專利名稱：一種高濃度臭氧處理含酚廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于等離子體化學(xué)、工業(yè)水處理等應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種高濃度臭氧處理含酚廢水的方法，本方法尤其適用于處理高濃度含酚廢水。
背景技術(shù)：
焦化廠、煤氣站、石油化工廠、樹脂廠、染料廠、制藥廠、農(nóng)藥廠、香料廠等化工企業(yè)都會產(chǎn)生含酚及其同系物的廢水。酚類化合物是一種原型質(zhì)毒物，對所有生物活性體均能產(chǎn)生毒性。低濃度的酚液也可使蛋白質(zhì)變性，高濃度的酚液能使蛋白質(zhì)凝固，并能繼續(xù)向體內(nèi)滲透，引起深部組織損傷，壞死乃至全身中毒。人如果長期飲用被酚污染的水能引起慢性中毒，出現(xiàn)貧血、頭昏、記憶力衰退以及各種神經(jīng)系統(tǒng)的疾病，嚴(yán)重的會引起死亡。酚和其它有害物質(zhì)相互作用產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，變得更加有害，促進(jìn)致癌化。含酚廢水不僅對人類健康帶來嚴(yán)重威脅，也對動植物產(chǎn)生危害。水中酚含量達(dá)到10-6～2×10-6時(shí)，魚類就會出現(xiàn)中毒癥狀，超過4×10-6～1.5×10-5時(shí)會引起魚類大量死亡，甚至絕跡。含酚廢水的毒性還可抑制水體中其它生物的自然生長速度，破壞生態(tài)平衡。如果使用含酚廢水灌溉農(nóng)田，則會使農(nóng)作物減產(chǎn)或枯死。酚類化合物還會在水體中積累、遷移，危害極大。因此，工業(yè)含酚廢水是我國水污染控制中重點(diǎn)治理的有害廢水之一。
工業(yè)含酚廢水常用處理技術(shù)研究包括催化氧化法、濕式氧化法、化學(xué)藥劑法、生物法、蒸餾法、萃取法等。然而這些方法存在一定的局限性催化氧化法前景較好，但催化劑失活和再生問題一直困擾它的應(yīng)用；濕式氧化法需在高溫高壓下進(jìn)行，對設(shè)備材料的要求較高，因此設(shè)備費(fèi)用高，系統(tǒng)的一次性投資高；對于化學(xué)藥劑法，傳統(tǒng)的水處理藥劑氧化力有限，處理效率低；生物法相對成本低，但由于含酚廢水毒性很大，生物法通常適合降解低濃度含酚廢水(＜500mg/L)；萃取法通常使用溶劑進(jìn)行萃取，萃取劑成本較高，且容易產(chǎn)生二次污染；蒸餾法處理量小，而且消耗大量能源等。目前一些新的方法正在研究當(dāng)中，包括高級氧化法、電化學(xué)法、等離子體法、超聲波法等。
對于高濃度的含酚廢水(＞5000 mg/L)，通常采用先蒸餾及氣提、溶劑萃取或縮聚等回收性預(yù)處理降低其濃度后，再進(jìn)行二次處理，存在處理費(fèi)用高、處理工藝復(fù)雜等問題。因此，目前高濃度的含酚廢水沒有較好的處理方法。
臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，在常用的水處理藥劑中是氧化力最強(qiáng)的，氧化電極電位為2.07V。臭氧已廣泛的應(yīng)用于飲用水、游泳池、醫(yī)院廢水、城市污水、印染廢水的治理中?；瘜W(xué)藥劑處理污染物通常存在劑量-效應(yīng)關(guān)系，由于傳統(tǒng)的商用臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧濃度通常在50mg/L-200mg/L，1mol酚的開環(huán)需4～6mol臭氧，因此臭氧用于處理含酚廢水時(shí)需要的反應(yīng)接觸時(shí)間大于30min，臭消耗氧量大，相應(yīng)的處理成本就會很高，因此在我國未能得到應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決工業(yè)含酚廢水污染環(huán)境、并且難治理等問題，提供一種高濃度臭氧處理含酚廢水的方法。本方法提供的高濃度臭氧利用率高，大大縮短了臭氧脫酚的接觸時(shí)間，脫酚率大于99％，可以有效的處理工業(yè)含酚廢水，尤其適合于處理高濃度的含酚廢水。
本發(fā)明的技術(shù)方案是本方法采用脫酚塔進(jìn)行臭氧處理含酚廢水，含酚廢水用泵送到脫酚塔上，臭氧從脫酚塔的下方以逆流的方式進(jìn)入。臭氧與酚反應(yīng)的接觸時(shí)間10-60s，濃度比約為1，臭氧氧化酚的中間產(chǎn)物有小分子有機(jī)物，或者是礦化(產(chǎn)物為CO2+H2O)，其化學(xué)反應(yīng)過程如下所示 本發(fā)明的效果和益處是本發(fā)明采用高濃度臭氧作為氧化劑，生產(chǎn)臭氧的原料為就地可得的O2，在環(huán)境友好的常溫常壓條件下能就地即時(shí)經(jīng)強(qiáng)電離放電加工而成，再在臭氧吸收器和臭氧吸收、儲存設(shè)備中加工成高濃度的臭氧；高濃度臭氧的利用率很高，與酚的濃度比約為1，因此運(yùn)行成本低；高濃縮臭氧與酚的氧化接觸時(shí)間很短，僅為10～60s；設(shè)備體積小，脫酚塔的體積約為2m3；廢水的處理量大，每小時(shí)可以處理100～800t含酚廢水；脫酚效率高，大于99％；剩余的臭氧分解為氧氣，不帶來二次污染。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于處理工業(yè)含酚廢水，尤其適用于處理高濃度含酚廢水。


附圖是高濃度臭氧處理含酚廢水方法的具體實(shí)施步驟的示意圖。
圖中1氧氣，2臭氧發(fā)生器，3臭氧吸收器，4臭氧濃縮、儲存設(shè)備，5閥門，6含酚廢水，7預(yù)處理單元，8流量計(jì)，9泵，10脫酚反應(yīng)塔，11臭氧消除裝置，12臭氧化后的含酚廢水。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例。
步驟1.氧氣1在臭氧發(fā)生器2中發(fā)生強(qiáng)電離放電合成臭氧，臭氧發(fā)生器2中是氧氣和臭氧的混合氣。從臭氧發(fā)生器2中出來的混合氣在臭氧吸收器3中進(jìn)行氧氣和臭氧的分離，臭氧被吸收在臭氧吸收器3中，剩余的氧氣被回收再利用。臭氧吸收器3中的臭氧在臭氧濃縮、儲存設(shè)備4中進(jìn)行濃縮成為高濃度的臭氧，其濃度范圍為5000～14000mg/L。
步驟2.含酚廢水6取自焦化廠廢水，其苯酚含量為12000mg/L，含酚廢水6經(jīng)預(yù)處理單元7，流量計(jì)8，閥門5，泵9后進(jìn)入脫酚反應(yīng)塔10，其體積約為2m3。含酚廢水6與從脫酚反應(yīng)塔10下方進(jìn)入的高濃度臭氧進(jìn)行脫酚反應(yīng)。含酚廢水6的流量為680t/h，反應(yīng)時(shí)間約為11s，酚與臭氧的濃度比為1，剩余的臭氧經(jīng)臭氧消除裝置11進(jìn)行消除，臭氧化后的含酚廢水12的苯酚含量為98mg/L，脫酚率達(dá)99.2％。
權(quán)利要求
1.一種高濃度臭氧處理含酚廢水的方法，其特征在于，濃度為500mg/L～14000mg/L的臭氧從脫酚反應(yīng)塔的下方以逆流方式進(jìn)入，臭氧與濃度為500mg/L～30000mg/L的含酚廢水在脫酚反應(yīng)塔內(nèi)完成脫酚反應(yīng)，接觸反應(yīng)時(shí)間為10～60s，脫酚率大于99％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高濃度臭氧處理含酚廢水的方法，其特征在于所述的處理含酚廢水中的臭氧與酚的濃度比為1。
全文摘要
本發(fā)明屬于等離子體化學(xué)、工業(yè)水處理等應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種高濃度臭氧處理含酚廢水的方法。其特征在于，首先氧氣在臭氧發(fā)生器、臭氧吸收器和臭氧濃縮、儲存器中加工成濃度為500mg/L～14000mg/L的臭氧；然后臭氧從脫酚反應(yīng)塔的下方以逆流方式進(jìn)入，與濃度為500mg/L～30000mg/L的含酚廢水在脫酚反應(yīng)塔內(nèi)完成脫酚反應(yīng)，接觸反應(yīng)時(shí)間為10～60s，臭氧與酚的濃度比為1，脫酚率大于99％。本發(fā)明的效果和益處是采用高濃度臭氧的處理高含酚廢水的效率高，剩余的臭氧分解為氧氣，不帶來二次污染，可廣泛應(yīng)用于處理工業(yè)含酚廢水，尤其適用于處理高濃度含酚廢水。
文檔編號C02F1/78GK101050015SQ20071001025
公開日2007年10月10日 申請日期2007年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月28日
發(fā)明者楊波, 白敏菂, 張芝濤, 白敏冬, 薛曉紅, 依成武 申請人:大連海事大學(xué)