[發(fā)明專利]一種臭氧催化氧化處理有機(jī)廢水的工藝及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710583328.4
• 申請(qǐng)日: 2017-07-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107162167B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王軍;張勇;侯得印;趙長(zhǎng)偉;曹愛(ài)新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心
• 主分類號(hào): C02F1/78
• 分類號(hào): C02F1/78;C02F101/30
• 代理公司: 北京紅福盈知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11525
• 代理人: 陳月福

一種臭氧催化氧化處理有機(jī)廢水的工藝及裝置。本發(fā)明利用多孔聚四氟乙烯材料作為全氟烷烴溶液的載體，并將上述孔中充滿全氟烷烴溶劑的聚四氟乙烯材料作為臭氧氧化過(guò)程的催化劑。進(jìn)而，將該催化劑添加到微氣泡臭氧曝氣器中，或?qū)⒅锌绽w維型的聚四氟乙烯催化材料加工為膜組件形式，形成兩種臭氧催化氧化裝置。全氟烷烴溶劑對(duì)臭氧及某些有機(jī)物優(yōu)先吸收，形成局部高濃度反應(yīng)底物，從而提高臭氧氧化速率。該方法和裝置可有效提高臭氧的利用效率，減少全氟烷烴溶劑的流失，并減小設(shè)備體積。該方法適用于水中有機(jī)物，尤其是辛醇?水分配系數(shù)較高的有機(jī)物的臭氧氧化降解工藝。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種臭氧催化氧化處理有機(jī)廢水的工藝及裝置。

背景技術(shù)

化工、造紙、紡織、焦化、養(yǎng)殖等行業(yè)排放大量有機(jī)廢水，這些廢水呈現(xiàn)組分復(fù)雜、濃度高、鹽分多、難降解等特點(diǎn)。不論在自然或人工強(qiáng)化條件下，利用常規(guī)的微生物法難以有效處理此類廢水，通常需結(jié)合物化法進(jìn)行處理?；瘜W(xué)氧化法是一種常用的物化方法，適宜用于上述難生物降解的復(fù)雜有機(jī)廢水體系。通過(guò)化學(xué)氧化作用，可將難降解的有機(jī)物分解為小分子物質(zhì)，甚至礦化為二氧化碳和水。在化學(xué)氧化方法中，臭氧氧化法氧化能力強(qiáng)，工藝簡(jiǎn)單，氣源易得，使用安全，是一種經(jīng)濟(jì)高效的技術(shù)。臭氧的氧化還原電位為2.07eV，高于氯氣、過(guò)氧化氫等常見(jiàn)氧化劑。對(duì)水中有機(jī)物尤其是含不飽和鍵的有機(jī)物降解效果好。尤其是結(jié)合催化劑、紫外或過(guò)氧化氫的臭氧高級(jí)氧化技術(shù)，其應(yīng)用范圍更廣，效果更為顯著。

然而，廢水中存在的鹽分和各種有機(jī)物會(huì)影響臭氧氧化過(guò)程，降低臭氧的利用效率。與此同時(shí)，現(xiàn)有的臭氧接觸裝置還存在傳質(zhì)效果較差，設(shè)備體積較大等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明提出一種臭氧催化氧化處理有機(jī)廢水的工藝及裝置，旨在解決上述問(wèn)題。本發(fā)明的是通過(guò)下述方式實(shí)現(xiàn)的：

一種臭氧催化氧化處理有機(jī)廢水的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：將多孔聚四氟乙烯材料用全氟烷烴溶劑充分浸泡；用上述多孔材料填充微孔曝氣器或組成中空纖維膜組件，構(gòu)建臭氧催化反應(yīng)器，臭氧和廢水臭氧催化反應(yīng)器底部進(jìn)入，尾氣經(jīng)處理后排空，產(chǎn)水自反應(yīng)器頂部收集。優(yōu)選的，所使用的聚四氟乙烯材料直徑為1mm-5mm，長(zhǎng)度為1mm-0.1m，孔隙率為30％-60％；所使用的聚四氟乙烯材料為線型或者中空纖維/管型。

優(yōu)選的，所使用的全氟烷烴溶劑為全氟胺類物質(zhì)的混合物或純凈物。

優(yōu)選的，所述臭氧催化反應(yīng)器包括微孔曝氣器型和中空纖維膜組件型兩種。

優(yōu)選的，所述微氣泡曝氣器型臭氧催化反應(yīng)器由殼體、微孔曝氣板和線型聚四氟乙烯催化材料組成。

優(yōu)選的，曝氣板孔徑為10μm-100μm，氣泡大小為0.1mm-1mm。

優(yōu)選的，所述中空纖維膜組件型臭氧催化反應(yīng)器由膜組件聚四氟乙烯中空纖維膜填裝組成，裝填密度為10％-50％。

優(yōu)選的，臭氧的傳質(zhì)過(guò)程以無(wú)泡形式進(jìn)行，操作過(guò)程中，氣相壓力小于液相壓力。

本發(fā)明的有益效果為：

使用全氟烷烴溶劑作為臭氧氧化過(guò)程的媒介，全氟烷烴溶劑對(duì)臭氧和部分有機(jī)物選擇性地富集，反應(yīng)底物被濃縮于全氟烷烴相中，臭氧氧化速率得以提高。

使用多孔聚四氟乙烯材料作為全氟烷烴溶劑的支撐材料，可提高水、臭氧和全氟烷烴溶液的接觸面積，同時(shí)減少全氟烷烴溶液在水力沖擊下的流失。

使用中空的聚四氟乙烯纖維/管狀材料制備成膜接觸反應(yīng)組件，該組件具有臭氧分布和臭氧催化雙重功能，反應(yīng)器更加緊湊。

在中空纖維膜接觸反應(yīng)器內(nèi)的臭氧傳質(zhì)過(guò)程無(wú)氣泡產(chǎn)生，避免了傳統(tǒng)反應(yīng)器的液泛和泡沫等問(wèn)題，同時(shí)，其傳質(zhì)效率較高，反應(yīng)器的體積較小。

附圖說(shuō)明