處理高鹽缺磷有機化工廢水的固定式吸附管反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種處理高鹽缺磷有機化工廢水的固定式吸附管反應(yīng)器。該反應(yīng)器由活動蓋、進水口、氣壓閥、安裝板、固定板、出水口、反應(yīng)器主體、多功能吸附管、底座組成；進水口的底部與活動蓋的頂部相連；氣壓閥在活動蓋的頂部；活動蓋的內(nèi)部帶有螺旋紋，與反應(yīng)器主體相連；安裝板和固定板在反應(yīng)器主體內(nèi)部的上方，在安裝板上帶有可與吸附管連接的長度為5cm的空心圓柱，固定板固定于反應(yīng)器主體上，在固定板上分布有與安裝板空心圓柱尺寸一樣的孔洞；出水口在反應(yīng)器主體的外部一側(cè)；底座置于反應(yīng)器主體下部。本發(fā)明的有益效果是，該固定式吸附管反應(yīng)器對高鹽缺磷有機化工廢水進行處理時效率高、成本低、操作簡單。
【專利說明】處理高鹽缺磷有機化工廢水的固定式吸附管反應(yīng)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于有機化工廢水的處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及處理高鹽缺磷有機化工廢水的固定式吸附管反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]有機化工廢水涉及能源、礦產(chǎn)、化工等多個行業(yè)，目前國內(nèi)處理高濃度有機廢水的技術(shù)主要采用生化法，工藝路線基本遵行“物化預(yù)處理+A/0生化處理+物化深度處理”。吸附-生物降解作為一種聯(lián)合水處理技術(shù)在污水的處理中占有重要作用。目前吸附有機污染物最常用的吸附材料可分為物理吸附材料，化學(xué)吸附材料和生物吸附材料。其中，物理吸附材料有活性炭、分子篩、沸石、活性白土和粘土礦石等具有高比表面積的固體，具有脫出效率高、富集功能強的優(yōu)點，但也存在穩(wěn)定性差、容易脫附、易受溫度變化影響等不足。化學(xué)吸附材料主要包括硅膠、合成纖維、樹脂、利用生物化學(xué)以及高分子合成的分子印跡聚合物等。常用的生物吸附材料有闊葉植物，真菌、土壤和水中的微生物等。
[0003]在微生物降解有機物的過程中，需要氮和磷營養(yǎng)元素的參與，通常情況下企業(yè)排放的廢水中所含有的氮和磷等營養(yǎng)元素?zé)o法滿足微生物的要求，然而具有緩釋氮和磷功能的吸附劑可以滿足這一要求。但是，目前還缺少針對氮和磷營養(yǎng)失衡難降解有機廢水處理的吸附材料。同時，為增強吸附劑對高濃度有機廢水中難降解有機物處理的效果，需要開發(fā)新型的吸附反應(yīng)器。同時，將反應(yīng)器的開發(fā)和與之相匹配的吸附材料制各相結(jié)合進行，使吸附材料的吸附效率得到充分發(fā)揮是目前研究的重點之一。目前，還缺少將反應(yīng)器的開發(fā)和與之相匹配的吸附材料制各相結(jié)合方面的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供處理高鹽缺磷有機化工廢水的固定式吸附管反應(yīng)器。本發(fā)明的具體內(nèi)容如下:
[0005]處理高鹽缺磷有機化工廢水的固定式吸附管反應(yīng)器由活動蓋(I)、進水口(2)、氣壓閥(3)、安裝板(4)、固定板(5)、出水口(6)、反應(yīng)器主體(7)、多功能吸附管(8)、底座(9)組成。進水口(2)的底部與活動蓋(I)的頂部相連；氣壓閥(3)在活動蓋(I)的頂部；活動蓋(I)的內(nèi)部帶有螺旋紋，與反應(yīng)器主體(7)相連；安裝板(4)和固定板(5)在反應(yīng)器主體(7)內(nèi)部的上方，在安裝板(4)上帶有可與吸附管連接的長度為5cm的空心圓柱，固定板
[5]固定于反應(yīng)器主體(7)上，在固定板(5)上分布有與安裝板空心圓柱尺寸一樣的孔洞；多功能吸附管⑶安裝于安裝板⑷上后，穿過固定板(5)上的孔洞向下，安裝板⑷即可附著在固定板(5)上；出水口(6)在反應(yīng)器主體(7)的外部一側(cè)；底座置于反應(yīng)器主體(7)下部。
[0006]其中，所述多功能吸附管由如下方法制備:
[0007](I)將 IOOmL 濃度為 0.35mol/L 的 NH4HCO3 溶液和 IOOmL 濃度為 0.62mol/L的NH4H2PO4混合均勻，得到混合液Al，然后用濃度為0.01mol/L的NH4OH溶液和濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液調(diào)節(jié)混合液Al的pH值為9.0，得混合液A ；
[0008](2)將200mL混合液A在攪拌條件下緩慢滴加到300mL濃度為0.025mol/L的Ca (NO3) 2溶液中，得到混合液B ；
[0009](3)向混合液B中逐滴加入濃HNO3至澄清，得到混合液C ；
[0010](4)用濃度為0.01mol/L的NaOH溶液和濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液調(diào)節(jié)混合液C的pH值為3.5，得到混合液D ；
[0011](5)向混合液D中加入IOOmL濃度為1.lmol/L的NH4Cl水溶液，混合均勻后得到
混合液E;
[0012](6)向混合液E中加入50mL濃度為0.15mol/L的乙二胺四乙酸鈣鉀溶液，混合均勻后得到混合液F ;
[0013](7)將200mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.5%的苯乙烯氯仿溶液、40mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.5%的二乙烯苯氯仿溶液和40mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的偶氮二異丁腈氯仿溶液充分混合，得到混合液M ；
[0014](8)將60mL混合液F在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液M中，然后在1000r/min條件下攪拌8min,得到混合液O ;
[0015](9)將蒸餾水噴射入裝有液氮的容器中快速冷凍制作冰球顆粒，用篩網(wǎng)篩分后選取粒徑尺寸范圍為50~100 μ m的冰球顆粒待用；
[0016](10)將步驟(9)中篩選過的冰球顆粒置于管`式模具模腔內(nèi)并壓實；
[0017](11)將混合液O澆注到步驟(10)得到的模具中，并一同放入液氮中冷凍定型6小時，取出脫模后獲得固態(tài)混合物；將該固態(tài)混合物真空冷凍干燥去除氯仿和冰球顆粒后得到能夠緩慢釋放磷元素的吸附管；
[0018](12)將步驟(11)得到的吸附管在石油烴降解菌培養(yǎng)液中培養(yǎng)24h，將石油烴降解菌吸附固定在該吸附管上，其中石油烴降解菌培養(yǎng)液的含菌量為5 X 1010CFU/ml，培養(yǎng)液的組成為:NH4NO3:2.0g.ΙΛ NaCl:10.5g.?Λ KH2PO4:2.5g.?Λ FeCl3:0.1Og.?Λ MgSO4:
3.5g.ΙΛ CaCl2.2Η20:0.15g.L-1 ；
[0019](13)將步驟(12)得到的吸附管取出風(fēng)干，即可得到多功能吸附管。
[0020]本發(fā)明的有益效果是，該固定式吸附管反應(yīng)器對高鹽缺磷有機化工廢水進行處理時效率高、成本低、操作簡單。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]附圖1是處理高鹽缺磷有機化工廢水的固定式吸附管反應(yīng)器的透視圖。附圖1中I為活動蓋，2為進水口，3為氣壓閥，4為安裝板，5為固定板，6為出水口，7為反應(yīng)器主體，8為多功能吸附管，9為底座。
[0022]附圖2是安裝板的示意圖。附圖2中I為安裝板，2為空心圓柱。
【具體實施方式】
[0023]實施例
[0024](I)處理高鹽缺磷有機化工廢水的固定式吸附管反應(yīng)器的制備過程如下:
[0025]固定式吸附管反應(yīng)器由有機玻璃板制作而成，反應(yīng)器主體的直徑為50cm，高為100cm，上部5cm直徑為49cm，外部帶有螺旋紋?；顒由w直徑為50cm高為20cm，下部5cm內(nèi)部帶有與反應(yīng)器主體相吻合的螺旋紋。進水口的直徑為8cm，高為10mm，位于活動蓋中央。距離進水口外緣15cm處，對稱設(shè)置2個直徑8cm的氣壓閥。安裝板直徑49cm，其上均勻布有直徑5cm的空心圓柱凸起且向下，圓柱高度5cm。多功能吸附管為兩端開口的空心圓管，內(nèi)直徑為5cm,長度為80cm,與安裝板上圓柱凸起相連。固定板位于反應(yīng)器主體上部向下6cm,直徑為50cm，其上均勻布置直徑6cm的圓形孔洞，且每個圓形孔洞的圓心與安裝板重合。出水口位于反應(yīng)器主體上部,距離頂端向下25cm，直徑4cm。底座位于反應(yīng)器主體底端，為實心圓柱，直徑55cm,高度10cm。
[0026](2)多功能吸附管由如下過程制備:
[0027]將IOOmL 濃度為 0.35mol/L 的 NH4HCO3 溶液和 IOOmL 濃度為 0.62mol/L 的 NH4H2PO4混合均勻，得到混合液Al，然后用濃度為0.01mol/L的NH4OH溶液和濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液調(diào)節(jié)混合液Al的pH值為9.0，得混合液A ;將200mL混合液A在攪拌條件下緩慢滴加到300mL濃度為0.025mol/L的Ca (NO3) 2溶液中，得到混合液B ；向混合液B中逐滴加入濃HNO3至澄清，得到混合液C ;用濃度為0.01mol/L的NaOH溶液和濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液調(diào)節(jié)混合液C的pH值為3.5，得到混合液D ;向混合液D中加入IOOmL濃度為1.1mol/L的NH4Cl水溶液，混合均勻后得到混合液E ;向混合液E中加入50mL濃度為0.15mol/L的乙二胺四乙酸鈣鉀溶液，混合均勻后得到混合液F ；
[0028]將200mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.5%的苯乙烯氯仿溶液、40mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.5%的二乙烯苯氯仿溶液和40mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的偶氮二異丁腈氯仿溶液充分混合，得到混合液M ;
[0029]將60mL混合液F在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液M中，然后在1000r/min條件下攪拌8min,得到混合液O ;
[0030]將蒸餾水噴射入裝有液氮`的容器中快速冷凍制作冰球顆粒，用篩網(wǎng)篩分后選取粒徑尺寸范圍為50~100 μ m的冰球顆粒置于管式模具模腔內(nèi)并壓實；將混合液O澆注到模具中，并一同放入液氮中冷凍定型6小時，取出脫模后獲得固態(tài)混合物；將該固態(tài)混合物真空冷凍干燥去除氯仿和冰球顆粒后得到能夠緩慢釋放磷元素的吸附管；
[0031]將吸附板在石油烴降解菌培養(yǎng)液中培養(yǎng)24h取出風(fēng)干，即可得到多功能吸附管。
[0032](3)降解實驗
[0033]運用本發(fā)明得到的固定式吸附管反應(yīng)器對高鹽缺磷有機化工廢水進行了處理試驗，結(jié)果表明該固定式吸附管反應(yīng)器能夠高效去除廢水中的多種難降解有機化合物，當(dāng)進水COD為766mg/L時，處理后出水中的COD能降低到56mg/L以下。
【權(quán)利要求】
1.一種處理高鹽缺磷有機化工廢水的固定式吸附管反應(yīng)器，其特征在于，該反應(yīng)器由活動蓋、進水口、氣壓閥、安裝板、固定板、出水口、反應(yīng)器主體、多功能吸附管、底座組成；進水口的底部與活動蓋的頂部相連；氣壓閥在活動蓋的頂部；活動蓋的內(nèi)部帶有螺旋紋，與反應(yīng)器主體相連；安裝板和固定板在反應(yīng)器主體內(nèi)部的上方，在安裝板上帶有可與吸附管連接的長度為5cm的空心圓柱，固定板固定于反應(yīng)器主體上，在固定板上分布有與安裝板空心圓柱尺寸一樣的孔洞；出水口在反應(yīng)器主體的外部一側(cè)；底座置于反應(yīng)器主體下部；其中，所述多功能吸附管由如下方法制備:
(1)將IOOmL 濃度為 0.35mol/L 的 NH4HCO3 溶液和 IOOmL 濃度為 0.62mol/L 的 NH4H2PO4混合均勻，得到混合液Al，然后用濃度為0.01mol/L的NH4OH溶液和濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液調(diào)節(jié)混合液Al的pH值為9.0，得混合液A ； (2)將200mL混合液A在攪拌條件下緩慢滴加到300mL濃度為0.025mol/L的Ca (NO3) 2溶液中，得到混合液B; (3)向混合液B中逐滴加入濃HNO3至澄清，得到混合液C； (4)用濃度為0.0ImoI/L的NaOH溶液和濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液調(diào)節(jié)混合液C的pH值為3.5，得到混合液D ; (5)向混合液D中加入IOOmL濃度為1.lmol/L的NH4Cl水溶液，混合均勻后得到混合液E ； (6)向混合液E中加入50mL濃度為0.15mol/L的乙二胺四乙酸鈣鉀溶液，混合均勻后得到混合液F ； (7)將200mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.5%的苯乙烯氯仿溶液、40mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.5%的二乙烯苯氯仿溶液和40mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的偶氮二異丁腈氯仿溶液充分混合，得到混合液M ; (8)將60mL混合液F在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液M中，然后在1000r/min條件下攪拌8min,得到混合液O ; (9)將蒸餾水噴射入裝有液氮的容器中快速冷凍制作冰球顆粒，用篩網(wǎng)篩分后選取粒徑尺寸范圍為50~100 μ m的冰球顆粒待用； (10)將步驟(9)中篩選過的冰球顆粒置于管式模具模腔內(nèi)并壓實； (11)將混合液O澆注到步驟(10)得到的模具中，并一同放入液氮中冷凍定型6小時，取出脫模后獲得固態(tài)混合物；將該固態(tài)混合物真空冷凍干燥去除氯仿和冰球顆粒后得到能夠緩慢釋放磷元素的吸附管； (12)將步驟(11)得到的吸附管在石油烴降解菌培養(yǎng)液中培養(yǎng)24h，將石油烴降解菌吸附固定在該吸附管上，其中石油烴降解菌培養(yǎng)液的含菌量為5X101(lCFU/ml，培養(yǎng)液的組成為:NH4NO3:2.0g.ΙΛ NaCl:10.5g.?Λ KH2PO4:2.5g.?Λ FeCl3:0.1Og.?Λ MgSO4:.3.5g.ΙΛ CaCl2.2Η20:0.15g.L-1 ； (13)將步驟(12)得到的吸附管取出風(fēng)干，即可得到多功能吸附管。
【文檔編號】C02F3/34GK103755037SQ201310686430
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】豆俊峰, 秦偉, 丁愛中, 許新宜, 鄭蕾 申請人:北京師范大學(xué)