[发明专利]一种采用回路反应器进行含酚废水的处理方法

说明书

本发明公开了一种处理高浓含酚废水的方法，以粉末型催化剂，通过回路反应器对含酚废水进行处理；粉末型催化剂以气相SiO₂为载体，其上负载金属活性氧化物CuO、MnO₂中的一种或两种，粉末型催化剂的堆积密度为0.33～0.45g/cm³；回路反应器中文丘里喷射器的进口段开口内径：喷嘴内径：气室收口内径：混合段长度：扩散段长度的比例为34：(1～5)：(4～8)：(15～35)：(500～1000)，扩散段的开口角度为10°～25°；并在处理过程中控制文丘里喷射器喷嘴处的流体线速度为80m/s～120m/s。本发明采用回路反应器作为关键工艺设备可以经一步反应将高浓含酚废水处理达标排放，对比传统的物理萃取‑吹提‑厌氧‑好氧等处理大大减少了工艺流程，提高了效率。

技术领域

本发明属于含酚废水处理领域，具体涉及一种采用新型反应器设备——回路反应器进行催化湿式氧化处理含酚废水使废水达标排放的方法。

背景技术

酚类物质通常源于石化工业，随着生产进程的推进，含酚废水的浓度会逐渐增高。高浓的含酚废水不仅属于有毒有害污染物，而且及其难于降解。传统的处理方法分为物理法(萃取、吸附)、化学法(芬顿试剂法、臭氧)、生物法(活性污泥、酶处理)，其中物理法操作复杂同时脱酚效率易受操作条件的影响而不受控；传统的化学氧化方法药剂贵，产生固废造成二次污染；生物法存在抗负荷冲击能力较差效率低下等问题。

化学法中臭氧氧化被认为是较清洁的一种方法，但占地面积大(需要曝气池)，臭氧利用率低，改进的曝气塔虽然占地小投资小依然改变不了臭氧利用率低的现实，且臭氧的制取也需要耗费较多的能源。

Mn、Cu等过渡金属外层具有d电子层结构,轨道的能级和形状都使其具有形成络合物的倾向,因此Cu²⁺、Mn²⁺等过渡金属离子容易与有机物和分子氧的电子结合而形成络合物,并通过电子转移和配位体转移使有机物分子和氧的反应活性提高。

将过渡金属氧化物单组或多组分负载于多孔Al₂O₃、活性炭、气相二氧化硅等载体上的非均相催化剂用于催化氧化处理高浓含酚废水可将废水一次处理达标排放，催化剂可回收利用，大大降低了处理高浓含酚废水的成本，由于废水本身粘度较小，表面张力大，固体催化剂粉末容易沉降，导致现有的加热搅拌釜对气液固三相传质效率低下，反应需要较高的温度、压力，反应时间长；虽然酸性条件下对处理含酚废水有较大的改善，但会造成的催化剂活性中心的流失以及对设备的腐蚀。

回路反应器是一种新型反应器系统，具体由反应釜、循环泵、热交换器和文丘里喷射器(混合器)组成。文丘里喷射器短时间内可以形成微米级的气泡散布到液相，引起局部很高的气液传质速率，且射流激发形成的湍流和空化泡，使粉末催化剂、水溶液中的有机物、氧气三相接触更充分均匀，加快多相反应速度，减少了催化剂用量。(气液理论传质系数是普通釜式搅拌反应器的10-100倍)，提高了处理废水的效率。回路反应器可以以相对低的能量消耗获取更高的混合效果，并将混合相喷射入反应釜内在其中形成良好的环流，促进反应持续进行，改善反应效果，在中性条件(pH＝6.5～7)下可以以较低的温度和压力进行有效的分解高浓含酚废水，降低了催化剂用量、减少了工艺时间。