申請日2015.09.23

　　公開(公告)日2016.03.02

　　IPC分類號C02F1/28; C02F1/38; B01J20/34; C02F103/34

　　摘要

　　本實用新型屬含酚廢水處理的技術(shù)領(lǐng)域，為解決傳統(tǒng)吸附法處理含酚廢水的吸附裝置因傳質(zhì)阻力較大而導(dǎo)致的吸附速率較慢，床層阻力較大，床層利用率較低，不易脫附等問題，提供一種超重力場中吸附降解含酚廢水的裝置。包括與調(diào)速電機相連接的超重力旋轉(zhuǎn)填料床，超重力旋轉(zhuǎn)填料床上設(shè)進液口、出液口，進液口通過液泵連接儲液槽，液泵與進液口之間設(shè)有液體流量計和三通閥門II;出液口通過三通閥門I連接儲液槽。流程簡單，裝置占地面積小、成本低且操作簡便，解決了傳統(tǒng)吸附設(shè)備因傳質(zhì)阻力較大而導(dǎo)致的吸附速率較慢，床層阻力較大，不易脫附等問題，可應(yīng)用于處理各種含酚類工業(yè)有機廢水如染料廢水、農(nóng)藥廢水等。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種超重力場中吸附降解含酚廢水的裝置，其特征在于：包括與調(diào)速電機(3)相連接的超重力旋轉(zhuǎn)填料床(1)，超重力旋轉(zhuǎn)填料床(1)上設(shè)進液口(2.4)、出液口(2.6)，進液口(2.4)通過液泵(8)連接儲液槽(6)，液泵(8)與進液口(2.4)之間設(shè)有液體流量計(10)和三通閥門II(9);出液口(2.6)通過三通閥門I(5)連接儲液槽(6)。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超重力場中吸附降解含酚廢水的裝置，其特征在于：所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)的填料為固體吸附劑散裝填料;固體吸附劑為活性炭顆粒、木屑、樹脂、沸石或分子篩中的任意一種。

　　說明書

　　一種超重力場中吸附降解含酚廢水的裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本實用新型屬于含酚廢水處理的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超重力場中吸附降解含酚廢水的裝置。

　　背景技術(shù)

　　超重力旋轉(zhuǎn)填料床(RotatingPackedBed，RPB)是20世紀80年代開發(fā)的一種強化傳質(zhì)過程的新型傳質(zhì)設(shè)備，它依靠旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的超重力和剪切力使液體在多孔填料中高度分散，大大提高了氣液兩相間的接觸面積、湍動程度以及兩相間的相對運動速度，使相界面迅速更新，從而極大強化了相間的傳質(zhì)，其在降低設(shè)備能耗、減小設(shè)備體積、提高產(chǎn)率等方面有著其他傳質(zhì)分離設(shè)備無可比擬的優(yōu)點。目前，超重力技術(shù)已廣泛應(yīng)用于吸收、精餾和分離等化工過程，顯示出其可強化氣—液傳質(zhì)過程的優(yōu)勢，在化工環(huán)保領(lǐng)域做出了杰出的貢獻，有著廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。

　　酚類化合物是一類重要的有機化工原料，廣泛應(yīng)用于石油化工、煉油等工業(yè)領(lǐng)域，這種廢水的毒性非常強，而且來源廣、水量大，含酚工業(yè)廢水的排放給環(huán)境造成嚴重的污染，因此對該類廢水的治理非常重要。而對于高濃度的含酚廢水，首先要考慮對酚的回收。目前含酚廢水的處理方法主要有吸附法、溶劑萃取法、氧化法、膜分離技術(shù)和生物法等，有研究者將超重力技術(shù)用于電Fenton法處理含酚廢水領(lǐng)域(CN103145277B)，利用其能強化傳質(zhì)的優(yōu)點，提高了處理效率，但仍存在一些不足，如操作復(fù)雜、電極腐蝕、成本較高、Fenton試劑難降解、不易回收利用酚等。而吸附法因工藝比較成熟、操作簡單、成本低、且處理物質(zhì)易回收，被國內(nèi)外采用作為處理含酚廢水的主要方法，但傳統(tǒng)的吸附設(shè)備存在吸附速率較慢，床層阻力較大，不易脫附等問題，因而將超重力技術(shù)應(yīng)用于吸附法是一個新型研究方向。

　　針對目前吸附設(shè)備存在的不足，近年來，有一些學(xué)者采用RPB作吸附設(shè)備(LinChia-Chang,LiuHwai-Shen.Adsorptioninacentrifugalfield:basicdyeadsorptionbyactivatedcarbon.Ind.Eng.Chem.Res.,2000,39(1):161-167;LinChia-Chang,LiuHwai-Shen.Dyeadsorptionbyactivatedcarboninthecentrifugalfield.BioseparationEngineering,2000:25-28;LinChia-Chang,ChenYu-Shao,LiuHwai-Shen.Adsorptionofdodecanefromwaterinarotatingpackedbed.J.Chin.Inst.Engrs.,2004,35(5):531-538;ChangChiung-Fen,LeeShu-Chi.Adsorptionbehaviorofpesticidemethomylonactivatedcarboninahighgravityrotatingpackedbedreactor.WaterResearch,2012,46:2869-2880)，以其具備降低設(shè)備能耗、減小設(shè)備體積、提高產(chǎn)率等優(yōu)點，用于廢水處理的研究中，結(jié)果均表明：RPB中存在的超重力場可以加強傳質(zhì)，提高吸附速率以及擴散速率，而目前的研究僅局限于吸附過程，針對脫附過程的研究至今尚屬空白。因此，考慮將RPB應(yīng)用于吸附處理含酚廢水的研究中，并研究了RPB中的脫附過程，有望解決傳統(tǒng)吸附設(shè)備因傳質(zhì)阻力較大而導(dǎo)致的吸附速率較慢，床層阻力較大，不易脫附等問題。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本實用新型為了解決傳統(tǒng)吸附法處理含酚廢水的吸附裝置因傳質(zhì)阻力較大而導(dǎo)致的吸附速率較慢，床層阻力較大，床層利用率較低，不易脫附等問題，提供了一種超重力場中吸附降解含酚廢水的裝置。

　　本實用新型采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種超重力場中吸附降解含酚廢水的裝置，包括與調(diào)速電機相連接的超重力旋轉(zhuǎn)填料床，超重力旋轉(zhuǎn)填料床上設(shè)進液口、出液口，進液口通過液泵連接儲液槽，液泵與進液口之間設(shè)有液體流量計和三通閥門II;出液口通過三通閥門I連接儲液槽。所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)的填料為固體吸附劑散裝填料。固體吸附劑為活性炭顆粒、木屑、樹脂、沸石或分子篩中的任意一種。

　　超重力旋轉(zhuǎn)填料床中間設(shè)有從頂部深入內(nèi)部的液體分布器，超重力旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)設(shè)有與液體分布器留有間隙的填料，調(diào)速電機設(shè)于超重力旋轉(zhuǎn)填料床的下方，調(diào)速電機的輸出軸與填料的底部固定在一起。調(diào)速電機與變頻器相連，三通閥門用來取樣。

　　利用上述超重力場中吸附降解含酚廢水的裝置的方法，含酚廢水通入超重力旋轉(zhuǎn)填料床與填料接觸，完成吸附傳質(zhì)過程降低含酚廢水中酚類含量;吸附傳質(zhì)完成后排干填料中的廢水，吸附傳質(zhì)完成后的廢水送入儲液槽中，然后排出進行后續(xù)處理;將NaOH溶液通入超重力旋轉(zhuǎn)填料床與填料接觸，將填料上吸附的苯酚帶出超重力旋轉(zhuǎn)填料床，完成脫附過程除去填料上吸附的酚類物質(zhì)，脫附后的液體排出進行回收酚的處理;吸附傳質(zhì)的廢水和脫附過程的NaOH溶液在超重力旋轉(zhuǎn)填料床中循環(huán)處理。基于經(jīng)濟優(yōu)惠，吸附步驟以所取出口水樣中苯酚濃度幾乎沒有發(fā)生變化時結(jié)束;脫附步驟以所取出口水樣中苯酚鈉濃度幾乎沒有發(fā)生變化時結(jié)束。

　　所述含酚廢水濃度為200~5000mg/L，流速為15~45L/h，吸附過程中超重力旋轉(zhuǎn)填料床的轉(zhuǎn)速為300~1200rpm;NaOH溶液的濃度為0.4%~5%，流速為10~45L/h，脫附過程中超重力旋轉(zhuǎn)填料床的轉(zhuǎn)速100~1100rpm。

　　本實用新型首次研究了RPB中進行液固吸附后吸附劑的脫附過程，采用堿液對RPB中吸附飽和的活性炭進行脫附再生，探索超重力技術(shù)能否強化脫附過程，進一步說明將RPB用作新型吸附設(shè)備的可行性以及優(yōu)越性，為工業(yè)化放大應(yīng)用提供必要參考，具有如下有益效果：工藝流程簡單，操作方便，所述裝置占地面積小、成本低且操作簡便，解決了傳統(tǒng)吸附設(shè)備因傳質(zhì)阻力較大而導(dǎo)致的吸附速率較慢，床層阻力較大，不易脫附等問題，可應(yīng)用于處理各種含酚類工業(yè)有機廢水如染料廢水、農(nóng)藥廢水等。