一種強(qiáng)化鐵碳微電解-臭氧氧化法降解硝基苯廢水的方法及裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于處理硝基苯廢水處理的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種強(qiáng)化鐵碳微電解?臭氧氧化法降解硝基苯廢水的方法及裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鐵碳微電解床長(zhǎng)期運(yùn)行后，填料鈍化失活，電解反應(yīng)受阻以及催化劑對(duì)臭氧氧化降解廢水的效率提高幅度有限的問(wèn)題，先將硝基苯廢水放至鐵碳微電解槽內(nèi)并輔以超聲波，使難降解的硝基苯在超聲/鐵碳微電解共同作用下被快速還原為易降解的苯胺，同時(shí)電解反應(yīng)后產(chǎn)生的向Fe2+被釋放至廢水中；再將廢水送至超重力設(shè)備中與臭氧充分反應(yīng)，深度氧化降解廢水中殘余有機(jī)污染物。本發(fā)明使得鐵碳微電解的反應(yīng)速率在整體上提高了6~10倍，同時(shí)使得廢水中游離Fe2+濃度提高了5~8倍，大幅度減少了后續(xù)超重力?臭氧氧化法的臭氧用量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種強(qiáng)化鐵碳微電解-臭氧氧化法降解硝基苯廢水的方法及 裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于處理硝基苯廢水處理的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種強(qiáng)化鐵碳微電解-臭 氧氧化法降解硝基苯廢水的方法及裝置，其采用超聲波技術(shù)、鐵碳微電解法和臭氧氧化法 共同作用處理硝基苯廢水。
【背景技術(shù)】
[0002] 鐵碳微電解技術(shù)是以廢鐵肩以及活性炭顆粒作為反應(yīng)器的填料，利用鐵、碳氧化 還原電位的差異，使兩者在反應(yīng)器中構(gòu)成無(wú)數(shù)的微小原電池，還原降解廢水中的有機(jī)污染 物。反應(yīng)式如下：
反應(yīng)中，鐵作為陽(yáng)極失電子，并轉(zhuǎn)移至碳表面，被其表面的H+捕獲產(chǎn)生的質(zhì)子態(tài)[H]。 [H]是一種活性較強(qiáng)的還原劑，可有效還原有機(jī)污染物上的硝基基團(tuán)、偶氮鍵等，從而破壞 難降解的有機(jī)分子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，使其易于降解。硝基苯之所以難氧化降解，是因?yàn)槠浔江h(huán)上 的硝基具有強(qiáng)吸電子作用而使苯環(huán)鈍化。鐵碳微電解法則可有效將硝基苯上的硝基還原為 胺基，活化苯環(huán)，使其易于降解。因此鐵碳微電解技術(shù)常被用于硝基苯類(lèi)廢水的預(yù)處理。然 而鐵碳微電解床長(zhǎng)期運(yùn)行后，鐵碳表面易被生成的鐵氧化物所覆蓋，同時(shí)電解產(chǎn)生的二價(jià) 鐵的混凝作用易形成穩(wěn)定的絮凝物并逐漸沉積在填料表面，造成填料鈍化失活，電解反應(yīng) 受阻，致使鐵碳微電解床難以長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。
[0003] 超聲波負(fù)載的強(qiáng)大能量，可造成液體穩(wěn)流，被廣泛用于各類(lèi)液-液、固-液化學(xué)反應(yīng) 的強(qiáng)化。對(duì)于固液反應(yīng)體系，超聲在溶液中的空化作用所產(chǎn)生的強(qiáng)烈微射流以及沖擊波能 沖刷固體表面，釋放固體表面的反應(yīng)活性位點(diǎn)，同時(shí)超聲造成的液體穩(wěn)流加劇了固液混合 成度從而提高了化學(xué)反應(yīng)速率。
[0004] 超重力-臭氧高級(jí)氧化技術(shù)是一種新興的廢水處理技術(shù)，利用旋轉(zhuǎn)填料床所營(yíng)造 的超重力環(huán)境，強(qiáng)化臭氧從氣相轉(zhuǎn)移至液相的傳質(zhì)過(guò)程，有效提高了液相中臭氧濃度和氧 化效率。臭氧化法的氧化機(jī)制為直接氧化和間接氧化，前者利用臭氧直接氧化降解有機(jī)分 子，對(duì)作用對(duì)象具有選擇性，而后者則利用臭氧在水溶液中的自分解反應(yīng)產(chǎn)生· 0H并氧化 降解廢水中的污染物，反應(yīng)較快且對(duì)作用對(duì)象無(wú)選擇性。因此，提高臭氧在溶液中生成· 0H 的能力同樣可提高臭氧氧化的效率。顯然超重力技術(shù)僅僅加快了臭氧向液相的傳質(zhì)速率， 但并未加快臭氧在溶液中生成· 0H的反應(yīng)速率。
[0005] 均相催化臭氧氧化法是在溶液中加入金屬離子催化劑，催化臭氧分解，加速· 0H 的生成速率，從而提高臭氧氧化降解有機(jī)廢水效率。常用的催化劑為Fe2+，為自由基鏈?zhǔn)椒?應(yīng)的引發(fā)劑，加速臭氧生成· 0H的速率。然而臭氧溶解于液相的傳質(zhì)過(guò)程，受液膜控制，傳 質(zhì)緩慢，催化劑的加入并不能加速臭氧的傳質(zhì)過(guò)程，因此催化劑對(duì)臭氧氧化降解廢水的效 率，尤其是降解尚濃度有機(jī)廢水，提尚幅度有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明為了現(xiàn)有技術(shù)中鐵碳微電解床長(zhǎng)期運(yùn)行后，填料鈍化失活，電解反應(yīng)受阻 以及催化劑對(duì)臭氧氧化降解廢水的效率提高幅度有限的問(wèn)題，提供一種強(qiáng)化鐵碳微電解-臭氧氧化法降解硝基苯廢水的方法及裝置。
[0007] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種強(qiáng)化鐵碳微電解-臭氧氧化法降解硝基苯廢水的方法，其特征在于:步驟如下：（1) 先將硝基苯廢水放至鐵碳微電解槽內(nèi)并輔以超聲波，使難降解的硝基苯在超聲/鐵碳微電 解共同作用下被快速還原為易降解的苯胺，同時(shí)電解反應(yīng)后產(chǎn)生的向Fe 2+被釋放至廢水中； (2)將廢水送至超重力設(shè)備中與臭氧充分反應(yīng)，深度氧化降解廢水中殘余有機(jī)污染物。
[0008] 硝基苯廢水中硝基苯的濃度小于等于500 mg/L，經(jīng)超聲/鐵碳微電解處理后廢水 中殘余硝基苯濃度小于等于50 mg/L，超重力-臭氧氧化法處理后，廢水中污染物礦化率達(dá) 到90%以上，且硝基苯零殘留。硝基苯廢水初始pH用酸或堿調(diào)節(jié)至2~4;構(gòu)成微電解電極的鐵 肩與活性炭質(zhì)量比為1:3~3:1;鐵肩質(zhì)量濃度為10 g/L~30 g/L。
[0009] 步驟(1)中超聲波的頻率為20~40 kHz，超聲波功率4~8 kW。
[0010] 步驟(2)中進(jìn)入超重力設(shè)備的廢水與臭氧的液氣比為0.5~2.5 L/L，臭氧濃度為50 ~100 mg/L，超重力設(shè)備轉(zhuǎn)速為40CK800 rpm。
[0011] 步驟（1)超聲-鐵碳微電解處理硝基苯廢水時(shí)間為30~45min，反應(yīng)溫度控制在室 溫，步驟(2)超重力-臭氧氧化處理時(shí)間為20~40 min。
[0012] 完成上述的強(qiáng)化鐵碳微電解-臭氧氧化法降解硝基苯廢水的方法的裝置，包括鐵 碳微電解床，鐵碳微電解床設(shè)有進(jìn)液口和出液口，進(jìn)液口通過(guò)液體流量計(jì)I以及液栗I連接 硝基苯廢水儲(chǔ)液槽;鐵碳微電解床底部設(shè)有超聲波振板，超聲波振板與超聲波發(fā)生器相連 通;鐵碳微電解床被夾套所包裹，夾套設(shè)有進(jìn)水口與出水口，且均與儲(chǔ)水槽相連，并通過(guò)液 栗Π 使儲(chǔ)槽內(nèi)的冷卻水在鐵碳微電解床外循環(huán)流動(dòng)控溫，冷卻水流速由液體流量計(jì)Π 控 制;鐵碳微電解床的出液口與儲(chǔ)液槽相連;旋轉(zhuǎn)填料床設(shè)有進(jìn)液口、出液口、進(jìn)氣口以及出 氣口，其中進(jìn)液口通過(guò)液體流量計(jì)m以及液栗m與儲(chǔ)液槽連接，出液口連接至儲(chǔ)液槽;旋轉(zhuǎn) 填料床出氣口與尾氣吸收裝置連接，進(jìn)氣口通過(guò)氣體流量計(jì)與臭氧發(fā)生器出氣口連接;氧 氣瓶與臭氧發(fā)生器進(jìn)氣口連接。
[0013] 本發(fā)明所述超重力設(shè)備為已公開(kāi)的超重力旋轉(zhuǎn)床裝置，包括填料床式、螺旋通道 式等多種形式的超重力旋轉(zhuǎn)床設(shè)備（參考申請(qǐng)?zhí)?1109255.2、200520100685)，優(yōu)選旋轉(zhuǎn)填 料床式超重力設(shè)備。
[0014]完成上述的強(qiáng)化鐵碳微電解-臭氧氧化法降解硝基苯廢水的方法的裝置，包括鐵 碳微電解床和旋轉(zhuǎn)填料床，鐵碳微電解床設(shè)有進(jìn)液口和出液口，進(jìn)液口通過(guò)液體流量計(jì)I以 及液栗I連接硝基苯廢水儲(chǔ)液槽;鐵碳微電解床底部設(shè)有超聲波振板，超聲波振板與超聲波 發(fā)生器相連通;鐵碳微電解床被夾套所包裹，夾套設(shè)有進(jìn)水口與出水口，且均與儲(chǔ)水槽相 連，并通過(guò)液栗Π 使儲(chǔ)槽內(nèi)的冷卻水在鐵碳微電解床外循環(huán)流動(dòng)控溫，冷卻水流速由液體 流量計(jì)Π 控制;鐵碳微電解床的出液口與儲(chǔ)液槽相連;旋轉(zhuǎn)填料床設(shè)有進(jìn)液口、出液口、進(jìn) 氣口以及出氣口，其中進(jìn)液口通過(guò)液體流量計(jì)m以及液栗m與儲(chǔ)液槽連接，出液口連接至 儲(chǔ)液槽;旋轉(zhuǎn)填料床出氣口與尾氣吸收裝置連接，進(jìn)氣口通過(guò)氣體流量計(jì)與臭氧發(fā)生器出 氣口連接;氧氣瓶與臭氧發(fā)生器進(jìn)氣口連接，尾氣處理裝置內(nèi)填充物為活性炭。
[0015]傳統(tǒng)的超重力-臭氧氧化法主要利用超重力設(shè)備強(qiáng)化傳質(zhì)的特點(diǎn)，大幅提升了溶 液中溶解的臭氧濃度，但并未加速臭氧生成· 0H的反應(yīng)速率，因此實(shí)際廢水處理時(shí)，往往需 添加催化劑Fe2+，催化臭氧分解，加速· 0H的生成速率，充分利用溶液中所溶解的臭氧，提高 氧化效率。此外，對(duì)于化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的硝基苯類(lèi)廢水，直接的超重力-臭氧氧化法難以快速 將之完全降解，耗時(shí)較長(zhǎng)，從而增加了能耗。然而鐵碳微電解與超重力-臭氧氧化法兩段工 藝結(jié)合處理硝基苯類(lèi)廢水時(shí)，一方面可利用鐵碳微電解將難降解的硝基苯還原為易于被氧 化降解的苯胺，縮短超重力-臭氧氧化法的運(yùn)行時(shí)間，降低臭氧用量，另一方面鐵碳微電解 所產(chǎn)生的Fe 2+可直接被釋于廢水中，作為催化劑加速臭氧分解產(chǎn)生· 0H，反應(yīng)機(jī)理如式3~6 所示。
傳統(tǒng)的鐵碳微電解法直接處理廢水時(shí)，鐵表面易形成氧化層，阻礙鐵碳微電解反應(yīng)的 進(jìn)行，同時(shí)微電解生成的Fe2+可水解生成具有混凝作用的Fe(0H)2和Fe(0H) 3,在溶液中形成 穩(wěn)定的絮凝物，該絮凝物一方面逐漸沉積在鐵碳填料表面，阻礙鐵碳微電解電子傳遞過(guò)程， 另一方面吸附夾帶走部分游離的Fe 2+，降低溶液中Fe2+濃度，造成后續(xù)臭氧氧化法所需的催 化劑Fe2+補(bǔ)給不足。因此傳統(tǒng)的鐵碳微電解床均存在填料易鈍化失活，難以長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的 問(wèn)題。超聲波的介入則可解除鐵碳填料易鈍化的問(wèn)題。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是：（1)將鐵碳微電解與超重力-臭氧氧化法兩段工藝組合起來(lái) 并用于硝基苯廢水處理，一方面先采用鐵碳微電解法將硝基苯還原為苯胺，便于后續(xù)臭氧 氧化法深度氧化降解廢水，另一方面利用微電解反應(yīng)所生成的Fe 2+作為臭氧氧化法的催化 劑，實(shí)現(xiàn)后續(xù)超重力-臭氧氧化法所需催化劑的零添加；（2)為保證鐵碳微電解反應(yīng)能為后 續(xù)超重力-臭氧氧化法提供足夠的催化劑Fe 2+，而采用超聲波強(qiáng)化鐵碳微電解反應(yīng)，利用超 聲波的強(qiáng)大能場(chǎng)，連續(xù)更新鐵碳填料表面，保證鐵碳微電解高反應(yīng)速率，同時(shí)防止絮凝物的 生成減少Fe 2+的流失。（3)超聲波的介入使得鐵碳微電解的反應(yīng)速率在整體上提高了6~10 倍，同時(shí)使得廢水中游離Fe 2+濃度提高了5~8倍，大幅度減少了后續(xù)超重力-臭氧氧化法的臭 氧用量。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
[0019] 圖中：1-硝基苯廢水儲(chǔ)液槽;2-液栗I; 3-液體流量計(jì)I; 4-液體流量計(jì)Π ; 5-液栗 Π ; 6-儲(chǔ)水槽;7-鐵碳填料床;8-超聲波振板;9-夾套；10-超聲波發(fā)生器;11-儲(chǔ)液槽;12-旋 轉(zhuǎn)填料床；13-液體流量計(jì)m ; 14-液栗m ; 15-氣體流量計(jì)；16-尾氣吸收裝置；17-臭氧發(fā)生 器;18-氧氣瓶。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施案例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。但本
【發(fā)明內(nèi)容】
并不受下述 實(shí)施方式所局限。
[0021] 強(qiáng)化鐵碳微電解-臭氧氧化法降解硝基苯廢水的方法，步驟如下：（1)先將硝基苯 廢水放至鐵碳微電解槽內(nèi)并輔以超聲波，使難降解的硝基苯在超聲/鐵碳微電解共同作用 下被快速還原為易降解的苯胺，同時(shí)電解反應(yīng)后產(chǎn)生的向Fe 2+被釋放至廢水中；（2)將廢水 送至超重力設(shè)備中與臭氧充分反應(yīng)，深度氧化降解廢水中殘余有機(jī)污染物。硝基苯廢水中 硝基苯的濃度小于等于500 mg/L，經(jīng)超聲/鐵碳微電解作處理后廢水中殘余硝基苯濃度小 于等于50 mg/L，超聲頻率為20~40kHz，功率為4~8 kW。鐵肩質(zhì)量濃度10 g/L~30 g/L，構(gòu)成 微電解電極的鐵肩與活性炭質(zhì)量比為1:3~3:1;廢水初始pH用酸或堿調(diào)節(jié)至2~4;臭氧氧化 反應(yīng)階段，超重力設(shè)備中廢水與臭氧的液氣比為0.5~2.5 L/L，臭氧濃度為50~100 mg/L，超 重力設(shè)備轉(zhuǎn)速為400~800 rpm。本發(fā)明（1)先用鐵碳微電解可將硝基苯還原為化學(xué)性質(zhì)較為 活潑的苯胺，再進(jìn)行臭氧深度氧化降解；（2)鐵碳微電解為臭氧氧化法提供了催化劑Fe 2+， 提高臭氧氧化效率；（3)超聲的介入保證了微電解出水中游離Fe2+的較高濃度，為后續(xù)超重 力-臭氧氧化法提供足夠的催化劑Fe 2+，實(shí)現(xiàn)超重力-臭氧氧化法工藝過(guò)程中催化劑Fe 2+的 零添加，并減少臭氧用量。
[0022] 強(qiáng)化鐵碳微電解-臭氧氧化法降解硝基苯廢水的裝置，包括鐵碳微電解床7,鐵碳 微電解床7設(shè)有進(jìn)液口和出液口，進(jìn)液口通過(guò)液體流量計(jì)13以及液栗12連接硝基苯廢水儲(chǔ) 液槽1;鐵碳微電解床7底部設(shè)有超聲波振板8,超聲波振板8與超聲波發(fā)生器10相連通;鐵碳 微電解床7被夾套9所包裹，夾套9設(shè)有進(jìn)水口與出水口，且均與儲(chǔ)水槽6相連，并通過(guò)液栗Π 5使儲(chǔ)槽內(nèi)的冷卻水在鐵碳微電解床7外循環(huán)流動(dòng)控溫，冷卻水流速由液體流量計(jì)Π 4控制； 鐵碳微電解床7的出液口與儲(chǔ)液槽11相連;旋轉(zhuǎn)填料床12設(shè)有進(jìn)液口、出液口、進(jìn)氣口以及 出氣口，其中進(jìn)液口通過(guò)液體流量計(jì)m 13以及液栗m 14與儲(chǔ)液槽11連接，出液口連接至儲(chǔ) 液槽11;旋轉(zhuǎn)填料床8出氣口與尾氣吸收裝置16連接，進(jìn)氣口通過(guò)氣體流量計(jì)15與臭氧發(fā)生 器17出氣口連接;氧氣瓶18與臭氧發(fā)生器17進(jìn)氣口連接。
[0023] 具體工藝流程圖1所示，液栗12將儲(chǔ)液槽1中的硝基苯廢水打入鐵碳微電解床7中， 同時(shí)開(kāi)啟超聲波發(fā)生器10,其發(fā)射出高頻電能經(jīng)超聲波振板8轉(zhuǎn)化成超聲波傳至鐵碳微電 解床7中，與鐵碳微電解共同作用處理硝基苯廢水。由于超聲波作用后的廢水溫度較高，因 此鐵碳微電解床的溫度由夾套9中循環(huán)的冷卻水控制，即開(kāi)啟液栗Π 5，將儲(chǔ)水槽6中的冷卻 水打入夾套9中，隨后冷卻水從夾套的低位出液口再次流回儲(chǔ)水槽6中，如此循環(huán)使用。硝基 苯廢水經(jīng)超聲/鐵碳微電解作用30~45 min后，全部注入儲(chǔ)液槽11中，由液栗ΙΠ 14打入旋轉(zhuǎn) 填料床12,進(jìn)行超重力-臭氧氧化深度處理。氧氣瓶18中的氧氣進(jìn)入臭氧發(fā)生器17生成臭 氧，臭氧經(jīng)氣體流量計(jì)15進(jìn)入旋轉(zhuǎn)填料床12，儲(chǔ)液槽11中的廢水經(jīng)液栗ΙΠ 14進(jìn)入旋轉(zhuǎn)填料 床12與臭氧逆流接觸并發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)后的廢水再次流回至儲(chǔ)液槽11繼續(xù)被液栗ΙΠ 14送至 旋轉(zhuǎn)填料床12中，循環(huán)處理。超重力-臭氧氧化技術(shù)處理時(shí)間為20~40 min。
[0024] 實(shí)施例1:利用圖1所示裝置流程圖，處理含硝基苯廢水。廢水中硝基初始苯濃度為 300 mg/L，pH值為2。微電解槽中，廢鐵肩濃度為20g/L，鐵碳質(zhì)量比為3:1，超聲波輸出功率 為8kW，頻率為40 KHz，夾套中外循環(huán)冷卻水流速為60L/h。將lm3的硝基苯廢水注入微電解 槽中反應(yīng)30 min后，99%的硝基苯被還原為苯胺，反應(yīng)速率較傳統(tǒng)的鐵碳微電解法提高了7 倍，且廢水中游離的Fe2+濃度提高了6.2倍。微電解完成后，對(duì)廢水進(jìn)行超重力-臭氧氧化深 度降解，旋轉(zhuǎn)填料床轉(zhuǎn)速為200 rpm，廢水與臭氧液氣比為1.5 L/L，臭氧濃度為80 mg/L，超 重力設(shè)備轉(zhuǎn)速為800 rpm，反應(yīng)30min后，污染物礦化率達(dá)到97%;而不使用超聲波直接利用 微電解-超重力-臭氧氧化法處理廢水，在處理量不變以及相同操作條件下，達(dá)到相同處理 效果時(shí)，廢水的處理時(shí)間延長(zhǎng)了 5倍，臭氧的用量增加了 3倍。
[0025] 實(shí)施例2:利用圖1所示裝置流程圖，處理含硝基苯廢水。廢水中硝基初始苯濃度 為，500 mg/L，pH值為2.5。微電解槽中，廢鐵肩濃度為30 g/L，鐵碳質(zhì)量比為1:3,超聲波輸 出功率為6 kW，頻率為20 KHz，夾套中外循環(huán)冷卻水流速為45 L/h。將lm3的硝基苯廢水注 入微電解槽中反應(yīng)45 min后，96%的硝基苯被還原為苯胺，反應(yīng)速率較傳統(tǒng)的鐵碳微電解法 提高了 10倍，且廢水中游離的Fe2+濃度提高了 8倍。微電解完成后，對(duì)廢水進(jìn)行超重力-臭氧 氧化深度降解，旋轉(zhuǎn)填料床轉(zhuǎn)速為200 rpm，廢水與臭氧液氣比為0.5 L/L，臭氧濃度為100 mg/L，超重力設(shè)備轉(zhuǎn)速為400 rpm，反應(yīng)40 min后，污染物礦化率達(dá)到95%;而不使用超聲波 直接利用微電解-超重力-臭氧氧化法處理廢水，在處理量不變以及相同操作條件下，達(dá)到 相同處理效果時(shí)，廢水的處理時(shí)間延長(zhǎng)了 6倍，臭氧的用量增加了 4倍。
[0026] 實(shí)施例3:利用圖1所示裝置流程圖，處理含硝基苯廢水。廢水中硝基初始苯濃度為 100 mg/L，pH值為4。微電解槽中，廢鐵肩濃度為10 g/L，鐵碳質(zhì)量比為1:1，超聲波輸出功率 為4 kW，頻率為30 KHz，夾套中外循環(huán)冷卻水流速為30 L/h。將lm3的硝基苯廢水注入微電 解槽中反應(yīng)40 min后，99%的硝基苯被還原為苯胺，反應(yīng)速率較傳統(tǒng)的鐵碳微電解法提高了 6倍，且廢水中游離的Fe2+濃度提高了5倍。微電解完成后，對(duì)廢水進(jìn)行超重力-臭氧氧化深度 降解，旋轉(zhuǎn)填料床轉(zhuǎn)速為600 rpm，廢水與臭氧液氣比為2.5 L/L，臭氧濃度為50 mg/L，超重 力設(shè)備轉(zhuǎn)速為800 rpm，反應(yīng)20 min后，污染物礦化率達(dá)到98%;而不使用超聲波直接利用微 電解-超重力-臭氧氧化法處理廢水，在處理量不變以及相同操作條件下，達(dá)到相同處理效 果時(shí)，廢水的處理時(shí)間延長(zhǎng)了 4倍，臭氧的用量增加了 3倍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種強(qiáng)化鐵碳微電解-臭氧氧化法降解硝基苯廢水的方法，其特征在于:步驟如下： (1)先將硝基苯廢水放至鐵碳微電解槽內(nèi)并輔以超聲波，使難降解的硝基苯在超聲/鐵碳微 電解共同作用下被快速還原為易降解的苯胺，同時(shí)電解反應(yīng)后產(chǎn)生的向Fe 2+被釋放至廢水 中；（2)將廢水送至超重力設(shè)備中與臭氧充分反應(yīng)，深度氧化降解廢水中殘余有機(jī)污染物。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)化鐵碳微電解-臭氧氧化法降解硝基苯廢水的方法，其 特征在于:硝基苯廢水濃度小于等于500 mg/L，經(jīng)超聲/鐵碳微電解處理后廢水中殘余硝基 苯濃度小于等于50 mg/L，硝基苯廢水初始pH用酸或堿調(diào)節(jié)至2~4;構(gòu)成微電解電極的鐵肩 與活性炭質(zhì)量比為1:3~3:1;鐵肩質(zhì)量濃度為10 g/L~30 g/L。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種強(qiáng)化鐵碳微電解-臭氧氧化法降解硝基苯廢水的方 法，其特征在于:步驟(1)中超聲波的頻率為20~40 kHz，超聲波功率4~8 kW。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種強(qiáng)化鐵碳微電解-臭氧氧化法降解硝基苯廢水的方法，其 特征在于:步驟(2)中進(jìn)入超重力設(shè)備的廢水與臭氧的液氣比為0.5~2.5 L/L，臭氧濃度為 50~100 mg/L，超重力設(shè)備轉(zhuǎn)速為400~800 rpm。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種強(qiáng)化鐵碳微電解-臭氧氧化法降解硝基苯廢水的方法，其 特征在于:步驟（1)超聲-鐵碳微電解處理硝基苯廢水時(shí)間為30~45min，反應(yīng)溫度控制在室 溫，步驟(2)超重力-臭氧氧化處理時(shí)間為20~40 min。6. -種完成如權(quán)利要求5所述的一種強(qiáng)化鐵碳微電解-臭氧氧化法降解硝基苯廢水的 方法的裝置，其特征在于:包括鐵碳微電解床(7 )，鐵碳微電解床(7 )設(shè)有進(jìn)液口和出液口， 進(jìn)液口通過(guò)液體流量計(jì)I (3 )以及液栗I (2 )連接硝基苯廢水儲(chǔ)液槽(1);鐵碳微電解床(7 )底 部設(shè)有超聲波振板(8)，超聲波振板(8)與超聲波發(fā)生器(10)相連通;鐵碳微電解床(7)被夾 套(9)所包裹，夾套(9)設(shè)有進(jìn)水口與出水口，且均與儲(chǔ)水槽(6)相連，并通過(guò)液栗Π (5)使儲(chǔ) 槽內(nèi)的冷卻水在鐵碳微電解床(7)外循環(huán)流動(dòng)控溫，冷卻水流速由液體流量計(jì)Π (4)控制； 鐵碳微電解床(7 )的出液口與儲(chǔ)液槽（11)相連;旋轉(zhuǎn)填料床（12)設(shè)有進(jìn)液口、出液口、進(jìn)氣 口以及出氣口，其中進(jìn)液口通過(guò)液體流量計(jì)m a 3)以及液栗m a 4)與儲(chǔ)液槽a 1)連接，出 液口連接至儲(chǔ)液槽(11);旋轉(zhuǎn)填料床(8)出氣口與尾氣吸收裝置(16)連接，進(jìn)氣口通過(guò)氣體 流量計(jì)(15)與臭氧發(fā)生器(17)出氣口連接;氧氣瓶(18)與臭氧發(fā)生器(17)進(jìn)氣口連接。
【文檔編號(hào)】C02F9/06GK105884092SQ201610363467
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年5月30日
【發(fā)明人】劉有智, 焦緯洲, 余麗勝, 申紅艷, 栗秀萍, 祁貴生, 袁志國(guó), 張巧玲, 高璟, 羅瑩
【申請(qǐng)人】中北大學(xué)