[發(fā)明專利]超重力強化萃取-催化O3

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810349712.2
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108675487B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設計）人: 劉有智;焦緯洲;楊鵬飛
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F101/38
• 代理公司: 太原晉科知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

本發(fā)明屬硝基苯廢水處理的技術領域，為解決現(xiàn)有處理硝基苯廢水的方法存在的不足，提出超重力強化萃取?催化O₃/H₂O₂處理高濃度硝基苯廢水的方法及裝置。用萃取法處理高濃度硝基苯廢水，使高濃度硝基苯廢水中硝基苯濃度降低，采用O₃/H₂O₂法進一步處理達到排放標準；高濃度硝基苯廢水中硝基苯濃度為1000～2000mg/L，采用的萃取劑為環(huán)己烷，相比V_{環(huán)己烷}：V_廢水為1:2～2:1，pH為5～9，溫度為25℃，液體流量為40～60L/h。處理效率提高了20%?30%，時間縮短了30%?40%，減小了水處理成本。工藝流程簡單，操作方便，可應用于各種有機工業(yè)廢水如炸藥廢水、含酚廢水、染料廢水、醫(yī)藥廢水等。

技術領域

本發(fā)明屬于硝基苯廢水處理的技術領域，具體涉及一種處理高濃度硝基苯廢水的工藝方法，采用超重力技術、萃取和催化臭氧化技術的耦合處理共同作用。

背景技術

硝基苯常用作有機合成中間體，廣泛應用于化工、燃料、材料、焦化等行業(yè)中。但硝基苯中的取代基硝基為吸電子基團，化學性質(zhì)比較穩(wěn)定，不易被生物降解，可穩(wěn)定存在于水體中。一旦進入環(huán)境中，能夠引起動物神經(jīng)系統(tǒng)異常癥狀、貧血、肝臟疾病等，現(xiàn)已被我國列入68種重點污染物之一。

目前國內(nèi)處理該類廢水的方法主要有物理法、化學法和生物法。物理法處理含硝基苯廢水時，硝基苯只是從一相轉(zhuǎn)移到另一相，硝基苯并未發(fā)生改變。對于初始濃度較高的含硝基苯廢水，利用物理法來處理，可以達到降低廢水中硝基苯的濃度，又可以回收部分硝基苯，實現(xiàn)資源利用最大化。其中，萃取法具有能耗低、處理水量大、設備簡單、操作安全等優(yōu)點，在含苯環(huán)化合物的回收利用上使用廣泛，但對于萃取法而言，萃取劑選擇不合適，易導致二次污染；在傳統(tǒng)萃取塔或者攪拌震蕩中進行萃取，存在液滴直徑大，運動速度較慢，湍動程度小，液液萃取過程中傳質(zhì)推動力小，傳質(zhì)系數(shù)低，萃取級效率低等問題?；瘜W方法是根據(jù)化學反應過程電子得失情況將難降解有機物轉(zhuǎn)化為較易降解物質(zhì)。其中，O₃/H₂O₂作為一種高級氧化技術因其氧化能力強等優(yōu)點被應用于飲用水和污水的處理中。臭氧降解廢水的速率控制步驟為臭氧在氣液界面的傳質(zhì)，然而臭氧在水中溶解度不高，利用率低，這限制著該項技術的應用。超重力技術以旋轉(zhuǎn)填料床（rotating packed bed, RPB）為載體，在地球上實現(xiàn)了超重力環(huán)境。液體被剪切成液膜、液絲、液滴，增大了相際表面，同時氣液相際表面得到快速更新，極大地強化了傳質(zhì)過程。郭亮等對超重力場中臭氧傳質(zhì)性能進行了研究，結果表明，臭氧的溶解速率明顯提高，旋轉(zhuǎn)填料床設備中K_La值是傳統(tǒng)曝氣反應裝置中K_La值的2.5倍。同時，對于高濃度硝基苯廢水而言，各種方法的單獨使用存在處理效果差或者處理費用高等問題。

O₃/H₂O₂機理：

控制步驟

k=0.09L/(mol·s)

k=3.9×10⁹L/(mol·s)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有處理硝基苯廢水的方法存在的上述不足，提出了一種超重力強化萃取-臭氧高級氧化法處理高濃度硝基苯廢水的工藝及裝置。

本發(fā)明采用如下的技術方案實現(xiàn)：