[发明专利]一种高级氧化降解硝基苯类废水的工艺方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于硝基苯类废水的处理的技术领域，具体涉及一种高级氧化降解硝基苯类废水的工艺方法，其采用臭氧技术、超声波技术和电解技术的耦合处理共同作用。 

背景技术

硝基苯类化合物属于难降解的有毒有机类污染物，由于其较强的物质毒性，被国内外列为优先控制污染物。该类废水的传统处理方法有萃取法、吸附法和生物法，但是由于硝基苯结构稳定，在实际工程应用中，用常规的工艺和生物处理方法来处理该类废水往往难以取得令人满意的处理效果。 

近些年来，国内外对深度高级氧化技术降解污染物做了大量的研究，尝试了许多新的处理方法，例如光辐射氧化法、臭氧氧化法、紫外线氧化法、超声波氧化法、电化学氧化法和超声波/臭氧法。这些方法具有共同的特点：具有强氧化性，可有效降解硝基苯类污染物；工艺流程简单，操作安全；无二次污染，符合“绿色化工”的环保理念，高级氧化法是最具有工业应用潜力的方法。然而，研究表明，单独使用任何一种氧化方法处理硝基苯类水，硝基苯降解速率都极其缓慢，无法在一个较短的时间内达到处理要求。超声波/臭氧法作为一种联合方法虽然在一定程度上提高了处理效率，但耗时之长、成本之高令企业仍然无法接受。因此，提高处理效率、缩短处理时间是高级氧化法工业化应用的关键因素。 

发明内容

本发明为了解决现有降解硝基苯类废水的方法存在的上述不足，提供了一 种臭氧-超声波-电解的高级氧化降解硝基苯类废水的工艺方法及装置。 

本发明采用如下的技术方案实现： 

高级氧化降解硝基苯类废水的工艺方法，其特征在于步骤如下：将废水在气液传质设备中与臭氧充分接触反应，接触反应后的废水进入由超声波场和电解场组成的耦合反应器中，废水中的硝基苯类物质在超声波和微电解的协同作用下得到降解。 

废水进入气液传质设备之前采用碱性化合物调节pH值为9～11。废水在气液传质设备中与臭氧的液气体积比(液体流量和气体流量的比)为50～500L/m³，臭氧浓度为8～18mg/L。 

实现高级氧化降解硝基苯类废水的工艺方法的装置，包括气液传质设备，气液传质设备上设进气口、出气口、进液口、出液口，进气口连接臭氧发生器，进液口连接硝基苯类废水池，出液口连接废水耦合反应器，所述的废水耦合反应器内设置若干组交错排列的阴电极和阳电极，各阴阳电极之间形成矩形通道，各矩形通道依次相通，构成多次折流的废水流动通道，废水耦合反应器底部设置超声波发生器。 

气液传质设备为填料塔或旋转填料床。 

阴电极为不锈钢片或铜片，阳电极为二氧化铅或表面涂有Ti的RuO₂。 

超声波发生器的超声波频率为28kHz～500kHz，超声波声强为1W/cm²～100W/cm²，电流密度为10mA/cm²～40mA/cm²。 

本发明利用臭氧-超声波-电解三种技术的协同作用来预处理硝基苯类废水，使之在较短的时间达到可生化的效果。与现有技术相比，本发明处理效率提高10％，反应时间30％缩短，臭氧利用率提高20％，大大减少了水处理成本。 

本发明具有如下有益效果：工艺流程简单，操作方便，把三种技术巧妙耦 合，各种技术发挥最大作用，最大限度的减少了处理成本，可应用于处理各种有机工业废水如含酚废水、炸药废水、染料废水、石化企业废水、洗涤剂废水等。 

附图说明

图1是利用高级氧化降解硝基苯类废水的工艺流程图； 

图2为旋转填料床结构示意图 

图3为填料塔结构示意图 

图中：1-硝基苯类废水池，2-液泵I，3-液体流量计，4-气体流量计，5-气液传质设备，6-臭氧发生器，7-废水中间储槽，8-液泵II，9-KI吸收液，10-超声波发生器，11-阴电极(用实线——表示)，12-阳电极(用虚线------表示)，13-废水流动通道，14-处理后废水出口，15-废水耦合反应器； 

2.1-旋转填料床气体进口，2.2-转子，2.3-填料，2.4-超重力装置内腔，2.5-旋转填料床液体进口，2.6-旋转填料床气体出口，2.7-密封，2.8-喷嘴，2.9-超重力装置外腔，2.10-外壳，2.11-中央分布器，2.12-转轴，2.13-旋转填料床液体出口；