[发明专利]一种超重力场中吸附降解含酚废水的方法及装置

说明书

本发明属含酚废水处理的技术领域，为解决传统吸附法处理含酚废水的吸附装置因传质阻力较大而导致的吸附速率较慢，床层阻力较大，床层利用率较低，不易脱附等问题，提供一种超重力场中吸附降解含酚废水的方法及装置。含酚废水循环通入超重力旋转填料床与填料接触进行吸附传质，完成吸附后超重力旋转填料床转动，甩出残存的废水，完成吸附的废水进入储液槽；NaOH溶液循环通入超重力旋转填料床中与填料接触，将苯酚带出完成脱附过程。流程简单，装置占地面积小、成本低且操作简便，解决了传统吸附设备因传质阻力较大而导致的吸附速率较慢，床层阻力较大，不易脱附等问题，可应用于处理各种含酚类工业有机废水如染料废水、农药废水等。

技术领域

本发明属于含酚废水处理的技术领域，具体涉及一种超重力场中吸附降解含酚废水的方法及装置。

背景技术

超重力旋转填料床（Rotating Packed Bed，RPB）是20世纪80年代开发的一种强化传质过程的新型传质设备，它依靠旋转产生的超重力和剪切力使液体在多孔填料中高度分散，大大提高了气液两相间的接触面积、湍动程度以及两相间的相对运动速度，使相界面迅速更新，从而极大强化了相间的传质，其在降低设备能耗、减小设备体积、提高产率等方面有着其他传质分离设备无可比拟的优点。目前，超重力技术已广泛应用于吸收、精馏和分离等化工过程，显示出其可强化气—液传质过程的优势，在化工环保领域做出了杰出的贡献，有着广阔的工业应用前景。

酚类化合物是一类重要的有机化工原料，广泛应用于石油化工、炼油等工业领域，这种废水的毒性非常强，而且来源广、水量大，含酚工业废水的排放给环境造成严重的污染，因此对该类废水的治理非常重要。而对于高浓度的含酚废水，首先要考虑对酚的回收。目前含酚废水的处理方法主要有吸附法、溶剂萃取法、氧化法、膜分离技术和生物法等，有研究者将超重力技术用于电Fenton法处理含酚废水领域（CN 103145277B），利用其能强化传质的优点，提高了处理效率，但仍存在一些不足，如操作复杂、电极腐蚀、成本较高、Fenton试剂难降解、不易回收利用酚等。而吸附法因工艺比较成熟、操作简单、成本低、且处理物质易回收，被国内外采用作为处理含酚废水的主要方法，但传统的吸附设备存在吸附速率较慢，床层阻力较大，不易脱附等问题，因而将超重力技术应用于吸附法是一个新型研究方向。

针对目前吸附设备存在的不足，近年来，有一些学者采用RPB作吸附设备（LinChia-Chang, Liu Hwai-Shen. Adsorption in a centrifugal field: basic dyeadsorption by activated carbon. Ind. Eng.Chem. Res., 2000, 39(1): 161-167;Lin Chia-Chang, Liu Hwai-Shen. Dye adsorption by activated carbon in thecentrifugal field. Bioseparation Engineering, 2000: 25-28; Lin Chia-Chang,Chen Yu-Shao, Liu Hwai-Shen. Adsorption of dodecane from water in a rotatingpacked bed. J. Chin. Inst. Engrs., 2004, 35(5): 531-538; Chang Chiung-Fen,Lee Shu-Chi. Adsorption behavior of pesticide methomyl on activated carbon ina high gravity rotating packed bed reactor. Water Research, 2012, 46: 2869-2880），以其具备降低设备能耗、减小设备体积、提高产率等优点，用于废水处理的研究中，结果均表明：RPB中存在的超重力场可以加强传质，提高吸附速率以及扩散速率，而目前的研究仅局限于吸附过程，针对脱附过程的研究至今尚属空白。因此，考虑将RPB应用于吸附处理含酚废水的研究中，并研究了RPB中的脱附过程，有望解决传统吸附设备因传质阻力较大而导致的吸附速率较慢，床层阻力较大，不易脱附等问题。

发明内容