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专利号: 2016103287159
申请人: 中北大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水、废水、污水或污泥的处理
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种超重力强化纳米零价铁‑臭氧法深度处理硝基苯废水的方法,其特征在于:包括如下步骤:

1)、先将可溶性亚铁盐溶解于硝基苯废水中,配成含亚铁铁盐硝基苯废水溶液;

2)、取KBH4或NaBH4水溶液;

3)、含亚铁铁盐硝基苯废水溶液和KBH4或NaBH4水溶液两股液体在撞击流‑旋转填料床内碰撞、混合、反应,在制备纳米零价铁的同时将硝基苯还原成苯胺,形成含苯胺废水;

4)、含苯胺废水在超重力装置的旋转填料床内与臭氧进行逆流或错流接触,进行氧化降解反应,降解后废水排出,臭氧尾气排出;

所述硝基苯废水的浓度为50~500 mg·L ‑1;所述亚铁盐硝基苯废水溶液中亚铁的浓度为硝基苯废水中硝基苯的浓度的20~30倍;

所述KBH4或NaBH4水溶液的浓度为所述亚铁盐硝基苯废水溶液中亚铁的浓度的2~4‑1

倍,所述臭氧浓度为10~100mg·L  ,所述含苯胺废水与臭氧体积流量之比为500~2000 ‑3

L·m  ;

所述亚铁盐为氯化亚铁、硝酸亚铁或硫酸亚铁,所述亚铁盐硝基苯废水溶液的初始pH值为2 .0~ 9 .0;

所述亚铁盐硝基苯废水溶液和KBH4或NaBH4水溶液两股液体为等体积流体,两股等体

 ‑1

积流体的撞击初速为1~25 m·s ;

所述超重力装置的转速在100~3000 rpm;反应温度为10~30 ℃。

2.一种完成如权利要求1所述的超重力强化纳米零价铁‑臭氧法深度处理硝基苯废水的方法的装置,其特征在于:包括撞击流‑旋转填料床Ⅰ和旋转填料床Ⅱ,撞击流‑旋转填料床Ⅰ包括撞击流装置和旋转填料床Ⅰ,撞击流装置包括底部开有对向喷嘴的进料管Ⅰ和进料管Ⅱ,进料管Ⅰ和进料管Ⅱ分别通过泵Ⅰ和泵Ⅱ与储液槽Ⅰ和储液槽Ⅱ连接,进料管Ⅰ和进料管Ⅱ与泵Ⅰ和泵Ⅱ之间都设有液体流量计,撞击流‑旋转填料床底部设置出液口,并通向储液槽Ⅲ;旋转填料床Ⅱ与储液槽Ⅲ间由泵Ⅲ和液体流量计Ⅲ连接;旋转填料床Ⅱ的进气口通过气体流量计与臭氧发生器相连,臭氧发生器连接氧气瓶;旋转填料床Ⅱ的出气口与尾气处理装置连接、出液口连接储液槽Ⅳ。

3.一种基于权利要求2所述的超重力强化纳米零价铁‑臭氧法深度处理硝基苯废水的装置完成的超重力强化纳米零价铁‑臭氧法深度处理硝基苯废水方法,其特征在于:含亚铁盐硝基苯废水溶液和KBH4或NaBH4水溶液分别由泵Ⅰ和泵Ⅱ经液体流量计Ⅰ和流量计Ⅱ计量后从进料管Ⅰ和进料管Ⅱ打入撞击流‑旋转填料床Ⅰ内,两股液体在撞击流‑旋转填料床Ⅰ 内碰撞、混合、反应,在制备纳米零价铁的同时将硝基苯还原成苯胺,随后含苯胺废水被甩出排入储液槽Ⅲ;含苯胺废水由泵Ⅲ打入旋转填料床Ⅱ内与由臭氧发生器产生的臭氧进行逆流或错流接触,进行氧化降解反应,降解后废水排入储液槽Ⅳ,臭氧尾气排出至尾气处理装置。

4.一种完成如权利要求3所述的超重力强化纳米零价铁‑臭氧法深度处理硝基苯废水的方法的装置,其特征在于:包括撞击流‑旋转填料床,撞击流‑旋转填料床包括撞击流装置和旋转填料床,旋转填料床外壳设有进液口、出液口、进气口和出气口,撞击流装置从顶部进液口进入旋转填料床,旋转填料床内设上部反应区和下部反应区,上部反应区为含亚铁铁盐硝基苯废水溶液和KBH4或NaBH4水溶液的液‑液反应区,下部反应区为含苯胺废水与臭氧的气‑液反应区,上、下部反应区内分别设置同轴的填料转子,上下部反应区之间设置受液装置,下部反应区最上方设置出气口。

5.根据权利要求4所述的超重力强化纳米零价铁‑臭氧法深度处理硝基苯废水的装置,其特征在于:所述的受液装置为锥形受液板,锥形受液板底部为圆形平盘,平盘上均布有若干布液孔,锥形受液板外沿与旋转床外壳连接。

6.根据权利要求5所述的超重力强化纳米零价铁‑臭氧法深度处理硝基苯废水的装置,其特征在于:所述锥形受液板倾角为5°~45°,所述锥形受液板底部圆形平盘开孔率为30%~60%。

7.根据权利要求4或5或6所述的超重力强化纳米零价铁‑臭氧法深度处理硝基苯废水的装置,其特征在于:气‑液反应区的填料转子内侧具有为斜面,斜面上设有与斜面成角度的若干带孔斜板。

8.根据权利要求7所述的超重力强化纳米零价铁‑臭氧法深度处理硝基苯废水的装置,其特征在于:气‑液反应区的填料转子内侧斜面与垂直面设计角度为15°~45°,带孔斜板(52)与斜面设计角度60°~90°。

9.根据权利要求8所述的超重力强化纳米零价铁‑臭氧法深度处理硝基苯废水的装置,其特征在于:撞击流装置为底部开有对向喷嘴Ⅲ、喷嘴Ⅳ的进料管Ⅲ和进料管Ⅳ,进料管Ⅲ和进料管Ⅳ分别通过泵Ⅳ和泵Ⅴ与储液槽Ⅴ和储液槽Ⅵ连接,进料管Ⅲ和进料管Ⅳ与泵Ⅳ和泵Ⅴ之间分别设有液体流量计Ⅲ和流量计Ⅳ,出液口设在撞击流‑旋转填料床Ⅲ底部,并通向储液槽Ⅶ;进气口通过气体流量计与臭氧发生器相连,臭氧发生器连接氧气瓶;出气口与尾气处理装置连接。

10.一种基于权利要求9所述的超重力强化纳米零价铁‑臭氧法深度处理硝基苯废水的装置完成的超重力强化纳米零价铁‑臭氧法深度处理硝基苯废水方法,其特征在于:含亚铁盐硝基苯废水溶液和KBH4或NaBH4水溶液分别由泵Ⅳ和泵Ⅴ经液体流量计Ⅲ和流量计Ⅳ计量后从进料管Ⅲ和进料管Ⅳ打入撞击流装置,经撞击流装置的喷嘴Ⅲ和喷嘴Ⅳ高速喷出后进行初次快速碰撞、混合、反应,随后液体进入高速旋转的填料转子Ⅱ进行二次深度混合反应;液‑液两相混合反应完成后成为含苯胺废水,含苯胺废水被甩至旋转床外壳内壁,在重力作用下沿内壁流至受液装置,由布液孔再分布到填料转子Ⅲ内侧带孔斜板上;含苯胺废水在离心力的作用下被甩到填料转子Ⅲ中并由内向外甩出,臭氧由进气口进入,与含苯胺废水在填料转子Ⅲ内进行逆流或错流接触;完成气‑液两相间传质、反应后,臭氧尾气从出气口排出,降解后的废水则由出液口排出至储液槽Ⅶ。