放淨 化的工業廢水。該工業廢水處理工藝具有以下不足1. 採用絮凝劑集結汙染物，出水水質不穩定；2. 絮凝劑為消耗品，在運行中須不斷投加，無法循環使用，運行成本高。 發明內容針對現有處理廢水技術的不足，本發明提供了 一種連續微波-紫外光誘導催 化氧化廢水的無害化處理方法及設備，尤其是尤其適合膜分離系統濃縮水中有 機物的處理及離子交換再生洗脫水的處理。本發明是通過以下技術方案實現的本發明包括以下工藝步驟1、 預處理去除廢水中的雜質及其他雜質，並調節PH值5-8之間；2、 連續微波-紫外光誘導催化氧化處理將上述廢水通過一吸附劑反應床， 反應床內發生微波誘導催化氧化反應，使廢水中有機物快速分解為小分子無機 物，並且反應床中的吸附劑通過一吸附劑再生系統循環利用；3、 排放淨化的廢水。步驟2中，所述的吸附劑是活性炭吸附劑，活性炭為經鋁或鐵或其他具有 磁性的過渡金屬及其氧化物改性的活性炭。紫外光，反應床底部通入空氣，空氣對系統的吸附床層進行攪動鬆動加強接觸 反應的同時，空氣中帶入的氧氣與紫外光作用產生03;活性炭上過渡金屬及其 氧化物附著在活性炭表面形成敏化劑，微波聚焦到敏化劑上，由於金屬表面的 金屬點位與微波輻射能的強烈相互作用，使得表面點位被很快加熱到較高的溫 度，並在其附近發生微波誘導催化氧化反應，使吸附在活性炭表面的有機物快 速的氧化分解為C02、 H20等小分子無機物。步驟2中，所述的吸附劑自上而下的在反應床內移動，吸附劑在移動的過 程中不斷的吸附廢水中的有才幾汙染物，同時在^[鼓波和紫外光的催化氧化作用下， 吸附在吸附劑上的汙染物不斷的被氧化分解脫附，使得吸附劑得到部分的再生， 吸附飽和的吸附劑從反應床底部排出，進入吸附劑再生系統；經固液分離，在 微波的輻射和超聲波的共同作用下，吸附在吸附劑上的有機汙染物被氧化分解 脫附，使得吸附劑活性炭再生；再生後的吸附劑被提升到反應床頂部的加入口 進入到反應床中，繼續下一次循環。步驟2中，發生氧化反應添加的氧化劑包括但不限於H2(h、 C102、 NaClO 中的一種或幾種的組合。根據不同水類添加的量有所不同，相差比較大， H202:3%~10%, C102:5~ 300ppm, NaC10: 10~ 500ppm,以上悽t據是相對於廢水 量的添加量。一種連續微波-紫外光誘導催化氧化廢水的無害化處理設備，包括有 CMIOP—體化處理系統，是一微波發生器和反應床，微波發生器安裝在反應 器的頂部，由頂部向底部輻射整個反應床，反應床內設有吸附劑，並且反應床 頂部設有吸附劑加入口和淨水排出口 ，其底部設有兩個進入口和一個排出口；吸附劑再生系統，包括固液分離器、微波輻射超聲波源裝置和循環輸送裝 置，固液分離器與反應床的排出口相連通，固液分離器還設有固體排出口和液 體排出口，固液分離器的固體排出口排出的吸附劑落到循環輸送裝置上，循環輸送裝置的另端延伸到反應床頂部的吸附劑加入口 ，並且在輸送軌道上設有微 波輻射超聲波源裝置。上述的微波輻射超聲波源裝置包含有微波輻射器和超聲波發生器，微波發生器安裝在箱體的出口端，產生的微波自出口向進口方向輻射；超聲波發生器 安裝在箱體的頂部，超聲波自裝置頂部向底部發射；箱體內貫穿有可承載吸附 劑的輸送裝置。上述的循環輸送裝置可以是皮帶式傳動也可以是其他的一切可承載物料的 連續傳動裝置。上述反應床的吸附劑加入口處設有高位加料槽。本發明可以根據廢水中有機汙染物的濃度，可通過調節廢水進入反應床的 流量和控制廢水在系統中的停留時間，達到最佳的吸附效果，保證系統的出水 水質。另外可通過調節吸附劑再生系統的輸送速度可控制吸附劑在微波輻射超 聲波源系統的停留時間，同時還可針對不同的吸附質調節系統的微波和超聲波 功率的大小，保證吸附劑的完全再生。本發明具有如下有益的效果1、 本發明採用微波輻射提高了吸附劑的吸附速率，同時由於微波輻射誘導 催化氧化的作用，使得吸附在吸附劑上的汙染物被部分的催化氧化，即吸附劑 在吸附的同時被部分的脫附再生，提高了吸附劑的吸附量，即提高了吸附劑的 使用效率。2、 本發明採用微波輻射和超聲波共同作用再生吸附劑與傳統的吸附劑再生 方式相比具有以下特點再生速度快；對吸附質的選擇性低，即幾乎適合所有 有機物吸附質的脫附再生；吸附劑的再生率高；再生能I44氐；無二次汙染等。3、 本發明採用移動床的吸附形式和連續傳動再生的傳動方式，實現了吸附 劑的連續吸附、連續再生的連續過程，改變了傳統吸附劑間歇式或序批式的運 行處理模式，大大提高系統的處理能力。
圖1是本發明工藝流程示意圖；圖2是本發明的結構框圖。圖中，1、 CMIOP—體化處理系統11、廢水進水口 12、空氣進氣口13、飽和吸附劑排出口 14、經吸附處理後的達標排放水出口15、吸附劑加入口 2、固液分離器21、固體排出口 22、液體排出口3、微波輻射超聲波源裝置 4、傳動裝置 5、高位加料槽具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一 步說明實施例結構如圖l所示，本發明包括以下工藝步驟1、 預處理去除廢水中的雜質及其他雜質，並調節PH值5-8之間；可根 據廢水的類別、水量、汙染物濃度等因素採用其中的一種或幾種有機結合的預 處理方法；2、 連續微波-紫外光誘導催化氧化處理將上述廢水通過一吸附劑反應床， 反應床內發生微波誘導催化氧化反應，使廢水中有機物快速分解為小分子無機 物，並且反應床中的吸附劑通過一吸附劑再生系統循環利用；3、 排放淨化的廢水。步驟2中，所述的吸附劑是活性炭吸附劑，活性炭為經鋁或鐵或其他具有 磁性的過渡金屬及其氧化物改性的活性炭。步驟2中，反應床上的微波發生器發出短脈衝微波激發無極紫外光源產生 紫外光，反應床底部通入空氣，空氣對系統進行攪動加強接觸反應的同時，空 氣中帶入的氧氣與紫外光作用產生03;活性炭上過渡金屬及其氧化物附著在活 性炭表面形成敏化劑，微波聚焦到敏化劑上，由於金屬表面的金屬點位與微波 輻射能的強烈相互作用，使得表面點位被很快加熱到較高的溫度，並在其附近 發生微波誘導催化氧化反應，使吸附在活性炭表面的有機物快速的氧化分解為 C02、 H20小分子無機物。步驟2中，所述的吸附劑自上而下的在反應床內移動，吸附劑在移動的過 程中不斷的吸附廢水中的有機汙染物，同時在微波和紫外光的催化氧化作用下， 吸附在吸附劑上的汙染物不斷的^皮氧化分解脫附，〗吏得吸附劑得到部分的再生， 吸附飽和的吸附劑從反應床底部排出，進入吸附劑再生系統；經固液分離，在 微波的輻射和超聲波的共同作用下，吸附在吸附劑上的有機汙染物被氧化分解 脫附，使得吸附劑活性炭再生；再生後的吸附劑被提升到反應床頂部的加入口 進入到反應床中，繼續下一次循環。本發明同時提供了 一種連續微波-紫外光誘導催化氧化廢水的無害化處理 設備，包括有CMI0P—體化處理系統1，是一微波發生器和反應床，微波發生器安裝在反應器的頂部，由頂部向底部輻射整個反應床，反應床內設有吸附劑，並且反應床頂部設有吸入劑加入口 15和經吸附處理後的達標排放水出口 14,反應床的加 入口 15處設有高位加料槽5，其槽口與連續傳動裝置出料口相通。反應床底部 設有進廢水進水口 11、空氣進氣口 12和一個飽和吸附劑排出口 13;吸附劑再生系統，包括固液分離器2、微波輻射超聲波源裝置3和循環輸送 送裝置，固液分離器與反應床的排出口相連通，固液分離器還設有固體排出口 21和液體排出口 22,固液分離器的固體排出口 21排出的吸附劑落到循環輸送 裝置上，循環輸送裝置的另端延伸到反應床頂部的加入口 15，並且在輸送軌道 上設有微波輻射超聲波源裝置3。微波輻射超聲波源裝置3是包含有微波輻射器和超聲波發生器，微波發生 器安裝在箱體的出口端，產生的微波自出口向進口方向輻射；超聲波發生器安 裝在箱體的頂部，超聲波自裝置頂部向底部發射；箱體內貫穿有可承載吸附劑 的輸送裝置。上述的循環輸送裝置可以是皮帶式傳動裝置4也可以是其他的一切可承載 物料的連續傳動裝置。本發明可以根據廢水中有機汙染物的濃度，可通過調節廢水進入反應床的 流量和控制廢水在系統中的停留時間，達到最佳的吸附效果，保證系統的出水 水質。另外可通過調節吸附劑再生系統的輸送速度可控制吸附劑在微波輻射超 聲波源系統的停留時間，同時還可針對不同的吸附質調節系統的微波和超聲波 功率的大小，保證吸附劑的完全再生。本系統經過處理的廢水對照表:項 目系統進水水質系統出水水質色度>40倍《20C0DCr100~200《40懸浮物>50《15以上所記載，僅為利用本創作技術內容的實施例，任何熟悉本項技藝者運 用本創作所為做的修飾、變化，皆屬本創作主張的專利範圍，而不限於實施例 所揭示者。
權利要求
1、一種連續微波-紫外光誘導催化氧化廢水的無害化處理方法，其特徵在於包括以下步驟(1)預處理去除廢水中的雜質及其他雜質，並調節PH值5-8之間；(2)連續微波-紫外光誘導催化氧化處理將上述廢水通過一吸附劑反應床，反應床內發生微波誘導催化氧化反應，使廢水中有機物快速分解為小分子無機物，並且反應床中的吸附劑通過一吸附劑再生系統循環利用；(3)排放淨化的廢水。
2、 根據權利要求1所述的連續微波-紫外光誘導催化氧化廢水的無害化處 理方法，其特徵在於步驟(2)中，所述的吸附劑是活性炭吸附劑，活性炭為 經鋁或鐵或其他具有i茲性的過渡金屬及其氧化物改性的活性炭。
3、 根據權利要求1所述的連續微波-紫外光誘導催化氧化廢水的無害化處 理方法，其特徵在於步驟(2)中，反應床上的微波發生器發出短脈沖微波， 激發無極紫外光源產生紫外光，反應床底部通入空氣，空氣對系統的吸附床層 進行攪動鬆動加強接觸反應的同時，空氣中帶入的氧氣與紫外光作用產生03; 活性炭上過渡金屬及其氧化物附著在活性炭表面形成敏化劑，微波聚焦到敏化 劑上，由於金屬表面的金屬點位與微波輻射能的強烈相互作用，使得表面點位 被很快加熱到較高的溫度，並在其附近發生微波誘導催化氧化反應，使吸附在 活性炭表面的有機物快速的氧化分解為小分子無機物。
4、 根據權利要求1所述的連續微波-紫外光誘導催化氧化廢水的無害化處 理方法，其特徵在於步驟(2)中，所述的吸附劑自上而下的在反應床內移動， 吸附劑在移動的過程中不斷的吸附廢水中的有機汙染物，同時在微波和紫外光 的催化氧化作用下，吸附在吸附劑上的汙染物不斷的被氧化分解脫附，使得吸 附劑得到部分的再生，吸附飽和的吸附劑從反應床底部排出，進入吸附劑再生 系統；經固液分離，在微波的輻射和超聲波的共同作用下，吸附在吸附劑上的 有機汙染物被氧化分解脫附，使得吸附劑活性炭再生；再生後的吸附劑被提升 到反應床頂部的加入口進入到反應床中，繼續下一次循環。
5、 根據權利要求1所述的連續微波-紫外光誘導催化氧化廢水的無害化處 理方法，其特徵在於步驟(2)中，發生氧化反應添加的氧化劑包括H202、 C102、 NaClO中的一種或一種以上。
6、 一種連續微波-紫外光誘導催化氧化廢水的無害化處理設備，其特徵在 於包括有CMIOP—體化處理系統，是一微波發生器和反應床，微波發生器安裝在反應 器的頂部，由頂部向底部輻射整個反應床，反應床內i殳有吸附劑，並且反應床頂部設有吸附劑加入口和淨水排出口 ，其底部設有兩個進入口和一個排出口 ；吸附劑再生系統，包括固液分離器、微波輻射超聲波源裝置和循環輸送裝 置，固液分離器與反應床的排出口相連通，固液分離器還設有固體排出口和液 體排出口，固液分離器的固體排出口排出的吸附劑落到循環輸送裝置上，循環 輸送裝置的另端延伸到反應床頂部的吸附劑加入口 ，並且在輸送軌道上設有耀: 波輻射超聲波源裝置。
7、 根據權利要求6所述的連續微波-紫外光誘導催化氧化廢水的無害化處 理設備，其特徵在於所述的微波輻射超聲波源裝置包含有微波輻射器和超聲 波發生器，微波發生器安裝在箱體的出口端，產生的^f敖波自出口向進口方向輻 射；超聲波發生器安裝在箱體的頂部，超聲波自裝置頂部向底部發射；箱體內 貫穿有可承載吸附劑的輸送裝置。
8、 根據權利要求6所述的連續微波-紫外光誘導催化氧化廢水的無害化處 理設備，其特徵在於所述的循環輸送裝置可以是皮帶式傳動也可以是其他的 一切可承載物料的連續傳動裝置。
9、 根據權利要求6所述的連續微波-紫外光誘導催化氧化廢水的無害化處 理設備，其特徵在於所述反應床的吸附劑加入口處設有高位加料槽。
全文摘要
本發明公開一種連續微波-紫外光誘導催化氧化廢水的無害化處理方法及設備，屬於廢水處理工藝類技術領域。本發明的廢水經過預處理後，然後通過一吸附劑反應床，發生微波誘導催化氧化反應，使廢水中有機物快速分解為小分子無機物，並且反應床中的吸附劑通過一吸附劑再生系統循環利用；最後排放淨化的廢水。本發明採用微波輻射提高了吸附劑的吸附速率，吸附劑再生方式再生速度快、能耗低、無二次汙染，實現了吸附劑的連續吸附、連續再生的連續過程，改變了傳統吸附劑間歇式或序批式的運行處理模式，大大提高系統的處理能力。
文檔編號C02F1/32GK101333013SQ20081007155
公開日2008年12月31日 申請日期2008年8月5日 優先權日2008年8月5日
發明者江良湧 申請人:王俊川