公布日：2022.02.11
申請日：2021.11.22
分類號：C02F1/72(2006.01)I;C02F1/30(2006.01)I;B01D53/06(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種多級轉(zhuǎn)輪連續(xù)式處理高濃度有機(jī)廢水的方法與裝置。包括：廢水處理器，具有空腔結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪豎向設(shè)置在廢水處理器的內(nèi)部，轉(zhuǎn)輪的內(nèi)部填充吸波介質(zhì)，所述吸波介質(zhì)為負(fù)載金屬氧化物的活性炭復(fù)合材料，金屬氧化物為Ni2O3、MnO2或Co2O3中的一種或多種的混合；微波發(fā)生器，分別設(shè)置在廢水處理器的頂部和底部。利用轉(zhuǎn)輪和活性炭復(fù)合材料的配合實現(xiàn)廢水的連續(xù)處理。轉(zhuǎn)輪連續(xù)進(jìn)行廢水的吸附氧化‑脫附的過程，使轉(zhuǎn)輪內(nèi)的活性炭復(fù)合材料能夠反復(fù)使用。
權(quán)利要求書
1.一種多級轉(zhuǎn)輪連續(xù)式處理高濃度有機(jī)廢水的裝置，其特征在于：包括：廢水處理器，具有空腔結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪豎向設(shè)置在廢水處理器的內(nèi)部，轉(zhuǎn)輪的內(nèi)部填充吸波介質(zhì)，所述吸波介質(zhì)為負(fù)載金屬氧化物的活性炭復(fù)合材料，金屬氧化物為Ni2O3、MnO2或Co2O3中的一種或多種的混合；微波發(fā)生器，分別設(shè)置在廢水處理器的頂部和底部。
2.如權(quán)利要求1所述的多級轉(zhuǎn)輪連續(xù)式處理高濃度有機(jī)廢水的裝置，其特征在于：金屬氧化物為Ni2O3、MnO2、Co2O3的混合，并且，Ni2O3、MnO2、Co2O3的摻入比例為1~2:2~3:1~2。
3.如權(quán)利要求1所述的多級轉(zhuǎn)輪連續(xù)式處理高濃度有機(jī)廢水的裝置，其特征在于：所述轉(zhuǎn)輪設(shè)置1個或多個，多個轉(zhuǎn)輪間隔設(shè)置，每個轉(zhuǎn)輪對應(yīng)兩個微波發(fā)生器，每個轉(zhuǎn)輪的外邊緣與廢水處理器的內(nèi)壁無間隙配合。
4.如權(quán)利要求1所述的多級轉(zhuǎn)輪連續(xù)式處理高濃度有機(jī)廢水的裝置，其特征在于：轉(zhuǎn)輪的內(nèi)部設(shè)置隔板，所述隔板將轉(zhuǎn)輪的內(nèi)部分隔為多個獨立的空間。
5.如權(quán)利要求1所述的多級轉(zhuǎn)輪連續(xù)式處理高濃度有機(jī)廢水的裝置，其特征在于：廢水處理器的內(nèi)部設(shè)置擋板，所述擋板與轉(zhuǎn)輪的徑向方向一致，擋板一端與轉(zhuǎn)輪的圓心位置相對，擋板的另一端與廢水處理器連接。
6.如權(quán)利要求1所述的多級轉(zhuǎn)輪連續(xù)式處理高濃度有機(jī)廢水的裝置，其特征在于：還包括充氮氣裝置，充氮氣裝置與廢水處理器連接。
7.如權(quán)利要求1所述的多級轉(zhuǎn)輪連續(xù)式處理高濃度有機(jī)廢水的裝置，其特征在于：還包括中水收集裝置，所述中水收集裝置與廢水處理器連接。
8.如權(quán)利要求1所述的多級轉(zhuǎn)輪連續(xù)式處理高濃度有機(jī)廢水的裝置，其特征在于：還包括氣液分離器，氣液分離器與廢水處理器連接。
9.利用權(quán)利要求1~8任一所述的多級轉(zhuǎn)輪連續(xù)式處理高濃度有機(jī)廢水的裝置進(jìn)行廢水處理的方法，其特征在于：所述方法為：廢水處理器內(nèi)的廢水液面維持在轉(zhuǎn)輪的1/2處，使轉(zhuǎn)輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，位于廢水液面下方的轉(zhuǎn)輪內(nèi)的吸波介質(zhì)吸收微波進(jìn)行廢水的氧化處理，在廢水液面上方的轉(zhuǎn)輪在微波的作用下，將吸波介質(zhì)中的污染物脫附；所述吸波介質(zhì)為負(fù)載金屬氧化物的活性炭復(fù)合材料，金屬氧化物為Ni2O3、MnO2或Co2O3中的一種或多種的混合。
10.如權(quán)利要求9所述的廢水處理的方法，其特征在于：廢水處理器內(nèi)部維持正壓，正壓范圍為10~20Pa；或，轉(zhuǎn)輪內(nèi)活性炭復(fù)合材料的溫度為150~180℃；或，轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速為20~25r/d。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種多級轉(zhuǎn)輪連續(xù)式處理高濃度有機(jī)廢水的方法與裝置。
為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
第一方面，一種多級轉(zhuǎn)輪連續(xù)式處理高濃度有機(jī)廢水的裝置，包括：
廢水處理器，具有空腔結(jié)構(gòu)；
轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪豎向設(shè)置在廢水處理器的內(nèi)部，轉(zhuǎn)輪的內(nèi)部填充吸波介質(zhì)，所述吸波介質(zhì)為負(fù)載金屬氧化物的活性炭復(fù)合材料，金屬氧化物為Ni2O3、MnO2或Co2O3中的一種或多種的混合；
微波發(fā)生器，分別設(shè)置在廢水處理器的頂部和底部。
本發(fā)明的處理廢水的裝置，在微波發(fā)生器中設(shè)置轉(zhuǎn)輪，廢水引入廢水處理器之后，轉(zhuǎn)輪下部位于廢水液面的下方，轉(zhuǎn)輪的上部位于廢水液面的上方，廢水處理器的頂部和底部都設(shè)置有微波發(fā)生器，分別對處于液面下部的轉(zhuǎn)輪和液面上部的轉(zhuǎn)輪進(jìn)行微波輻照，提供微波能，使廢水處理能夠連續(xù)進(jìn)行，由于轉(zhuǎn)輪內(nèi)裝入的是活性炭復(fù)合材料，位于液面下方的轉(zhuǎn)輪對廢水進(jìn)行吸附，使有機(jī)物吸附在吸波介質(zhì)中，然后在微波的作用下有機(jī)物被氧化處理；當(dāng)位于液面下方的轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)到液面上方時，進(jìn)行微波輻照使有機(jī)物汽化脫附或發(fā)生分解反應(yīng)，脫附后進(jìn)入到液面下方繼續(xù)進(jìn)行廢水的吸附處理。
所述負(fù)載金屬氧化物的活性炭能夠更好的對廢水中的有機(jī)物進(jìn)行吸附，然后在微波熱點效應(yīng)下，在某些點位形成活性位點，實現(xiàn)局部快速升溫到1200℃，促進(jìn)•OH的形成，進(jìn)行廢水的降解。
所述負(fù)載金屬氧化物的活性炭能夠在微波的作用下，激活被吸附的物質(zhì)，降低分子之間的相互吸引力快速的進(jìn)行脫附。
在本發(fā)明的一些實施方式中，金屬氧化物為Ni2O3、MnO2、Co2O3的混合，并且，Ni2O3、MnO2、Co2O3的摻入比例為1~2:2~3:1~2。所述金屬氧化物的混合，與活性炭復(fù)合形成一種具有較好的吸波能力，當(dāng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)出水面后，能夠迅速的在微波的作用下，進(jìn)行脫附，在轉(zhuǎn)輪的很快的轉(zhuǎn)動速度下實現(xiàn)廢水的處理，提高廢水的處理效果和速度。
在本發(fā)明的一些實施方式中，所述轉(zhuǎn)輪設(shè)置1個或多個，多個轉(zhuǎn)輪間隔設(shè)置，每個轉(zhuǎn)輪對應(yīng)兩個微波發(fā)生器，每個轉(zhuǎn)輪的外邊緣與廢水處理器的內(nèi)壁無間隙配合。每個轉(zhuǎn)輪都分別對應(yīng)一個頂部的微波發(fā)生器和底部的微波發(fā)生器，能夠更好的實現(xiàn)每個轉(zhuǎn)輪的微波吸收下的吸附和脫附過程。設(shè)置多個轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪的外邊緣與廢水處理器的內(nèi)壁無間隙配合，這樣廢水可以依次經(jīng)過多級轉(zhuǎn)輪的處理，提高廢水處理效果。
在本發(fā)明的一些實施方式中，轉(zhuǎn)輪的內(nèi)部設(shè)置隔板，所述隔板將轉(zhuǎn)輪的內(nèi)部分隔為多個獨立的空間。使各獨立空間的吸波介質(zhì)能夠不相互流動，避免影響吸波介質(zhì)的吸附和脫附過程，影響廢水的處理效果。
在本發(fā)明的一些實施方式中，廢水處理器的內(nèi)部設(shè)置擋板，所述擋板與轉(zhuǎn)輪的徑向方向一致，擋板一端與轉(zhuǎn)輪的圓心位置相對，擋板的另一端與廢水處理器連接。擋板的上部的再生區(qū)，擋板的下部是廢水的氧化處理區(qū)，避免廢水在轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動過程中被揚(yáng)起等問題，分隔位于再生區(qū)的轉(zhuǎn)輪和氧化處理區(qū)，有利于進(jìn)行再生。
在本發(fā)明的一些實施方式中，還包括充氮氣裝置，充氮氣裝置與廢水處理器連接。充氮氣裝置能夠向廢水處理器液面上方再生區(qū)內(nèi)通入氮氣，維持廢水處理器再生區(qū)的正壓條件，使再生過程進(jìn)行氮氣保護(hù)，避免局點打火引發(fā)活性炭燒蝕。
在本發(fā)明的一些實施方式中，還包括中水收集裝置，所述中水收集裝置與廢水處理器連接。廢水處理器處理后得到的中水通入到中水收集裝置中進(jìn)行收集。
在本發(fā)明的一些實施方式中，還包括氣液分離器，氣液分離器與廢水處理器連接。進(jìn)一步包括尾氣吸收塔，尾氣吸收塔與氣液分離器的氣體出口連接。廢水處理器中抽出一些處理后的氣體，所述氣體包含轉(zhuǎn)輪中的吸波介質(zhì)脫附的過程中產(chǎn)生的氣體分解產(chǎn)物和一些水蒸氣等。
在本發(fā)明的一些實施方式中，活性炭采用果殼、椰殼或竹質(zhì)活性炭。
第二方面，利用上述裝置進(jìn)行廢水處理的方法為：
廢水處理器內(nèi)的廢水液面維持在轉(zhuǎn)輪的1/2處，使轉(zhuǎn)輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，位于廢水液面下方的轉(zhuǎn)輪內(nèi)的吸波介質(zhì)吸收微波進(jìn)行廢水的氧化處理，在廢水液面上方的轉(zhuǎn)輪在微波的作用下，將吸波介質(zhì)中的污染物脫附實現(xiàn)轉(zhuǎn)輪內(nèi)活性炭復(fù)合介質(zhì)再生；
所述吸波介質(zhì)為負(fù)載金屬氧化物的活性炭復(fù)合材料，金屬氧化物為Ni2O3、MnO2或Co2O3中的一種或多種的混合。
在本發(fā)明的一些實施方式中，廢水處理器內(nèi)部維持微正壓，正壓范圍為10~20Pa。
在本發(fā)明的一些實施方式中，轉(zhuǎn)輪內(nèi)活性炭復(fù)合材料的溫度為150~180℃，廢水的平均溫度為40~60℃。所述轉(zhuǎn)輪內(nèi)活性炭復(fù)合材料的溫度，有利于活性炭復(fù)合材料上的大分子有機(jī)質(zhì)的脫附，有利于在再生區(qū)內(nèi)，實現(xiàn)活性炭復(fù)合材料的再生。
在本發(fā)明的一些實施方式中，轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速為20~25r/d。
在本發(fā)明的一些實施方式中，廢水中加入雙氧水。采用雙氧水作為助劑，起到氧化的作用，微波催化氧化反應(yīng)過程作為助劑,在雙氧水助劑作用下，促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的不間斷快速降解。也可采用同類氧化性物質(zhì)替代雙氧水，起微波催化氧化反應(yīng)過程助劑，整體運(yùn)行費用低。
本發(fā)明一個或多個技術(shù)方案具有以下有益效果：
本發(fā)明中利用轉(zhuǎn)輪和活性炭復(fù)合材料的配合實現(xiàn)廢水的連續(xù)處理，在廢水處理器內(nèi)轉(zhuǎn)輪的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)輪連續(xù)進(jìn)行廢水的吸附氧化~脫附的過程，使轉(zhuǎn)輪內(nèi)的活性炭復(fù)合材料能夠反復(fù)使用；
活性炭復(fù)合材料具有較好的吸波特性，在微波熱點效應(yīng)下，在某些點位形成活性點位，實現(xiàn)局部快速升溫，促進(jìn)•OH的形成，在雙氧水助劑作用下，促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的不間斷快速降解；同時能夠在微波的作用下，激活吸附的物質(zhì)使其快速脫附，提高廢水的處理速度。
活性炭復(fù)合材料提高了有機(jī)質(zhì)在活性炭上的吸附率，實現(xiàn)持續(xù)地吸附、局點升溫、氧化降解等一系列反應(yīng)，完成有機(jī)廢水的快速降解。
利用多級轉(zhuǎn)輪間隔設(shè)置的方式，廢水依次經(jīng)過多級轉(zhuǎn)輪處理，進(jìn)行多效氧化處理，以保證廢水的一次性達(dá)標(biāo)排放。
（發(fā)明人：耿文廣;王魯元;李子淳;員冬玲;孫榮峰;劉芳）
