[发明专利]强化水射流空化降解含苯酚废水的设备

说明书

技术领域

本发明涉及水射流空化领域，特别涉及一种强化水射流空化降解含苯酚废水的设备。

背景技术

随着国家各行业经济发展，机污染物的排放日益增多，尤其是来自农药、制药、炼焦、炼油、塑料、纺织印染等行业的污水，含有多种毒害大、难降解的芳香类有机污染物成分，给生态环境、人民生命安全及健康造成极大危害。苯酚是其中的一种典型污染物，属我国优先控制的污染物之一，同时也是美国环保局列出的 129种优先控制的污染物之一。对含苯酚的废水处理日益受到重视。

国内外对含苯酚等有机废水的处理有多种方法，分为生物氧化法、物理法和化学氧化法。生物氧化法降解速度慢，只适用低浓度废水降解。物理法存在处理容量有限，设备再生往往能耗大，废弃物排放易造成二次污染等缺点。化学氧化法需要高温、高压，添加氧化剂等，投资大，处理成本高。

目前，随着水射流空化技术的发展，水射流空化降解处理有机废水成为一种有效的处理方法。水射流空化技术是一种水处理新技术，空泡溃灭时形成极端高温高压环境，产生强烈的冲击波和微射流，引起复杂的物理和化学效应，产生活性极强的·OH和·H自由基，再通过自由基与有机化合物之间的加合、取代、电子转移断键等，使水体中难降解有机物大分子氧化降解成低毒或无毒的小分子物质，甚至直接降解成CO₂和H₂O，接近完全矿化，从而有效降解有机废水。

众多相关的文献及专利研究了水射流空化降解苯酚等有机废水的方法。相关文献“水力空化技术降解含苯酚、二甲苯废水的实验研究”（乔慧琼，兰州交通大学环境与市政工程学院，《能源环境保护》2007年 第2期，18-20页），描述了采用水力空化技术的新方法降解水体中的有机污染物苯酚，对水力空化的循环时间、苯酚初始浓度等因素对降解率的影响以及水温、PH值随循环时间的变化进行了研究，也描述了水力空化技术对苯酚溶液的降解率最高可达51.7%。但文中没有涉及水力空化降解的空化装置的构成，以及具体实施的方法、措施等。

相关文献“空化水射流-双氧水处理苯酚废水的机理分析”（卢义玉，重庆大学学报:自然科学版，2008，31(10)：19-22），阐述了双氧水联合空化水射流氧化法降解苯酚可使苯酚转化为其它较易被氧化的有机物，使苯酚更易于被彻底处理，在特定情况下，其苯酚的去除率达到99.85%。但该文献描述的是空化水射流与双氧水联合作用对苯酚废水进行降解，没有涉及到采用什么结构的水射流空化装置进行降解。

美国专利6502979、7086777、7207712都描述了用于产生水力空化的方法和装置。该装置包括具有上游部和下游部的流通室，其中下游部具有大于上游部的横截面积，并且流通室的壁可拆卸和可更换地安装在该装置内。该装置是通过节流器调节流通道的开度，来控制空化气泡的产生，从而控制空化的效果。但该装置结构复杂，节流器的制造成本高，加工制作难度大，不利于推广使用。尤其是该装置对苯酚废水的降解效果怎样，不得而知。

申请号为200980117515.7的公开文本提供了一种设计用于过程强化的水力空化反应容器的方法，涉及利用空泡发生器来产生空泡，以及通过流调节器来形成湍流，对甲苯、若丹明等有机物氧化降解，对甲苯可实现54%的氧化。同样属于通过调节流量大小产生空泡，与现有的水力空化反应容器相比的并没有实质性的改进，其降解效果也并不突出。而且该文依然没有对苯酚废水的降解及降解效果进行描述。

专利号为ZL200420035654.X的公开文本，提供了一种降解水中有机污染物的空化水射流装置。该装置包含了处理池、空化喷嘴、空泡溃灭器、污水泵、调节阀，在处理池内设置空化嘴和空泡溃灭器，空化嘴置于空泡溃灭器内，处理池与调节池之间，通过污水泵及回水调节阀相连通，污水在空化喷嘴处产生空泡，空泡在空泡溃灭器的溃灭，污水由空泡溃灭时产生的中间产物（如各种自由基、超临界水等）与水中污物发生氧化反应，从而达到处理污水的目的。其处理对硝基苯酚溶液去除率为50%时需1.5小时。由于这种结构的空化水射流装置的空泡溃灭器是淹没在污水处理池的污水中，空化喷嘴产生空泡在空泡溃灭器中与污水混合，空泡的形成会受到很大影响，空化降解效果也会受到影响。

发明内容