臭氧/高鐵酸鉀聯用處理有機廢水的裝置及方法
2023-09-22 03:14:30 1
專利名稱：臭氧/高鐵酸鉀聯用處理有機廢水的裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種利用臭氧/高鐵酸鉀聯用處理有機廢水的裝置及方法，屬於環境
技術和水處理領域。
背景技術：
近年來，我國連續發生重大環境汙染事件，直接威脅當地的飲水安全，並給人們的 生產生活帶來嚴重影響，甚至造成國際環境糾紛和賠償。對國內外重大汙染環境突發事件 分析可知，其汙染物以液態為主，佔60%以上，是應急處理的主要對象。因此，針對典型液態 汙染物展開其快速處理處置技術研究是重大汙染事件應急技術中的重中之重。
同時，難降解有機物的處理是環境和化工領域研究的熱點之一，也是國民經濟發 展亟待解決的問題。製藥、染料、化工等行業排放的廢水通常含有高濃度的難生化的有機 物，該類有機物具有種類多、成分複雜、COD(化學需氧量)濃度高、可生化性差、有毒有害等 特點，常規處理方法難以取得滿意的處理效果，成為目前我國廢水處理中面臨的一大技術 難點。目前，物化一生化聯用技術仍是解決這類廢水的主要方法和技術，其關鍵是通過高效 氧化預處理，將難降解有機汙染物轉化為低毒、易生物降解的低分子有機物，以利於後續生 化處理過程。其中高級氧化技術如臭氧氧化法和高鐵酸鉀氧化法作為預處理技術得到了廣 泛關注。 高級氧化技術利用各種氧化劑攻擊廢水中的大分子有機物，從而使水中有機物得 到氧化，達到淨化水質的目的。常用的氧化劑有臭氧，氯氣，雙氧水等，其中又以臭氧氧化最 為引人關注。臭氧作為一種高效的氧化劑，在水處理領域應用廣泛，但其亦存在不足，一是 臭氧氧化具有較強的選擇性，氧化過程中往往只實現了廢水中大分子有機物向小分子有機 物的轉變，礦化能力差；二是臭氧利用率不高，導致臭氧處理費用高。如何提高臭氧利用率， 提高其對汙染物的礦化能力，成為了近些年研究的熱點。 高鐵酸鉀是一種多功能水處理藥劑，在水處理中得到了廣泛的應用。高鐵酸鉀中 的酸根(Fe042—)在水中極不穩定，極易分解生成氧氣與絮狀氫氧化鐵。高鐵酸鉀具有極強 的氧化性，在酸性和鹼性介質中，電對Fe(VI)/Fe(ni)的標準電極電位分別為2. 20V和 0. 72V，氧化性比高錳酸鉀重鉻酸鉀等常見氧化劑要強，它可以氧化很多物質，如叫—、SCN—、 醇、酸、胺、羥酮等物。高鐵酸鉀的氧化性還有適用範圍寬、有選擇性、氧化轉化率高等特點， 並且高鐵酸鉀作為選擇性氧化劑具有安全、無毒、無汙染、無剌激等優點。
發明內容
本發明的目的是提供一種臭氧/高鐵酸鉀聯用處理有機廢水的裝置及方法，以實 現快速高效去除有機廢水的汙染物。 本發明的臭氧/高鐵酸鉀聯用處理有機廢水的裝置，包括氧氣鋼瓶、臭氧發生器 和反應器，反應器的底部設有曝氣裝置和進氣管，反應器的上部設有出水口 ，中部設有取樣 口 ，下部設有進水口 ，臭氧發生器的進氣口與氧氣鋼瓶相連，臭氧發生器的出氣口經流量計
3與進氣管的一端相連，進氣管的另一端與曝氣裝置相連。 利用上述裝置處理有機廢水的方法，其操作步驟是有機廢水連續地從反應器的 進水口進入反應器，從反應器出水口流出，臭氧發生器產生的臭氧化氣體通過流量計經曝 氣裝置進入反應器，控制臭氧進氣流量為20 100L/h，氣相臭氧濃度維持為10 50mg/L， 同時向反應器內投加高鐵酸鉀，控制高鐵酸鉀的濃度為0. 1 5g/L。 本發明裝置結構簡單，操作簡便。在本發明中，臭氧氣體一方面與有機汙染物迅速 反應，另一方面可促進反應器內部的汙染物和高鐵酸鉀的均勻分散、接觸，從而提高傳質效 率；高鐵酸鉀投加入反應器後，迅速溶解並與有機汙染物反應，同時高鐵酸鉀的分解產物對 臭氧具有一定的催化能力，可顯著提高臭氧降解有機汙染物的能力，縮短反應時間。本發明 可用於處理難生物降解的高濃度有毒有害有機廢水，處理效率高。
圖1為本發明裝置示意圖。
圖2為實施例硝基苯降解曲線圖。
具體實施例方式
為了更好的理解本發明，下面結合附圖以及具體實施例對本發明作進一步說明。
參照圖1 ，本發明的臭氧/高鐵酸鉀聯用處理有機廢水的裝置，包括氧氣鋼瓶1 、臭 氧發生器2和反應器5，反應器5的底部設有曝氣裝置9和進氣管4，反應器5的上部設有 出水口 8，中部設有取樣口 7，下部設有進水口 6，臭氧發生器2的進氣口與氧氣鋼瓶1相連， 臭氧發生器2的出氣口經流量計3與進氣管4的一端相連，進氣管4的另一端與曝氣裝置 9相連。 實施例 採用本發明裝置處理硝基苯廢水取350mg/L硝基苯溶液500mL加入反應器 中，在pH = 5. 74，溫度為2(TC，控制臭氧流量為36L/h，高鐵酸鉀濃度為0. 35g/L條件 下，間隔一定時間取樣5mL，加入lmol/LNa2S03溶液20 y L終止反應，然後經過離心分離 (8000rpm) 10min，取上清液經0. 22 y m濾膜過濾後分析硝基苯濃度。分別考察單獨投加高 鐵酸鉀、通入臭氧氣體以及兩者共投加對硝基苯去除率的影響，實驗結果如圖2所示。從圖 2可見，臭氧/高鐵酸鉀聯用處理硝基苯廢水具有明顯的協同效應，兩者共投加反應40min， 對硝基苯的去除率為98%，而單獨臭氧和高鐵酸鉀氧化硝基苯，去除率僅為85%和37%。
權利要求
臭氧/高鐵酸鉀聯用處理有機廢水的裝置，其特徵是包括氧氣鋼瓶(1)、臭氧發生器(2)和反應器(5)，反應器(5)的底部設有曝氣裝置(9)和進氣管(4)，反應器(5)的上部設有出水口(8)，中部設有取樣口(7)，下部設有進水口(6)，臭氧發生器(2)的進氣口與氧氣鋼瓶(1)相連，臭氧發生器(2)的出氣口經流量計(3)與進氣管(4)的一端相連，進氣管(4)的另一端與曝氣裝置(9)相連。
2. 利用權利要求1所述的裝置處理有機廢水的方法，其特徵是有機廢水連續地從反應 器的進水口 (6)進入反應器，從反應器出水口 (8)流出，臭氧發生器(2)產生的臭氧化氣 體通過流量計(3)經曝氣裝置(9)進入反應器，控制臭氧進氣流量為20 100L/h，氣相臭 氧濃度維持為10 50mg/L，同時向反應器內投加高鐵酸鉀，控制高鐵酸鉀的濃度為0. 1 5g/L。
全文摘要
本發明公開的臭氧/高鐵酸鉀聯用處理有機廢水的裝置，包括氧氣鋼瓶、臭氧發生器和反應器，反應器的底部設有曝氣裝置和進氣管，反應器的上部、中部和下部分別設有出水口、取樣口和進水口，臭氧發生器的進氣口與氧氣鋼瓶相連，臭氧發生器的出氣口經流量計與進氣管的一端相連，進氣管的另一端與曝氣裝置相連。本發明裝置結構簡單，操作簡便。利用臭氧、高鐵酸鉀的氧化能力以及高鐵酸鉀分解產物的催化臭氧能力，可顯著促進有機廢水的降解，縮短反應時間。本發明可用於處理難生物降解的高濃度有毒有害有機廢水，處理效率高。
文檔編號C02F1/72GK101759276SQ201010039589
公開日2010年6月30日 申請日期2010年1月8日 優先權日2010年1月8日
發明者劉賢君, 張興旺, 李宇, 雷樂成 申請人:浙江大學