[發(fā)明專利]活性炭纖維－臭氧氧化聯(lián)合進(jìn)行水處理的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710015183.4
• 申請(qǐng)日: 2007-07-31
• 公開（公告）號(hào): CN101125691A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭經(jīng)堂;曲險(xiǎn)峰;李濤江;張延宗;趙玉翠;蔡升;于維釗;劉穎;李石;徐桂明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): C02F1/28
• 分類號(hào): C02F1/28;C02F1/78;C02F1/52
• 代理公司: 東營(yíng)雙橋?qū)＠碛邢挢?zé)任公司
• 代理人: 侯華頌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化臭氧化技術(shù)在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用，具體涉及活性炭纖維-臭氧氧化聯(lián)合進(jìn)行水處理的方法。

背景技術(shù)

環(huán)境保護(hù)和水資源的治理已經(jīng)引起我國(guó)的政府的高度重視，圍繞環(huán)境保護(hù)和水處理這一重要課題，相關(guān)機(jī)構(gòu)開展了大量的研究和應(yīng)用。傳統(tǒng)的臭氧氧化法在水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。但是臭氧的水中溶解度比較低，穩(wěn)定性較差，使得臭氧化的處理效率比較低，不能將污染物徹底礦化，在水處理中的應(yīng)用受到了一些限制。為了強(qiáng)化臭氧處理效果，提高臭氧的利用率和降解效率，人們開發(fā)出O₃/H₂O₂、O₃/UV、O₃/H₂O₂/UV、Fenton法和催化臭氧化法等高級(jí)氧化技術(shù)(AOP)，通過(guò)引發(fā)和促進(jìn)高活性羥基自由基(·OH)的產(chǎn)生，以提高降解有機(jī)污染物的目的。例如：清華大學(xué)在2003年申請(qǐng)并公布(公告號(hào)：1223523C)了《活性炭催化臭氧氧化-生物活性炭?jī)艋形廴疚锏姆椒ā?，其主要的技術(shù)方案是“包括活性炭催化臭氧氧化和生物活性炭?jī)蓚€(gè)單元：待處理的水從活性炭催化臭氧氧化反應(yīng)器的下部進(jìn)入，臭氧氣體從反應(yīng)器的底部通入，臭氧氣體經(jīng)反應(yīng)器中的布?xì)獍迮c水均勻混合；水和臭氧氣體向上流經(jīng)反應(yīng)器中填充的活性炭層，停留時(shí)間5-30min，水中的有機(jī)污染物被去除或轉(zhuǎn)化；初步處理的水流入填充生物活性炭的反應(yīng)器，停留時(shí)間5-90min，水中有的機(jī)污染物被生物降解、去除?！痹摷夹g(shù)融合了催化臭氧化和生物活性炭方法的技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)于提高水中有機(jī)污染物降解降解和凈化起到了較好的作用。但是實(shí)際應(yīng)用中還存在如下問(wèn)題：一是其使用的活性炭為普通的活性炭，在使用過(guò)程中活性炭的降解性能會(huì)隨著使用周期延長(zhǎng)而不斷降低；二是擬處理的水質(zhì)必須進(jìn)行前期處理或者是含有微量的有機(jī)污染物的水質(zhì)；三是工藝中融合了兩個(gè)單元結(jié)構(gòu)，使工藝條件和設(shè)備復(fù)雜，提高了運(yùn)行成本；四是對(duì)特殊水源(如含有較高酚類化合物的水質(zhì))針對(duì)性不強(qiáng)，處理效果不夠理想，難以滿足實(shí)際需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種能夠一次性處理較高有機(jī)物含量，具有處理效率高，工藝簡(jiǎn)單的活性炭纖維-臭氧氧化聯(lián)合進(jìn)行水處理的方法。

所采用的技術(shù)方案包括：

反應(yīng)器底部設(shè)置有與臭氧發(fā)生器連接布?xì)獍澹細(xì)獍迳喜吭O(shè)置單層或多層經(jīng)過(guò)改性的活性炭纖維；反應(yīng)器內(nèi)活性炭纖維占廢水的用量為1-50g/L，臭氧化氣體濃度為5-12mg/L，流量為0.1-0.5m³/h，處理時(shí)間為5-90min，調(diào)節(jié)廢水的pH值為酸性或堿性；活性炭纖維的改性是將活性炭放入炭化活化爐中進(jìn)行二次活化，活化過(guò)程中通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，當(dāng)溫度升高到700～900℃時(shí)，通入水蒸氣活化20～180min，活化過(guò)程中除了水蒸氣外，還可以選擇二氧化碳、氨氣以及金屬鹽類中的一種或兩種組合作為活化劑，提高活性炭表面上大于0.7-2.5nm的孔徑比例。

對(duì)于水中主要污染物分子直徑大于1nm的情況，在進(jìn)入反應(yīng)器處理前對(duì)預(yù)處理的水源按200-800mg/L加入量添加絮凝劑，將廢水中的固體懸浮物進(jìn)行絮凝、沉降、分離送入循環(huán)的反應(yīng)器；反應(yīng)器內(nèi)活性炭纖維占廢水的用量為10-50g/L，臭氧化氣體濃度為3-6mg/L，處理時(shí)間為10-90min，反應(yīng)溫度控制在22℃-45℃，調(diào)節(jié)廢水的pH值為堿性；活性炭纖維的活化改性后再進(jìn)行堿改性處理，將活性炭放入NaOH、KOH或氨水溶液中浸泡1-3小時(shí)，NaOH和KOH溶液的濃度為1-3mol/L，氨水的濃度為10-20wt％。

對(duì)于水中主要污染物分子直徑不大于1nm的情況，反應(yīng)器內(nèi)活性炭纖維占廢水的用量為1-6g/L，臭氧化氣體濃度為5-12mg/L，流量為0.1-0.5m³/h，處理時(shí)間為5-30min，調(diào)節(jié)廢水的pH值為6以下。

所述的金屬鹽類包括硝酸鎂、硝酸鐵、硝酸鎳、硝酸錳。

所述的布?xì)獍迨巧靶?、多孔鈦板或其它的耐臭氧氧化的多孔布?xì)獠牧现械囊环N。

所述的絮凝劑為聚合氯化鋁或聚合硫酸鐵。

發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)

1.采用經(jīng)過(guò)孔結(jié)構(gòu)調(diào)整和堿改性后的活性炭纖維對(duì)于含有大分子鏈的廢水，可以顯著提高臭氧化效率，提高臭氧的利用率。