公布日：2023.04.18
申請(qǐng)日：2023.02.22
分類號(hào)：C02F1/30(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種微波催化氧化處理難降解有機(jī)廢水的裝置及工藝，裝置包括反應(yīng)罐體，所述反應(yīng)罐體內(nèi)從下至上依次設(shè)置曝氣區(qū)、催化反應(yīng)區(qū)和溢流區(qū)，所述曝氣區(qū)設(shè)置曝氣管，所述催化反應(yīng)區(qū)內(nèi)填充催化劑；所述反應(yīng)罐體的頂部設(shè)置微波發(fā)生裝置，所述微波發(fā)生裝置伸入到催化劑的內(nèi)部；本發(fā)明提供的微波催化氧化處理難降解有機(jī)廢水的裝置，將微波技術(shù)與異相催化氧化技術(shù)耦合，將異相催化氧化與微波輻照置于同一裝置中，能夠催化產(chǎn)生更多的·OH以氧化降解污染物，提高了對(duì)高濃難降解污染物的去除效果。
權(quán)利要求書
1.一種微波催化氧化處理難降解有機(jī)廢水的裝置，其特征在于，包括反應(yīng)罐體，所述反應(yīng)罐體內(nèi)從下至上依次設(shè)置曝氣區(qū)、催化反應(yīng)區(qū)和溢流區(qū)，所述曝氣區(qū)設(shè)置曝氣管，所述催化反應(yīng)區(qū)內(nèi)填充催化劑；所述反應(yīng)罐體的頂部設(shè)置微波發(fā)生裝置，所述微波發(fā)生裝置伸入到催化劑的內(nèi)部。
2.如權(quán)利要求1所述的微波催化氧化處理難降解有機(jī)廢水的裝置，其特征在于，所述曝氣管與曝氣風(fēng)機(jī)相連，曝氣風(fēng)機(jī)設(shè)置在反應(yīng)罐體的外部。
3.如權(quán)利要求1所述的微波催化氧化處理難降解有機(jī)廢水的裝置，其特征在于，所述反應(yīng)罐體的上部設(shè)置出水口，下部設(shè)置進(jìn)水口。
4.如權(quán)利要求3所述的微波催化氧化處理難降解有機(jī)廢水的裝置，其特征在于，所述出水口設(shè)置在溢流區(qū)，溢流區(qū)內(nèi)設(shè)置溢流圍堰，溢流圍堰與反應(yīng)罐體之間的腔體連通。
5.如權(quán)利要求3所述的微波催化氧化處理難降解有機(jī)廢水的裝置，其特征在于，所述進(jìn)水口通過進(jìn)水管與集水井相連，所述進(jìn)水管上設(shè)置加藥口，所述加藥口通過管道與藥劑儲(chǔ)罐相連。
6.如權(quán)利要求1所述的微波催化氧化處理難降解有機(jī)廢水的裝置，其特征在于，所述微波發(fā)生裝置包括依次連接的微波電源、微波變壓器、磁控管、波導(dǎo)和微波輻射天線，所述波導(dǎo)和微波輻射天線設(shè)置在密封外殼內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的微波催化氧化處理難降解有機(jī)廢水的裝置，其特征在于，所述催化劑置于支撐層的上方，催化劑為負(fù)載鐵單質(zhì)、鐵氧體及其他金屬化合物的吸波材料，所用的載體為碳基材料。
8.如權(quán)利要求1所述的微波催化氧化處理難降解有機(jī)廢水的裝置，其特征在于，所述催化劑的添加體積為反應(yīng)罐體有效容積的30％-70％。
9.如權(quán)利要求5所述的微波催化氧化處理難降解有機(jī)廢水的裝置，其特征在于，所述藥劑儲(chǔ)罐內(nèi)存放H2O2溶液。
10.一種微波催化氧化處理難降解有機(jī)廢水的工藝，采用權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的裝置來實(shí)現(xiàn)，其特征在于，包括以下步驟：廢水和過氧化氫溶液混合后進(jìn)入反應(yīng)罐體，在反應(yīng)罐體中，H2O2作為氧化劑與固體催化劑作用分解為氧化能力更強(qiáng)的·OH，同時(shí)在微波作用下額外產(chǎn)生大量的·OH，·OH與廢水中難降解污染物接觸并對(duì)污染物進(jìn)行降解。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種微波催化氧化處理難降解有機(jī)廢水的裝置及方法，通過將微波技術(shù)與異相催化氧化技術(shù)耦合，以提高難降解污染物的去除效果，加速反應(yīng)速率。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
在本發(fā)明的第一方面，提供了一種微波催化氧化處理難降解有機(jī)廢水的裝置，包括反應(yīng)罐體，所述反應(yīng)罐體內(nèi)從下至上依次設(shè)置曝氣區(qū)、催化反應(yīng)區(qū)和溢流區(qū)，所述曝氣區(qū)設(shè)置曝氣管，所述催化反應(yīng)區(qū)內(nèi)填充催化劑；所述反應(yīng)罐體的頂部設(shè)置微波發(fā)生裝置，所述微波發(fā)生裝置伸入到催化劑的內(nèi)部。
在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述曝氣管與曝氣風(fēng)機(jī)相連，曝氣風(fēng)機(jī)設(shè)置在反應(yīng)罐體的外部。
在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述反應(yīng)罐體的上部設(shè)置出水口，下部設(shè)置進(jìn)水口。
在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述出水口設(shè)置在溢流區(qū)，溢流區(qū)內(nèi)設(shè)置溢流圍堰，溢流圍堰與反應(yīng)罐體之間的腔體連通。
在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述進(jìn)水口通過進(jìn)水管與集水井相連，所述進(jìn)水管上設(shè)置加藥口，所述加藥口通過管道與藥劑儲(chǔ)罐相連。
在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述微波發(fā)生裝置包括依次連接的微波電源、微波變壓器、磁控管、波導(dǎo)和微波輻射天線，所述波導(dǎo)和微波輻射天線設(shè)置在密封外殼內(nèi)。
在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述催化劑置于支撐層的上方，催化劑為負(fù)載鐵單質(zhì)、鐵氧體及其他金屬化合物的吸波材料，所用的載體為碳基材料。
在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述催化劑的添加體積為反應(yīng)罐體有效容積的30％-70％。
在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述藥劑儲(chǔ)罐內(nèi)存放H2O2溶液。
在本發(fā)明的第二方面，提供了一種微波催化氧化處理難降解有機(jī)廢水的工藝，包括以下步驟：
廢水和過氧化氫溶液混合后進(jìn)入反應(yīng)罐體，在反應(yīng)罐體中，H2O2作為氧化劑與固體催化劑作用分解為氧化能力更強(qiáng)的·OH，同時(shí)在微波作用下額外產(chǎn)生大量的·OH，·OH與廢水中難降解污染物接觸并對(duì)污染物進(jìn)行降解。
本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案具有以下有益效果：
(1)本發(fā)明提供的微波催化氧化處理難降解有機(jī)廢水的裝置，將微波技術(shù)與異相催化氧化技術(shù)耦合，將異相催化氧化與微波輻照置于同一裝置中，能夠催化產(chǎn)生更多的·OH以氧化降解污染物，提高了對(duì)高濃難降解污染物的去除效果。
(2)本發(fā)明提供的微波催化氧化處理難降解有機(jī)廢水的裝置，在反應(yīng)罐體內(nèi)設(shè)置催化反應(yīng)區(qū)，催化劑的存在不僅催化H2O2產(chǎn)生氧化性更強(qiáng)的·OH以氧化降解污染物，而且有一定吸波作用。微波輻照作用下，可直接將吸附在催化劑表面的有機(jī)物降解，起原位修復(fù)作用，延長催化劑的使用壽命；在反應(yīng)罐體的底部設(shè)置曝氣管，在曝氣作用下可增大固體催化劑、·OH與污染物的接觸面積，提高催化效果。
(3)本發(fā)明提供的微波催化氧化處理難降解有機(jī)廢水的裝置，有嚴(yán)格的防水設(shè)施，可安裝于室外，且反應(yīng)罐體內(nèi)有充足空間，可依據(jù)水處理工藝填充固體催化劑；同時(shí)，裝置安裝簡單，操作方便，微波的存在可提高反應(yīng)速率，節(jié)省反應(yīng)容積，降低成本；可用于前端高濃難降解污染物的處理，處理水量大，占地面積小，降解效果顯著。
（發(fā)明人：王玉環(huán);宮志鵬;張菲;劉偉;劉帥;朱杰高）
