申請日2013.08.29

　　公開(公告)日2015.05.06

　　IPC分類號C02F1/32; C02F1/36; C02F1/30

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種超聲波與紫外光聯(lián)合處理含三氮唑廢水的裝置及方法。本發(fā)明的目的是提供一種超聲波與紫外光聯(lián)合處理含三氮唑廢水的裝置及方法，處理過程基本無需添加化學(xué)藥品、操作簡單、環(huán)境友好、高效節(jié)能，污染物降解率高。本發(fā)明的技術(shù)方案是：超聲波與紫外光聯(lián)合處理含三氮唑廢水的裝置，其特征在于：它包括反應(yīng)器，以及通過管路與該反應(yīng)器連通的廢水池和藥劑槽，其中廢水池與反應(yīng)器之間的管路上安裝有水泵，藥劑槽與反應(yīng)器之間的管路上安裝有藥劑泵;所述反應(yīng)器上部或中部設(shè)有紫外光照射裝置，底部設(shè)有超聲波輻射裝置。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種超聲波與紫外光聯(lián)合處理含三氮唑廢水的方法，該方法包括一反應(yīng)器(5)，以及通過管路與該反應(yīng)器連通的廢水池(1)和藥劑槽(3)，其中廢水池(1)與反應(yīng)器(5)之間的管路上安裝有水泵(2)，藥劑槽(3)與反應(yīng)器(5)之間的管路上安裝有藥劑泵(4);所述反應(yīng)器(5)上部或中部設(shè)有紫外光照射裝置，底部設(shè)有超聲波輻射裝置;

　　所述紫外光照射裝置包括豎直放置于反應(yīng)器(5)正中心位置的紫外燈管(7)、與該紫外燈管電連接且位于反應(yīng)器(5)外部的紫外燈電源(6)，以及同軸套設(shè)于該紫外燈管外的石英套(8);

　　所述超聲波輻射裝置包括水平放置于反應(yīng)器(5)底部的超聲波換能器(9)，以及與該超聲波換能器電連接且位于反應(yīng)器(5)外部的超聲波電源(10);

　　所述紫外燈管(7)產(chǎn)生的紫外光波長為200-350nm;所述超聲波換能器(9)產(chǎn)生的超聲波頻率為20-800kHz;

　　本方法的步驟如下：

　　a、利用水泵(2)將廢水池(1)內(nèi)的含三氮唑廢水抽出，并送入反應(yīng)器(5)內(nèi)，同時控制反應(yīng)器(5)內(nèi)液體pH值維持在2-7;

　　b、控制紫外光照射裝置產(chǎn)生波長為200-350nm的紫外光，超聲波輻射裝置產(chǎn)生頻率為20-800kHz的超聲波，對反應(yīng)器(5)內(nèi)的廢水輻射0.5-4h，使得三氮唑類有機物最終被分解。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理含三氮唑廢水的方法，其特征在于：步驟a中，通過控制藥劑泵(4)的流量向反應(yīng)器(5)內(nèi)加入質(zhì)量百分比為2~5%的鹽酸溶液或質(zhì)量百分比為5~10%的氫氧化鈉溶液來控制反應(yīng)器(5)內(nèi)液體的pH值。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的處理含三氮唑廢水的方法，其特征在于：所述含三氮唑廢水的組分主要為具有三氮唑結(jié)構(gòu)的有機物、含有類似三氮唑結(jié)構(gòu)及官能團的有機物。

　　說明書

　　超聲波與紫外光聯(lián)合處理含三氮唑廢水的裝置及方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種處理含三氮唑廢水的裝置及方法，特別是一種超聲波與紫 外光聯(lián)合處理含三氮唑廢水的裝置及方法。

　　背景技術(shù)

　　三氮唑(1,2,4-1H-三氮唑)，白色針狀晶體，農(nóng)藥、醫(yī)藥中間體，廣泛應(yīng)用 于粉銹寧、多效唑、烯效唑、烯唑醇等農(nóng)藥的合成，是含有3個N的五元雜環(huán) 體。吸進三氮唑粉塵，可引起鼻炎、支氣管炎、發(fā)熱、喘息以及由于氣管炎癥 而引起的迷走神經(jīng)緊張等癥狀。含三氮唑結(jié)構(gòu)的物質(zhì)主要分為兩類，一類是三 氮唑烷類及其衍生物，如1,2,4-三氮唑烷-3,5-二酮、4-羥基-1,2,4-三氮唑烷-3,5- 二酮等。另一類是雙環(huán)含氮雜環(huán)化合物，如苯并三氮唑及其衍生物甲基苯并三 氮唑、4-羧基苯并三氮唑、環(huán)唑醇等。

　　雙環(huán)含氮雜環(huán)化合物以苯并三氮唑(BTA)與甲基苯并三氮唑為代表，是 一種有用的防蝕劑，目前世界使用量據(jù)報道每年達到9000t，最終通過不同的途 徑進入大自然環(huán)境中，尤其在工業(yè)循環(huán)水、雙環(huán)含氮雜環(huán)化合物生產(chǎn)廢水中含 量很高。其中，苯并三氮唑?qū)λ�、堿及氧化還原都很穩(wěn)定;具有低蒸汽壓、低 辛醇-水分配系數(shù)，具有生物難降解性。在微生物體內(nèi)幾乎沒有酶能夠催化裂解 苯環(huán)，對哺乳動物，有致癌、致突變作用。

　　目前應(yīng)用于降解三氮唑類物質(zhì)的方法有紫外光降解法、紫外/H2O2聯(lián)用法、 紫外與Fenton試劑聯(lián)用法、紫外/O3聯(lián)用法、光電化學(xué)協(xié)同二氧化鈦處理法。然 而這些處理方法上還是存在很多不足，單獨紫外光降解法降解三氮唑的降解率 低，且耗時長。H2O2與紫外聯(lián)合法存在在高溫條件下反應(yīng)其耗時長、能耗大。 Fenton試劑與紫外聯(lián)用法、光電化學(xué)協(xié)同二氧化鈦處理法需添加化學(xué)藥品、操 作繁瑣以及后處理復(fù)雜。

　　超聲氧化法，是利用頻率范圍為16kHz-1MHz的超聲波輻射處理廢水。超 聲波傳播過程也就是波的膨脹和壓縮的交替過程，在膨脹周期內(nèi)，超聲波對液 體產(chǎn)生負壓效應(yīng)，施加于液體的負壓使液體斷裂而產(chǎn)生空穴，形成空化核，即 在液體中生成充滿氣體的氣泡，這種現(xiàn)象被稱為空化現(xiàn)象。一方面因氣泡迅速 崩潰而產(chǎn)生的瞬時高溫、高壓，使氣泡內(nèi)水分子裂解為·H、·HO、·HO2和 H2O2等強氧化自由基：

　　H2O→H·+HO·

　　H·+O2→HO2·

　　2HO·→H2O2

　　2HO2·→H2O2+O2

　　這些強氧化性物質(zhì)直接和間接作用于水體中的化學(xué)污染物，并將它們氧化 成CO2、H2O、無機離子等其它物質(zhì)。另一方面，由于沖擊波和微射流的作用， 污染物質(zhì)可進入氣泡內(nèi)直接進行類似燃燒化學(xué)反應(yīng)的熱解反應(yīng)，且降解速率較 大。

　　超聲波廢水處理技術(shù)具有以下優(yōu)點：由于超聲波特殊的物理化學(xué)效應(yīng)，可 用以處理許多水體中的化學(xué)污染物;操作簡單方便，易于控制;降解速度快， 工效高;設(shè)備簡單，成本低。

　　紫外光可以使污染物激發(fā)、活化，降低反應(yīng)難度，發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)。 同時，紫外光能有效的提高自由基的反應(yīng)活性。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對含三氮唑廢水難處理的技術(shù)問題，提供 一種超聲波與紫外光聯(lián)合處理含三氮唑廢水的裝置及方法，處理過程基本無需 添加化學(xué)藥品、操作簡單、環(huán)境友好、高效節(jié)能，污染物降解率高。

　　本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：超聲波與紫外光聯(lián)合處理含三氮唑廢水的裝 置，其特征在于：它包括反應(yīng)器，以及通過管路與該反應(yīng)器連通的廢水池和藥 劑槽，其中廢水池與反應(yīng)器之間的管路上安裝有水泵，藥劑槽與反應(yīng)器之間的 管路上安裝有藥劑泵;所述反應(yīng)器上部或中部設(shè)有紫外光照射裝置，底部設(shè)有 超聲波輻射裝置。

　　所述紫外光照射裝置包括布置于反應(yīng)器上部或中部的紫外燈管、與該紫外 燈管電連接且位于反應(yīng)器外部的紫外燈電源，以及同軸套設(shè)于該紫外燈管外的 石英套。

　　所述紫外燈管產(chǎn)生的紫外光波長為200-350nm。

　　所述超聲波輻射裝置包括布置于反應(yīng)器底部的超聲波換能器，以及與該超 聲波換能器電連接且位于反應(yīng)器外部的超聲波電源。

　　所述超聲波換能器產(chǎn)生的超聲波頻率為20-800kHz。

　　處理含三氮唑廢水的方法，其特征在于步驟如下：

　　a、利用水泵將廢水池內(nèi)的含三氮唑廢水抽出，并以一定流量送入反應(yīng)器內(nèi)， 同時控制反應(yīng)器內(nèi)液體pH值維持在2-7;

　　b、控制紫外光照射裝置產(chǎn)生波長為200-350nm的紫外光，超聲波輻射裝置 產(chǎn)生頻率為20-800kHz的超聲波，對反應(yīng)器內(nèi)的廢水輻射0.5-4h，使得三氮唑類 有機物最終被分解。

　　步驟a中，通過控制藥劑泵的流量向反應(yīng)器內(nèi)加入質(zhì)量百分比為2～5%的鹽 酸溶液或質(zhì)量百分比為5～10%的氫氧化鈉溶液來控制反應(yīng)器內(nèi)液體的pH值。

　　所述含三氮唑廢水的組分主要為具有三氮唑結(jié)構(gòu)的有機物、含有類似三氮 唑結(jié)構(gòu)及官能團的有機物。

　　本發(fā)明的有益效果是：1、結(jié)合超聲波及紫外光的優(yōu)點，發(fā)揮兩者的協(xié)同作 用，大幅度提高了污染物降解效率;針對三氮唑的分子結(jié)構(gòu)及物質(zhì)特性，本發(fā) 明能夠有效地分解三氮唑并將其最終礦化，并且基本無需添加化學(xué)藥品，操作 條件簡單，經(jīng)濟實用。2、處理效率高：經(jīng)試驗三氮唑去除效率能達到95%以上。 3、無攪拌系統(tǒng)，具有設(shè)備緊湊、體積小、操作維護簡單等優(yōu)點。