[發(fā)明專利]微波誘導(dǎo)吸附?原位催化氧化降解有機(jī)污染物的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610798462.1
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN107789941A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜興茂;胡泊;魏國輝;全林
• 申請（專利權(quán)）人: 姜興茂
• 主分類號: B01D53/00
• 分類號: B01D53/00;B01D53/04;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務(wù)所32205
• 代理人: 胡亞輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及降解有機(jī)污染物的方法，具體涉及微波誘導(dǎo)吸附-原位催化氧化技術(shù)降解有機(jī)污染物的方法，屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境負(fù)擔(dān)也日益沉重。目前，揮發(fā)性有機(jī)化合物VOC已成為大氣的主要污染源，抗生素、有機(jī)染料、農(nóng)藥等有機(jī)物已成為水體的主要污染源。人體長期接觸含有機(jī)物的廢氣和廢水，會引起慢性中毒，損害身體肝臟等器官，同時會引起人體的神經(jīng)系統(tǒng)損傷。因此，開發(fā)高效的治理空氣中VOC和水中有機(jī)污染物的技術(shù)，是解決我國環(huán)境污染問題的重要手段之一。

目前用于降解含VOC的有機(jī)廢氣的方法主要有吸附法、吸收法、低溫等離子法、光催化氧化法、生物處理法、催化氧化法等，用于降解有機(jī)廢水的方法主要有吸附法、活性污泥法、超聲降解法、光催化氧化法、催化氧化法等。其中，吸附法因為設(shè)備簡單及快速分離等特點，在含有機(jī)廢氣、廢水的處理中被大量應(yīng)用，但吸附法不能降解污染物；催化氧化法能降解有機(jī)物，但只適合低濃度有機(jī)污染物的處理，且處理時間長。將吸附與催化氧化兩種技術(shù)聯(lián)用處理有機(jī)廢氣或有機(jī)廢水已經(jīng)在工業(yè)上廣泛應(yīng)用，在一定程度上提高了降解率，但是處理時間依舊較長。而且現(xiàn)有的吸附-原位催化氧化技術(shù)中吸附、脫附、催化氧化三個工藝都是獨立的，造成了設(shè)備設(shè)計復(fù)雜、可靠性較低，且脫附不完全。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供微波誘導(dǎo)吸附-原位催化氧化降解有機(jī)污染物的方法，處理時間短，降解率高，且工藝簡單，能完全脫附。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一步法微波誘導(dǎo)吸附-原位催化氧化降解有機(jī)污染物，具體步驟為：首先采用固定床方式，在石英管內(nèi)裝填微波誘導(dǎo)吸附-原位催化劑組成固定床反應(yīng)器，將固定床反應(yīng)器垂直插入微波反應(yīng)器的微波腔內(nèi)，待處理廢氣勻速通過固定床反應(yīng)器，所述微波誘導(dǎo)吸附-原位催化劑對廢氣中的VOC進(jìn)行吸附分離，同時所述微波誘導(dǎo)吸附-原位催化劑在微波場輻照下對催化劑表面的污染物進(jìn)行催化氧化分解，通過微波反應(yīng)器上的溫控儀控制微波輻照的功率；所述的微波誘導(dǎo)吸附-原位催化劑是由吸附劑和固體催化劑構(gòu)成，所述吸附劑為耐高溫多孔吸附材料，優(yōu)選為顆粒活性炭、活性炭纖維氈或分子篩，所述固體催化劑為負(fù)載在所述吸附劑表面的金屬或金屬氧化物；所述固體催化劑的質(zhì)量為所述吸附劑質(zhì)量的1～20％。

進(jìn)一步地，所述金屬為鈦、鉬、銅、錳、鐵、鈷、鎳、鑭、鉬、鉍、鎢、鋁、鋅、錫、鉛、鉻、鋯、釩中的一種或多種，所述金屬氧化物為鈦、鉬、銅、錳、鐵、鈷、鎳、鑭、鉬、鉍、鎢、鋁、鋅、錫、鉛、鉻、鋯、釩的單元氧化物或多元氧化物的一種或多種。

進(jìn)一步地，所述廢氣為含有甲苯、苯、氯苯、乙酸乙酯等VOC組分的有機(jī)廢氣，VOC濃度為10ppm～2000ppm，處理能力為0.1m³/小時～100000m³/小時。

進(jìn)一步地，所述微波輻照的功率為0.01kw～10kw，所述微波輻照的時間為0.5min～5min。

進(jìn)一步地，VOC降解率超過90％時，固定床反應(yīng)器的工作溫度T₉₀為150℃～300℃。

本發(fā)明還提供了交替法微波誘導(dǎo)吸附-原位催化氧化降解有機(jī)污染物，具體步驟為：首先在吸附槽內(nèi)填充微波誘導(dǎo)吸附-原位催化劑，待處理廢氣或者廢水在吸附槽中，所述微波誘導(dǎo)吸附-原位催化劑對廢氣或者廢水中的有機(jī)污染物進(jìn)行吸附分離，然后將吸附后的微波誘導(dǎo)吸附-原位催化劑干燥，再轉(zhuǎn)移至微波催化氧化槽內(nèi)，所述微波誘導(dǎo)吸附-原位催化劑在微波場輻照下對催化劑表面的污染物進(jìn)行脫附和催化氧化分解；所述的微波誘導(dǎo)吸附-原位催化劑是由吸附劑和固體催化劑構(gòu)成，所述吸附劑為耐高溫多孔吸附材料，優(yōu)選為活性炭、活性炭纖維氈或分子篩，所述固體催化劑為負(fù)載在所述吸附劑表面的金屬或金屬氧化物；所述固體催化劑的質(zhì)量為所述吸附劑質(zhì)量的1～20％。

進(jìn)一步地，所述金屬為鈦、鉬、銅、錳、鐵、鈷、鎳、鑭、鉬、鉍、鎢、鋁、鋅、錫、鉛、鉻、鋯、釩中的一種或多種，所述金屬氧化物為鈦、鉬、銅、錳、鐵、鈷、鎳、鑭、鉬、鉍、鎢、鋁、鋅、錫、鉛、鉻、鋯、釩的單元氧化物或多元氧化物的一種或多種。

進(jìn)一步地，所述廢氣為含有甲苯、苯、氯苯、乙酸乙酯等VOC組分的有機(jī)廢氣，VOC濃度為10ppm～2000ppm，處理能力為0.1m³/小時～100000m³/小時；所述廢水為含有甲基橙、羅丹明B等有機(jī)染料和/或四環(huán)素、林可霉素等抗生素類污染物的有機(jī)廢水，廢水中有機(jī)污染物的濃度為10mg/L～1000mg/L，處理能力為0.1噸/時～100噸/時。