申請日2013.12.12

　　公開(公告)日2015.08.05

　　IPC分類號C02F3/34

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種吸附-生物氧化降解去除石油化工廢水難降解有機物的裝置。該裝置由進(jìn)水口、安裝槽、多功能吸附板、反應(yīng)器主體、出水口組成;進(jìn)水口和出水口分別分布在反應(yīng)器主體的左器壁和右器壁，兩個相鄰的安裝槽交錯分布在反應(yīng)器主體的前器壁和后器壁上，最左側(cè)安裝槽距左器壁的距離為15cm;在同一器壁上每兩個安裝槽之間的距離為30cm;多功能吸附板在反應(yīng)器主體的內(nèi)部，安裝于安裝槽上;多功能吸附板的寬度為反應(yīng)器主體寬度的六分之五。本發(fā)明的有益效果是，該裝置對石油化工廢水進(jìn)行處理時效率高、成本低、操作簡單。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種吸附-生物氧化降解去除石油化工廢水難降解有機物的裝置，其特征在于，該裝置由進(jìn)水口、安裝槽、多功能吸附板、反應(yīng)器主體、出水口組成;進(jìn)水口和出水口分別分布在反應(yīng)器主體的左器壁和右器壁，兩個相鄰的安裝槽交錯分布在反應(yīng)器主體的前器壁和后器壁上，最左側(cè)安裝槽距左器壁的距離為15cm;在同一器壁上每兩個安裝槽之間的距離為30cm;多功能吸附板在反應(yīng)器主體的內(nèi)部，安裝于安裝槽上;多功能吸附板的寬度為反應(yīng)器主體寬度的六分之五;其中，多功能吸附板由如下方法制備：

　　(1)將100mL濃度為0.35mol/L的NH4HCO3溶液和100mL濃度為0.62mol/L的NH4H2PO4混合均勻，得到混合液A1，然后用濃度為0.01mol/L的NH4OH溶液和濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液調(diào)節(jié)混合液A1的pH值為9.0，得混合液A;

　　(2)將200mL混合液A在攪拌條件下緩慢滴加到300mL濃度為0.025mol/L的Ca(NO3)2溶液中，得到混合液B;

　　(3)向混合液B中逐滴加入濃HNO3至澄清，得到混合液C;

　　(4)用濃度為0.01mol/L的NaOH溶液和濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液調(diào)節(jié)混合液C的pH值為3.5，得到混合液D;

　　(5)向混合液D中加入100mL濃度為1.1mol/L的NH4Cl水溶液，混合均勻后得到混合液E;

　　(6)向混合液E中加入50mL濃度為0.15mol/L的乙二胺四乙酸鈣鉀溶液，混合均勻后得到混合液F;

　　(7)將60mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為47%的尿素水溶液置于43℃水浴中恒溫35分鐘得到混合液G;將10mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33%的甲醛水溶液置于43℃水浴中恒溫35分鐘得到混合液H;

　　(8)向混合液G中在1000r/min攪拌條件下滴加濃度為0.01mol/L的NaOH溶液和濃度為0.005mol/L的HCl溶液，使溶液的pH值為7.2～7.4，得到混合液I;

　　(9)將混合液H在1000r/min攪拌條件下加入到混合液I中，然后置于43℃水浴中在1000r/min條件下攪拌90～100分鐘，得到混合液J;

　　(10)向混合液J中在1000r/min攪拌條件下滴加濃度為0.01mol/L的NaOH溶液和濃度為0.005mol/L的HCl溶液，使溶液的pH值為3.7～3.9，然后置于38℃水浴中在1000r/min條件下攪拌90～100分鐘，得到混合液K;

　　(11)將1600mL去離子水在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液K中，然后在1000r/min條件下攪拌8min，得到混合液L;

　　(12)將200mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.5%的苯乙烯氯仿溶液、40mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.5%的二乙烯苯氯仿溶液和40mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的偶氮二異丁腈氯仿溶液充分混合，得到混合液M;

　　(13)將60mL混合液L在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液M中，然后在1000r/min條件下攪拌8min，得到混合液N;

　　(14)將60mL混合液F在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液N中，然后在1000r/min條件下攪拌8min，得到混合液O;

　　(15)將蒸餾水噴射入裝有液氮的容器中快速冷凍制作冰球顆粒，用篩網(wǎng)篩分后選取粒徑尺寸范圍為50～100μm的冰球顆粒待用;

　　(16)將步驟(15)中篩選過的冰球顆粒置于模具模腔內(nèi)并壓實;

　　(17)將混合液O澆注到步驟(16)得到的模具中，并一同放入液氮中冷凍定型6小時，取出脫模后獲得固態(tài)混合物;將該固態(tài)混合物真空冷凍干燥去除氯仿和冰球顆粒后得到能夠緩慢釋放氮和磷元素的吸附板;

　　(18)將步驟(17)得到的吸附板在石油烴降解菌培養(yǎng)液中培養(yǎng)24h，將石油烴降解菌吸附固定在該多功能吸附板上，其中石油烴降解菌培養(yǎng)液的含菌量為5×1010CFU/mL，培養(yǎng)液的組成為：NH4NO3：2.0g·L-1，NaCl：10.5g·L-1，KH2PO4：2.5g·L-1，F(xiàn)eCl3：0.10g.L-1，MgSO4：3.5g.L-1，CaCl2.2H2O：0.15g.L-1;

　　(19)將步驟(18)得到的吸附板取出風(fēng)干，即可得到多功能吸附板。

　　說明書

　　吸附-生物氧化降解去除石油化工廢水難降解有機物的裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于石油化工廢水的處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及吸附-生物氧化降解去除石油化工廢 水難降解有機物的裝置。

　　背景技術(shù)

　　石油化工廢水具有成份復(fù)雜、味臭色濁、有機物和鹽分濃度高、強堿性、難于生物降解 等特點。煤化工廢水是一種典型的石油化工廢水，在煤化工廢水中除含有氨氮、硫氰化物、 硫化物、氰化物等數(shù)十種無機物外，還含有酚類、單環(huán)及多環(huán)芳香族化合物、含氮、硫、氧 的雜環(huán)化合物、吡啶、咔唑、聯(lián)苯等多種有機化合物，對水體-水生植物-水生動物及人體健 康危害嚴(yán)重。目前國內(nèi)處理煤化工廢水的技術(shù)主要采用生化法，工藝路線基本遵行“物化預(yù) 處理+A/O生化處理+物化深度處理”。吸附-生物降解作為一種聯(lián)合水處理技術(shù)在污水的處理 中占有重要作用。目前吸附有機污染物最常用的吸附材料可分為物理吸附材料，化學(xué)吸附材 料和生物吸附材料。其中，物理吸附材料有活性炭、分子篩、沸石、活性白土和粘土礦石等 具有高比表面積的固體，具有脫出效率高、富集功能強的優(yōu)點，但也存在穩(wěn)定性差、容易脫 附、易受溫度變化影響等不足。化學(xué)吸附材料主要包括硅膠、合成纖維、樹脂、利用生物化 學(xué)以及高分子合成的分子印跡聚合物等。常用的生物吸附材料有闊葉植物，真菌、土壤和水 中的微生物等。但是，目前還缺少針對煤化工廢水難降解有機物處理的吸附材料。

　　在微生物降解有機物的過程中，需要氮和磷營養(yǎng)元素的參與，通常情況下企業(yè)排放的廢 水中所含有的氮和磷等營養(yǎng)元素?zé)o法滿足微生物的要求，然而具有緩釋氮和磷功能的吸附劑 可以滿足這一要求。但是，目前還缺少針對氮和磷營養(yǎng)失衡難降解有機廢水處理的吸附材料。 同時，為增強吸附劑對高濃度石油化工廢水中難降解有機物處理的效果，需要開發(fā)新型的吸 附反應(yīng)器。同時，將反應(yīng)器的開發(fā)和與之相匹配的吸附材料制備相結(jié)合進(jìn)行，使吸附材料的 吸附效率得到充分發(fā)揮是目前研究的重點之一。目前，還缺少將反應(yīng)器的開發(fā)和與之相匹配 的吸附材料制備相結(jié)合方面的研究。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是提供吸附-生物氧化降解去除石油化工廢水難降解有機物的裝置。本發(fā)明 的具體內(nèi)容如下：

　　吸附-生物氧化降解去除石油化工廢水難降解有機物的裝置由進(jìn)水口(1)、安裝槽(2)、 多功能吸附板(3)、反應(yīng)器主體(4)、出水口(5)組成。進(jìn)水口(1)和出水口(5)分別分 布在反應(yīng)器主體(4)的左器壁和右器壁，兩個相鄰的安裝槽(2)交錯分布在反應(yīng)器主體(4) 的前器壁和后器壁上，最左側(cè)安裝槽距左器壁的距離為15cm;在同一器壁上每兩個安裝槽之 間的距離為30cm;多功能吸附板(3)在反應(yīng)器主體(4)的內(nèi)部，安裝于安裝槽(2)上。 多功能吸附板(3)的寬度為反應(yīng)器主體(4)寬度的六分之五。

　　其中，所述多功能吸附板由如下方法制備：

　　(1)將100mL濃度為0.35mol/L的NH4HCO3溶液和100mL濃度為0.62mol/L的 NH4H2PO4混合均勻，得到混合液A1，然后用濃度為0.01mol/L的NH4OH溶液和濃度為 0.01mol/L的鹽酸溶液調(diào)節(jié)混合液A1的pH值為9.0，得混合液A;

　　(2)將200mL混合液A在攪拌條件下緩慢滴加到300mL濃度為0.025mol/L的Ca(NO3)2溶液中，得到混合液B;

　　(3)向混合液B中逐滴加入濃HNO3至澄清，得到混合液C;

　　(4)用濃度為0.01mol/L的NaOH溶液和濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液調(diào)節(jié)混合液C的pH 值為3.5，得到混合液D;

　　(5)向混合液D中加入100mL濃度為1.1mol/L的NH4Cl水溶液，混合均勻后得到混合 液E;

　　(6)向混合液E中加入50mL濃度為0.15mol/L的乙二胺四乙酸鈣鉀溶液，混合均勻后得 到混合液F;

　　(7)將60mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為47%的尿素水溶液置于43℃水浴中恒溫35分鐘得到混合液G; 將10mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33%的甲醛水溶液置于43℃水浴中恒溫35分鐘得到混合液H;

　　(8)向混合液G中在1000r/min攪拌條件下滴加濃度為0.01mol/L的NaOH溶液和濃度為 0.005mol/L的HCl溶液，使溶液的pH值為7.2～7.4，得到混合液I;

　　(9)將混合液H在1000r/min攪拌條件下加入到混合液I中，然后置于43℃水浴中在 1000r/min條件下攪拌90～100分鐘，得到混合液J;

　　(10)向混合液J中在1000r/min攪拌條件下滴加濃度為0.01mol/L的NaOH溶液和濃度 為0.005mol/L的HCl溶液，使溶液的pH值為3.7～3.9，然后置于38℃水浴中在1000r/min條 件下攪拌90～100分鐘，得到混合液K;

　　(11)將1600mL去離子水在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液K中，然后在1000r/min 條件下攪拌8min，得到混合液L;

　　(12)將200mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.5%的苯乙烯氯仿溶液、40mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.5%的二乙烯 苯氯仿溶液和40mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的偶氮二異丁腈氯仿溶液充分混合，得到混合液M;

　　(13)將60mL混合液L在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液M中，然后在1000r/min 條件下攪拌8min，得到混合液N;

　　(14)將60mL混合液F在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液N中，然后在1000r/min 條件下攪拌8min，得到混合液O;

　　(15)將蒸餾水噴射入裝有液氮的容器中快速冷凍制作冰球顆粒，用篩網(wǎng)篩分后選取粒 徑尺寸范圍為50～100μm的冰球顆粒待用;

　　(16)將步驟(15)中篩選過的冰球顆粒置于模具模腔內(nèi)并壓實;

　　(17)將混合液O澆注到步驟(16)得到的模具中，并一同放入液氮中冷凍定型6小時， 取出脫模后獲得固態(tài)混合物;將該固態(tài)混合物真空冷凍干燥去除氯仿和冰球顆粒后得到能夠 緩慢釋放氮和磷元素的吸附板;

　　(18)將步驟(17)得到的吸附板在石油烴降解菌培養(yǎng)液中培養(yǎng)24h，將石油烴降解菌 吸附固定在該多功能吸附板上，其中石油烴降解菌培養(yǎng)液的含菌量為5×1010CFU/ml，培養(yǎng)液 的組成為：NH4NO3：2.0g.L-1，NaCl：10.5g.L-1，KH2PO4：2.5g.L-1，F(xiàn)eCl3：0.10g.L-1，MgSO4：3.5g.L-1， CaCl2.2H2O：0.15g.L-1;

　　(19)將步驟(18)得到的吸附板取出風(fēng)干，即可得到多功能吸附板。

　　本發(fā)明的有益效果是，該裝置對石油化工廢水進(jìn)行處理時效率高、成本低、操作簡單。