本發(fā)明涉及一種鄰氨基苯甲酸廢水處理裝置及方法，可以解決含高濃度水溶性芳香化合物等難降解廢水的水污染問(wèn)題，屬于污水處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，石油、化工、制藥和印染工業(yè)的迅猛發(fā)展帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，含高濃度水溶性芳香化合物，特別是含芳香兩性化合物[如鄰氨基苯甲酸(o-aminobenzoicacid)廢水的大量排放造成大范圍的江河水體污染。鄰氨基苯甲酸是染料、醫(yī)藥、香料及殺蟲菌劑等精細(xì)化工品的重要中間體和原材料，因其分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)含有l(wèi)ewis酸和lewis堿2種性質(zhì)的官能團(tuán)，導(dǎo)致該類廢水具有毒性強(qiáng)、可生化性差、污染物水溶性高等特點(diǎn)。
目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)鄰氨基苯甲酸廢水的處理方法大多類似于含酚酸類廢水，如氧化、生化、萃取及吸附等。但因鄰氨基苯甲酸廢水的成分復(fù)雜，經(jīng)傳統(tǒng)工藝處理后的水不能有效去除其中的有機(jī)污染物，無(wú)法達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。殷誠(chéng)(殷誠(chéng)，周繼承，尹靜雅，諶敏飛，楊葉兵.微波催化劑cuo/ac微波催化氧化降解廢水中的苯酚[j].環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2015，9(11):5329-5335)等利用微波催化氧化技術(shù)對(duì)廢水中的苯酚進(jìn)行處理，取得了良好的效果。鄒紅(鄒紅，王麗萍，余美維.fenton氧化降解苯胺及機(jī)制研究[j].安徽大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，40(4):101-107)等以苯胺(ｃ6ｈ7ｎ)廢水為處理對(duì)象進(jìn)行fenton氧化降解試驗(yàn)，認(rèn)為在fenton處理苯胺過(guò)程中，可將苯胺降解到控制丁烯二酸階段，以丁烯二酸作為后續(xù)生化處理目標(biāo)污染物的處理方法有利于苯胺的完全礦化．高金龍(高金龍，趙文婕，谷娜等.clo2氧化-可見(jiàn)光催化聯(lián)合處理苯胺廢水的研究[j].工業(yè)水處理，2012，32(10):57-60)等在自制的鎳鈦復(fù)合氧化物型可見(jiàn)光催化劑作用下，使用clo2氧化-可見(jiàn)光催化聯(lián)合法處理苯胺廢水，較優(yōu)反應(yīng)條件下，cod去除率達(dá)到52.76%。尹建峰公開了一種深度處理含酚和苯胺廢水的方法，將待處理的含微量酚和苯胺廢水依次通過(guò)臭氧氧化池，改性活性炭吸附池，改性蒙脫土吸附池，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)含微量酚和苯胺廢水處理。上述這些處理方法，在實(shí)際應(yīng)用中，主要存在運(yùn)行成本高，cod去除率無(wú)法達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鄰氨基苯甲酸廢水處理裝置及方法，用于提高cod去除效率，最大限度地降低能耗，節(jié)約材料成本和運(yùn)行成本。
本發(fā)明在具有微波催化活性的cuo/ac催化劑和fenton氧化塔的共同作用下對(duì)鄰氨基苯甲酸廢水進(jìn)行處理，并且在微波催化消解20min，fenton氧化處理60min后，鄰氨基苯甲酸廢水cod去除率達(dá)到80%以上。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是：
本發(fā)提供了一種鄰氨基苯甲酸廢水處理裝置，所述裝置包括廢水池、微波消解裝置、雙氧水加藥罐、調(diào)節(jié)罐、fenton氧化塔；所述廢水池用于存儲(chǔ)鄰氨基苯甲酸廢水，出口處連接微波消解裝置入口；所述微波消解裝置出口連接調(diào)節(jié)罐入口，所述調(diào)節(jié)罐用于調(diào)節(jié)混合液ph，投加fe2+；所述調(diào)節(jié)罐出口和雙氧水加藥罐出口連接fenton氧化塔塔底；距離fenton氧化塔塔頂1/4位置，設(shè)有內(nèi)循環(huán)出口，出水依次連接泵和流量計(jì)，流量計(jì)的另一端通向fenton氧化塔底部，實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)，進(jìn)行深度處理，所述內(nèi)循環(huán)出口上方設(shè)置有出水口，經(jīng)過(guò)所述裝置處理后的廢水由出水口流出。
進(jìn)一步地，所述微波消解裝置內(nèi)設(shè)置過(guò)濾器，用于去除微波催化劑顆粒。
進(jìn)一步地，所述廢水池與微波消解裝置之間設(shè)置泵，泵兩端還設(shè)置有閥門；所述雙氧水加藥罐與fenton氧化塔之間設(shè)置泵，泵兩端還設(shè)置有閥門；所述調(diào)節(jié)罐與fenton氧化塔之間設(shè)置泵，泵兩端還設(shè)置有閥門。
進(jìn)一步地，所述內(nèi)循環(huán)出口與泵之間設(shè)置閥門，流量計(jì)與塔底入口之間設(shè)置閥門。
本發(fā)明還提供了上述裝置的鄰氨基苯甲酸廢水處理方法，包括以下步驟：
(1)先將鄰氨基苯甲酸廢水通過(guò)微波消解裝置，裝置內(nèi)含有微波催化劑，對(duì)鄰氨基苯甲酸廢水進(jìn)行初步降解；
(2)待微波消解結(jié)束后，通過(guò)微波消解裝置中內(nèi)設(shè)的過(guò)濾器，去除微波催化劑顆粒；
(3)將初步處理后的鄰氨基苯甲酸廢水，在調(diào)節(jié)罐中調(diào)節(jié)ph后，投加fe2+；
(4)調(diào)節(jié)罐出水，自下而上通過(guò)fenton氧化塔，同時(shí)雙氧水加藥罐出水，自下而上通過(guò)fenton氧化塔，調(diào)節(jié)塔內(nèi)廢水中的h2o2濃度，控制反應(yīng)時(shí)間，部分塔內(nèi)廢水經(jīng)計(jì)量計(jì)從塔底回流至fenton氧化塔，實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)。反應(yīng)結(jié)束后，最后將鄰氨基苯甲酸廢水從fenton氧化塔塔頂流出。
進(jìn)一步地，所述的微波催化劑為高催化活性的cuo/ac復(fù)合材料，且微波反應(yīng)時(shí)間控制在15-20min。
進(jìn)一步地，所述的cuo/ac復(fù)合材料是通過(guò)將30-40目的負(fù)載顆?；钚蕴坑靡欢舛鹊南跛徙~(cu(no3)2·3h2o)水溶液浸泡24h，干燥后在250℃馬弗爐內(nèi)焙燒2h方法制備得到。
進(jìn)一步地，所述微波消解裝置頻率500mhz，微波消解裝置功率850w，微波催化消解時(shí)間15-20min。
進(jìn)一步地，所述調(diào)節(jié)罐內(nèi)用稀鹽酸調(diào)節(jié)微波消解出水的ph至3-4，再加入硫酸亞鐵溶液，并控制廢水中fe2+離子濃度范圍為0.2-0.5g/l。
進(jìn)一步地，所述fenton氧化塔內(nèi)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％h2o2溶液使鄰氨基苯甲酸廢水中h2o2濃度范圍為0.25g/l-1.0g/l，反應(yīng)時(shí)間控制在40-60min，回流比控制20-30%。
本發(fā)明中所使用的fenton氧化塔，回流比控制20-30%。微波催化劑性能評(píng)價(jià)在石英管中進(jìn)行，向100ml鄰氨基苯甲酸廢水中加入微波催化劑，催化劑用量1g/l，微波催化消解20min，調(diào)節(jié)微波處理后廢水的ph至3.5，加入硫酸亞鐵溶液，使廢水的fe2+離子濃度為0.4g/l。fenton氧化的評(píng)價(jià)性能fenton氧化塔中進(jìn)行，向氧化塔中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％h2o2溶液，控制廢水中h2o2濃度為1.0g/l，反應(yīng)時(shí)間控制在60min，測(cè)定最終出水的cod值，從而計(jì)算出最終的cod去除率。經(jīng)微波催化消解與fenton氧化聯(lián)用技術(shù)處理后的鄰氨基苯甲酸廢水的cod去除率達(dá)到80%以上。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
(1)本發(fā)明提出的微波催化與fenton氧化聯(lián)用技術(shù)來(lái)處理難降解的鄰氨基苯甲酸廢水，通過(guò)微波催化的協(xié)同作用強(qiáng)化fenton的氧化能力，降低硫酸亞鐵及雙氧水的用量，提高廢水的cod的去除率，最大限度地降低能耗，節(jié)約成本。
(2)本發(fā)明提出的微波催化與fenton氧化聯(lián)用技術(shù)對(duì)鄰氨基苯甲酸廢水的cod去除率達(dá)到80%以上，具有良好的降解作用，解決了高濃度水溶性芳香化合物廢水處理效率低，出水無(wú)法達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)等難題。
(3)本發(fā)明的復(fù)合工藝，選擇了負(fù)載金屬氧化物的顆粒活性炭為催化劑，不僅使用壽命長(zhǎng)，而且催化效率高，進(jìn)一步解決了微波催化劑失活以及催化效果不佳的問(wèn)題。同時(shí)，由于微波催化與fenton氧化聯(lián)用時(shí)產(chǎn)生了更多的強(qiáng)氧化劑羥基自由基，使得鄰氨基苯甲酸廢水中的污染物降解更為徹底，且fenton的利用率也得到提高，能有效縮短降解時(shí)間。
(4)本發(fā)明為復(fù)合工藝，采用了fenton氧化塔，能夠大量減少fe2+的投加，充分利用殘留的h2o2，從而降低了后續(xù)處理含鐵污泥的成本以及提高了cod的去除效率。
(5)本發(fā)明的微波催化與fenton氧化聯(lián)用技術(shù)不僅可用于鄰氨基苯甲酸廢水的處理，還可用于其他水溶性芳香化合物廢水的處理，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明鄰氨基苯甲酸廢水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：1-廢水池，2-微波消解裝置，3-雙氧水加藥罐，4-調(diào)節(jié)罐，5-fenton氧化塔，6-流量計(jì)，7-內(nèi)循環(huán)出口8-出水口。
具體實(shí)施方式
通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1：
一種鄰氨基苯甲酸廢水處理裝置，如圖1所示：所述裝置包括廢水池1、微波消解裝置2、雙氧水加藥罐3、調(diào)節(jié)罐4、fenton氧化塔5；所述廢水池用于存儲(chǔ)鄰氨基苯甲酸廢水，出口處連接微波消解裝置入口；所述微波消解裝置出口連接調(diào)節(jié)罐入口，所述調(diào)節(jié)罐用于調(diào)節(jié)混合液ph，投加fe2+；所述調(diào)節(jié)罐出口和雙氧水加藥罐出口連接fenton氧化塔塔底；距離fenton氧化塔塔頂1/4位置，設(shè)有內(nèi)循環(huán)出口7，出水依次連接泵和流量計(jì)6，流量計(jì)的另一端通向fenton氧化塔底部，實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)，進(jìn)行深度處理，所述內(nèi)循環(huán)出口上方設(shè)置有出水口8，經(jīng)過(guò)所述裝置處理后的廢水由出水口流出。所述微波消解裝置內(nèi)設(shè)置過(guò)濾器，用于去除微波催化劑顆粒。所述廢水池與微波消解裝置之間設(shè)置泵，泵兩端還設(shè)置有閥門；所述雙氧水加藥罐與fenton氧化塔之間設(shè)置泵，泵兩端還設(shè)置有閥門；所述調(diào)節(jié)罐與fenton氧化塔之間設(shè)置泵，泵兩端還設(shè)置有閥門。所述內(nèi)循環(huán)出口與泵之間設(shè)置閥門，流量計(jì)與塔底入口之間設(shè)置閥門。
實(shí)施例2
一種鄰氨基苯甲酸廢水處理方法：首先，采用具有微波催化活性的cuo/ac復(fù)合材料作為微波催化劑，對(duì)100ml某化工廠鄰氨基苯甲酸生產(chǎn)廢水進(jìn)行微波消解處理，微波反應(yīng)時(shí)間15min；反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾，調(diào)節(jié)ph至3.5，投加硫酸亞鐵溶液，使廢水的fe2+離子濃度為0.4g/l。然后，廢水進(jìn)內(nèi)fenton氧化塔，調(diào)節(jié)塔內(nèi)廢水中h2o2濃度為0.8g/l，反應(yīng)時(shí)間控制在50min，對(duì)其進(jìn)行深度降解，最終測(cè)得鄰氨基苯甲酸廢水的cod去除率達(dá)到74.1%。
實(shí)施例3：
一種鄰氨基苯甲酸廢水處理方法：首先，采用具有微波催化活性的cuo/ac復(fù)合材料作為微波催化劑，對(duì)100ml某化工廠鄰氨基苯甲酸生產(chǎn)廢水進(jìn)行微波催化氧化處理，微波消解反應(yīng)時(shí)間20min，對(duì)鄰氨基苯甲酸廢水進(jìn)行初步降解；反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾，調(diào)節(jié)ph至3.5，投加硫酸亞鐵溶液，使廢水的fe2+離子濃度為0.4g/l。然后，廢水經(jīng)fenton氧化塔，調(diào)節(jié)塔內(nèi)廢水的h2o2濃度為1.0g/l，反應(yīng)時(shí)間控制在50min，對(duì)其進(jìn)行深度降解，最終測(cè)得鄰氨基苯甲酸廢水的cod去除率達(dá)到76.9%。
實(shí)施例4：
一種鄰氨基苯甲酸廢水處理方法：首先，采用具有微波催化活性的cuo/ac復(fù)合材料作為微波催化劑，對(duì)100ml某化工廠鄰氨基苯甲酸生產(chǎn)廢水進(jìn)行微波催化氧化處理，微波消解反應(yīng)時(shí)間20min，對(duì)鄰氨基苯甲酸廢水進(jìn)行初步降解；反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾，調(diào)節(jié)ph至4，投加硫酸亞鐵溶液，使廢水的fe2+離子濃度為0.3g/l。然后，廢水經(jīng)fenton氧化塔，調(diào)節(jié)塔內(nèi)廢水的h2o2濃度為1.0g/l，反應(yīng)時(shí)間控制在50min，對(duì)其進(jìn)行深度降解，最終測(cè)得鄰氨基苯甲酸廢水的cod去除率達(dá)到73.2%。
實(shí)施例5：
一種鄰氨基苯甲酸廢水處理方法：首先，采用具有微波催化活性的cuo/ac復(fù)合材料作為微波催化劑，對(duì)100ml某化工廠鄰氨基苯甲酸生產(chǎn)廢水進(jìn)行微波催化氧化處理，微波消解反應(yīng)時(shí)間20min，對(duì)鄰氨基苯甲酸廢水進(jìn)行初步降解；反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾，調(diào)節(jié)ph至3.5，投加硫酸亞鐵溶液，使廢水的fe2+離子濃度為0.2g/l。然后，廢水經(jīng)fenton氧化塔，調(diào)節(jié)塔內(nèi)廢水的h2o2濃度為0.5g/l，反應(yīng)時(shí)間控制在50min，對(duì)其進(jìn)行深度降解，最終測(cè)得鄰氨基苯甲酸廢水的cod去除率達(dá)到68.3%。
實(shí)施例6：
一種鄰氨基苯甲酸廢水處理方法：首先，采用具有微波催化活性的cuo/ac復(fù)合材料作為微波催化劑，對(duì)100ml某化工廠鄰氨基苯甲酸生產(chǎn)廢水進(jìn)行微波催化氧化處理，微波消解反應(yīng)時(shí)間20min，對(duì)鄰氨基苯甲酸廢水進(jìn)行初步降解；反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾，調(diào)節(jié)ph至3.5，投加硫酸亞鐵溶液，使廢水的fe2+離子濃度為0.4g/l。然后，廢水經(jīng)fenton氧化塔，調(diào)節(jié)塔內(nèi)廢水的h2o2濃度為1.0g/l，反應(yīng)時(shí)間控制在60min，對(duì)其進(jìn)行深度降解，最終測(cè)得鄰氨基苯甲酸廢水的cod去除率達(dá)到82.9%。