[發明專利]一種循環序批式微波催化氧化處理有機廢水的方法

有效

• 申請號: 201810757540.2
• 申請日: 2018-07-11
• 公開（公告）號: CN109019753B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 黎宏飛;譚程方;潘永剛;鄭文添;劉超;王銘劍
• 申請（專利權）人: 廣州機械設計研究所
• 主分類號: C02F1/30
• 分類號: C02F1/30;C02F1/72;C02F101/30;C02F103/06;C02F1/66
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本發明公開了一種循環序批式微波催化氧化處理有機廢水的方法。這種處理有機廢水的方法包括以下步驟：1)將待處理的有機廢水在調節罐中進行攪拌，調節pH，通過加藥系統分批投加氧化劑，混合均勻；2)將步驟1)處理后的有機廢水通入循環管道系統循環，然后在微波反應腔中進行微波催化氧化反應；3)廢水檢測達標后經熱交換系統進行熱交換后排放，不達標則通過循環管道系統返回調節罐繼續進行循環處理。本發明采用微波催化氧化難降解有機廢水，實現了微波催化氧化技術中連續微波加熱，微波反應腔體內催化劑和廢水共同處于微波電磁波場的最高位，提高了微波催化氧化的利用效率，增強氧化能力，并加快廢水中有機物的快速降解。

技術領域

本發明涉及一種循環序批式微波催化氧化處理有機廢水的方法。

背景技術

印染、制藥、化工和石油等行業的發展除了帶來巨大的經濟效益外，還產生了大量生物難降解有機物的廢水，給生態環境帶來了極大的危害。該類廢水具有濃度高、毒性強、化學結構穩定和難生物降解等特征。傳統的生化工藝對該類廢水的處理效果差，常規的物理和化學方法難以完全降解有機物以及處理成本高，因此難降解有機廢水的處理一直是國內外污水處理領域的難題。

高級氧化法(Advanced oxidation processes，AOPs)是在化學氧化法基礎上發展起來的處理BROW的新技術，其機理是通過氧化劑、催化劑與電、光及超聲等技術相結合，產生活性極強的自由基(如·OH)，再通過自由基與有機污染物之間的加合、取代、電子轉移、斷鍵等反應，使水體中的大分子難降解有機污染物氧化降解成低毒或無毒的小分子物質，甚至直接礦化為CO₂和H₂O的工藝過程。AOPs主要有化學催化氧化法、電催化氧化法、光化學氧化法、超聲氧化法和濕式氧化法等，其共同特點為氧化能力強、氧化選擇性小、反應速度快和反應徹底等優點，對難降解有機污染物具有較好的降解效果。

微波是一種電磁波，在電磁波譜中介于紅外和無線電波之間，頻率大約在300MHz～300GHz之間，波長范圍為1mm～1m。常規加熱通過傳導、對流或輻射三個機制將熱能傳遞給物料。而微波加熱與常規加熱不同，介質在微波場中的加熱有兩種機理，即離子傳導和偶極子轉動。離子傳導是電磁場中可離解離子的導電移動，介質對移動離子的阻礙而產生熱效應。偶極子轉動是偶極子隨外加電場方向的改變而作規則擺動，由于分子的熱運動和相鄰分子的相互作用，使擺動的偶極子受到干擾和阻礙，產生類似摩擦的作用，使雜亂無章運動的分子獲得能量，以熱的形式表現出來，介質的溫度也隨之升高。微波加熱的特點具有以下特點：①加熱速度快；②加熱均勻；③節能高效；④易于控制；⑤無污染；⑥選擇性加熱。

微波的量子能量約為10^-6～10^-3eV，比化合物中化學鍵能量10⁰～10¹eV要小得多，因此從量子效應角度來講，不足以使化學鍵斷裂，但可使化合物中某些化學鍵振動或轉動，導致這些化學鍵的減弱，從而降低反應的活化能，促進化合物的分解。許多有機化合物不能直接明顯地吸收微波，但可利用某種強烈吸收微波的“敏化劑”將微波能傳遞給這些物質而誘發化學反應。這些“敏化劑”大都是一些吸收微波能力很強的物質，如鐵磁性金屬及其化合物、活性炭等，由于“敏化劑”表面弱鍵與缺陷位的存在，當微波照射時可在其表面發生共振藕合傳能而形成高溫“熱點”(溫度可高達1400℃)，這些“熱點”的能量比其它部位高得多，當反應物分子與這些“熱點”接觸時即可發生化學反應，降低體系的反應活化能。