[发明专利]一种用于高含盐难降解有机废水的处理装置及处理方法

说明书

本申请属于废水处理的方法及装置设计技术领域，特别涉及一种用于高含盐难降解有机废水的处理装置及处理方法，其中，处理装置包括微波发生装置和反应器，微波发生装置包括至少一个电极；反应器包括：壳体；开设在壳体的底板上的电极安装孔，用于使电极伸入到壳体内腔中；布水管线，其布水管进水口与进水管线连通，其多个布水管出水口均布在电极安装孔的周围；开设在壳体上的反应器出水口，与出水管线连通。本申请的用于高含盐难降解有机废水的处理装置及处理方法，通过电极向其周围均布的有机废水中注入微波能量，以产生微波等离子体，再通过微波等离子体对高含盐难降解有机废水中的污染物进行高效的处理。

技术领域

本申请属于废水处理的方法及装置设计技术领域，特别涉及一种用于高含盐难降解有机废水的处理装置及处理方法。

背景技术

近些年，尤其是石化、制药、造纸、印染、皮革等化工行业中产生的大量高浓度有机废水，由于原材料的多样性与复杂性，致使采用传统处理方法难以进行有效的处理与降解。这些废水具有成分复杂、盐度高、色度高、污染物浓度高等特点，其中大多数有机污染物具有极高的生物毒性和致癌性。

目前，针对高含盐有机废水的处理方法一般采用：1)先脱盐，然后再利用传统的微生物方法经行达标处理；2)高级氧化技术将其转化成易生物降解污水后再利用微生物方法经行达标处理。第1种方案虽然能对水进行达标处理，但脱出的盐由于含有有机污染物，又认定为危险废弃物，处理成本高。第2种方案的处理思路是先将污染物降到符合要求，然后再经行脱盐，盐可作为工业盐回收。

针对高级氧化技术，目前能够成熟应用的主要包括：1)芬顿、类芬顿系列氧化技术；2)臭氧氧化技术；3)电催化氧化技术；4)湿式催化氧化技术；5)超临界水氧化技术。但上述高级氧化技术在工程应用中仍然存在许多不足：芬顿、类芬顿氧化技术存在着劳动强度大(药剂投加种类较多和需要两次调节反应pH)、污泥量大等缺陷；臭氧氧化技术最大的问题就是臭氧利用率不高、能耗高，高盐环境下处理效果低；电催化氧化技术也存在着电流效率低、能耗高、电极寿命短等缺陷；湿式氧化技术由于涉及到压力容器，所以设备及工艺要求很高，对操作人员的要求也很高，而且大量研究表明中间产物苯甲酸和乙酸对湿式氧化有抑制作用；超临界水氧化技术虽然氧化效率高、处理彻底、无二次污染，但也面临着高温下设备腐蚀、盐的析出和沉积问题，设备投资巨大。

随后，Langmuir等人于1928年首次提出等离子体基本概念，指出等离子体是物质存在的第四种基本形态。等离子体是由大量的电子、离子、原子、分子以及自由基粒子等组成的集合体，宏观上呈电中性。

其中，液相放电能够产生等离子体，且该等离子体能够降解有机污染物，主要原因是由于放电等离子体含大量高能电子、自由基、离子等，其中高能电子可以与有机污染物直接发生碰撞(又称为“粒子非弹性碰撞”)，使污染物活化处于激发态，甚至直接降解；此外，高能电子碰撞产生的活性物质可以直接氧化降解(又称为“活性物质氧化”)有机污染物。进一步，除高能电子碰撞引发的活性物质外，放电过程还伴随产生紫外辐射、高温热解、超声波等效应，这些效应有利于促进有机污染物的降解。综上，等离子体利用放电产生的理化效应，共同作用于有机污染物，使之在较短时间内即可被降解。

目前，液相放电的方法有：1)辉光放电；2)介质阻挡放电；3)电弧放电；4)微波放电。上述各种放电技术特征为：辉光放电需要直流高压电源，电极成本高，在放电过程中易产生电极腐蚀，辉光放电过程大部分能量用于升高材料温度，耗费的功率较大；介质阻挡放电采用正弦波形交流高压电源，放电均匀，电极不易受到腐蚀，但是，放电所需要的高压脉冲电源能耗较高，且设计、生产难度较大；电弧放电产生的等离子体温度高，能量高，密度大，然而高温使得电极极易受到腐蚀，放电产生的电弧难以熄灭；微波放电属于高频放电等离子体法，不管有无介质的阻挡，均能维持持续、稳定的放电，并且能量利用率高，无电极污染，可以在常温常压下发生。