專利名稱：一種曝氣協(xié)同超聲波處理工業(yè)廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)廢水的處理方法，具體地說(shuō)，是通過(guò)曝氣吹脫和超聲吹脫的疊加協(xié)同作用處理工業(yè)廢水。
超聲波技術(shù)使近年來(lái)被廣泛關(guān)注的處理難降解有毒有機(jī)廢水的新方法。目前的研究熱點(diǎn)一是超聲聲化學(xué)降解水體中難降解有毒有機(jī)物；一是將超聲波和其他化學(xué)或生物方法聯(lián)用處理一些工業(yè)生產(chǎn)廢水或生活污水，例如超聲波與氧化劑(O3、H2O2)組合工藝、超聲波與TiO2光催化氧化、超聲波與微電解組合工藝，以及超聲波作為生物處理的預(yù)處理技術(shù)，提高廢水的可生化性。無(wú)論是單一的超聲波降解技術(shù)，還是超聲波和其他技術(shù)的組合工藝，目前國(guó)內(nèi)外仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，其工業(yè)化還面臨著諸多困難。首先，單一使用超聲波降解有機(jī)物的處理效果并不理想，其廢水處理裝置還有待改進(jìn)；其次，超聲和其他方法聯(lián)用提高了水處理的造價(jià)，實(shí)踐證明，單位時(shí)間內(nèi)組合工藝的運(yùn)行成本是單一超聲降解技術(shù)的兩倍，所以很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。超聲波的吹脫性能為其在水處理中的工業(yè)化提供了更加廣闊的前景。它不但可以使一些揮發(fā)性的無(wú)機(jī)物(H2S、NH3、HCN)實(shí)現(xiàn)氣液相分離，并且可以將一些揮發(fā)性或疏水性的有毒有機(jī)物(如氯苯，二氯甲烷，丙酮等)吹脫出液相。但單一使用超聲波吹脫技術(shù)仍存在一定局限性，對(duì)一些親水性的高濃度揮發(fā)性無(wú)機(jī)物去除效率不高，并且需要高功率的電磁轉(zhuǎn)換超聲技術(shù)， 通過(guò)消耗大量的電能來(lái)提高超聲聲強(qiáng)，以提高吹脫率。
1.發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種技術(shù)，通過(guò)曝氣吹脫和超聲吹脫的疊加協(xié)同作用，使得處理工業(yè)廢水高效低耗，具有更大普適性。
2.技術(shù)方案本發(fā)明的技術(shù)方案如下將要處理的含有揮發(fā)性或疏水性物質(zhì)的工業(yè)廢水輸送至發(fā)生器，對(duì)發(fā)生器中的工業(yè)廢水同時(shí)進(jìn)行曝氣和超聲波作用，其曝氣的氣水比為100～1000∶1，超聲波的頻率范圍為10KHz～1MHz，聲強(qiáng)范圍為0.2～10W/cm2，曝氣和超聲波協(xié)同作用時(shí)間為5～90分鐘。
將要處理的含有揮發(fā)性或疏水性物質(zhì)的工業(yè)廢水不斷輸送至發(fā)生器，對(duì)發(fā)生器中的工業(yè)廢水同時(shí)進(jìn)行曝氣和超聲波作用，其曝氣的氣水比為100～1000∶1，超聲波的頻率范圍為10KHz～1MHz，聲強(qiáng)范圍為0.2～10W/cm2，曝氣和超聲波協(xié)同作用時(shí)間為5～90分鐘。
工業(yè)廢水進(jìn)入發(fā)生器前，需進(jìn)行一些常規(guī)預(yù)處理，如過(guò)濾，調(diào)節(jié)pH值等簡(jiǎn)單物理和化學(xué)方法，根據(jù)工業(yè)廢水種類的不同而進(jìn)行。超聲可采用聲變輻桿式電磁轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生，也可采用高速氣體氣動(dòng)超聲發(fā)生器產(chǎn)生。對(duì)于不同的工業(yè)廢水，由于所含揮發(fā)性或疏水性物質(zhì)的不同，超聲波頻率的選擇與聲強(qiáng)的選擇與工業(yè)廢水的性質(zhì)及處理量有關(guān)。
對(duì)于具有腐蝕性和毒性以及有回收價(jià)值的工業(yè)廢水，采用封閉反應(yīng)器，回收液根據(jù)不同的回收物質(zhì)進(jìn)行選擇。
3.有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明用于去除一些揮發(fā)性或疏水性的無(wú)機(jī)物或有毒有機(jī)物時(shí)，可以使得去除率提高到90％，克服了曝氣吹脫和超聲吹脫單獨(dú)處理的缺陷，高效低耗，具有更大普適性并且易于工業(yè)化。
具體實(shí)施例方式
以下通過(guò)實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例1處理含氯苯的制藥廢水(水量為5m3/h，氯苯濃度為800mg/L)，采用聲變輻桿式電磁轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生超聲，超聲頻率采用20kHz，聲強(qiáng)2W/cm2?？諌簷C(jī)曝氣，氣水比取500∶1，水力停留時(shí)間為30min，采用丁醇作為回收液。氯苯的去除率為92％。
實(shí)施例2實(shí)施例1中，其他條件不變，水力停留時(shí)間為5min時(shí)，去除率為79％，水力停留時(shí)間為90min時(shí)，去除率為98％。
實(shí)施例3處理含NH3的化肥廠廢水(水量30m3/h，NH3-N濃度1400mg/L)采用高速氣體氣動(dòng)超聲發(fā)生器產(chǎn)生超聲。處理前調(diào)節(jié)pH＝11，空壓機(jī)曝氣，曝氣壓強(qiáng)0.3～0.8MPa，氣水比取1000∶1，水力停留時(shí)間40min，采用HCl水溶液做回收液。廢水中NH3-N去除率為89％。
實(shí)施例4雙吹脫處理含HCN的電鍍廢水(水量為3m3/h，濃度為600mg/L)，采用聲變輻桿式電磁轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生超聲，超聲頻率采用1MHz，聲強(qiáng)5W/cm2?？諌簷C(jī)曝氣，氣水比取1000∶1，水力停留時(shí)間為45min，采用NaOH作為回收液。HCN的去除率可達(dá)86％。
實(shí)施例5實(shí)施例4中其他條件不變，采用靜態(tài)處理方法，HCN的去除率為90％。
實(shí)施例6將實(shí)施例1中的氣水比取500∶1改為100∶1，其它操作條件保持不變，除去除率外，其他基本雷同。
實(shí)施例7將實(shí)施例1中的聲強(qiáng)改為0.2W/cm2，其它操作條件保持不變，除去除率外，其他基本雷同。
實(shí)施例8將實(shí)施例1中的聲強(qiáng)改為10W/cm2，其它操作條件保持不變，除去除率外，其他基本雷同。
權(quán)利要求
1.一種曝氣協(xié)同超聲波處理工業(yè)廢水的方法，其特征是將要處理的含有揮發(fā)性或疏水性物質(zhì)的工業(yè)廢水輸送至發(fā)生器，對(duì)發(fā)生器中的工業(yè)廢水同時(shí)進(jìn)行曝氣和超聲波作用，其曝氣的氣水比為100～1000∶1，超聲波的頻率范圍為10KHz～1MHz，聲強(qiáng)范圍為0.2～10W/cm2，曝氣和超聲波協(xié)同作用時(shí)間為5～90分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是將要處理的含有揮發(fā)性或疏水性物質(zhì)的工業(yè)廢水不斷輸送至發(fā)生器，對(duì)發(fā)生器中的工業(yè)廢水同時(shí)進(jìn)行曝氣和超聲波作用，其曝氣的氣水比為100～1000∶1，超聲波的頻率范圍為10KHz～1MHz，聲強(qiáng)范圍為0.2～10W/cm2，曝氣和超聲波協(xié)同作用時(shí)間為5～90分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是在廢水進(jìn)入發(fā)生器前，需進(jìn)行一些常規(guī)預(yù)處理，如過(guò)濾，調(diào)節(jié)pH值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是超聲可采用聲變輻桿式電磁轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生，也可采用高速氣體氣動(dòng)超聲發(fā)生器產(chǎn)生。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征是超聲波頻率的選擇與被處理工業(yè)廢水的性質(zhì)有關(guān)，聲強(qiáng)的選擇與工業(yè)廢水的性質(zhì)及處理量有關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的的方法，其特征是對(duì)于具有腐蝕性和毒性以及有回收價(jià)值的工業(yè)廢水，采用封閉反應(yīng)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方法，其特征是曝氣采用空氣壓縮機(jī)曝氣，氣水比為500～1000∶1。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種曝氣協(xié)同超聲波處理工業(yè)廢水的方法，它是將要處理的含有揮發(fā)性或疏水性物質(zhì)工業(yè)廢水輸送至發(fā)生器，向發(fā)生器中的工業(yè)廢水同時(shí)進(jìn)行曝氣和超聲波作用，其曝氣的氣水比為100～1000∶1，超聲波的頻率范圍為10KHz～1MHz，聲強(qiáng)范圍為0.2～10W/cm
文檔編號(hào)C02F1/74GK1445172SQ0311330
公開(kāi)日2003年10月1日 申請(qǐng)日期2003年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月28日
發(fā)明者胡文勇, 鄭正, 郭照冰, 袁守軍, 蘇東輝, 楊光俊, 孫權(quán) 申請(qǐng)人:南京大學(xué)