用于煤化工廢水深度處理的吸附-生物降解反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了屬于有機(jī)廢水的深度處理【技術(shù)領(lǐng)域】的一種用于煤化工廢水深度處理的吸附-生物降解反應(yīng)器。該反應(yīng)器由進(jìn)水口、空氣閥、檢查孔、連接棒、整流板、布水板、多功能吸附劑、吸附劑出口、砂石、出水口、礫石、篩網(wǎng)、承托板、反應(yīng)器主體和吸附劑入口組成。反應(yīng)器主體由上下兩個(gè)球面和中間圓柱體組成。進(jìn)水口、空氣閥和檢查孔在反應(yīng)器主體的頂部；連接棒將整流板懸掛在反應(yīng)器主體的上部，布水板置于整流板下方，礫石填充在反應(yīng)器主體的底部，礫石上部依次為篩網(wǎng)、砂石、承托板和多功能吸附劑。本發(fā)明的有益效果是，該吸附-生物降解反應(yīng)器對(duì)煤化工廢水進(jìn)行深度處理時(shí)效率高、成本低、操作簡(jiǎn)單。
【專利說(shuō)明】用于煤化工廢水深度處理的吸附-生物降解反應(yīng)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于有機(jī)廢水的深度處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及用于煤化工廢水深度處理的吸附-生物降解反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]煤化工廢水具有成份復(fù)雜、味臭色濁、有機(jī)物和鹽分濃度高、強(qiáng)堿性、難于生物降解等特點(diǎn)。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(wú)機(jī)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(jī)化合物，對(duì)水體-水生植物-水生動(dòng)物及人體健康危害嚴(yán)重。目前國(guó)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)在污水的深度處理中占有重要作用。目前吸附有機(jī)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(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但也存在穩(wěn)定性差、容易脫附、易受溫度變化影響等不足?；瘜W(xué)吸附材料主要包括硅膠、合成纖維、樹(shù)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(duì)煤化工廢水深度處理的吸附材料。
[0003]在微生物降解有機(jī)物的過(guò)程中，需要磷營(yíng)養(yǎng)元素的參與，煤化工廢水中所含有的磷無(wú)法滿足微生物的要求，但是具有緩釋磷功能的吸附劑可以滿足這一要求。為增強(qiáng)吸附劑對(duì)煤化工廢水進(jìn)行深度處理的效果，需要開(kāi)發(fā)新型的吸附反應(yīng)器。同時(shí)，將反應(yīng)器的開(kāi)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(diǎn)之一。目前，還缺少將反應(yīng)器的開(kāi)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】

[0004]本發(fā)明的目的是提供用于煤化工廢水深度處理的吸附-生物降解反應(yīng)器。本發(fā)明的具體內(nèi)容如下:
[0005]用于煤化工廢水深度處理的吸附-生物降解反應(yīng)器由進(jìn)水口(I)、空氣閥(2)、檢查孔(3)、連接棒(4)、整流板(5)、布水板(6)、多功能吸附劑(7)、吸附劑出口(8)、砂石
(9)、出水口(10)、礫石(11)、篩網(wǎng)(12)、承托板(13)、反應(yīng)器主體(14)、吸附劑入口(15)組成。反應(yīng)器主體(14)由三部分構(gòu)成，分別為上下兩個(gè)球面和中間圓柱體。進(jìn)水口(I)、空氣閥(2)和檢查孔(3)在反應(yīng)器主體(14)的頂部；連接棒(4)、整流板(5)、布水板(6)、多功能吸附劑(7)、砂石(9)、礫石(11)、篩網(wǎng)(12)、承托板(13)在反應(yīng)器主體(14)的內(nèi)部，連接棒(4)將整流板(5)懸掛在反應(yīng)器主體(14)的上部，布水板置于整流板下方20cm，礫石(11)填充在反應(yīng)器主體(14)的底部，礫石(11)上部依次為篩網(wǎng)(12)、砂石(9)、承托板
(13)和多功能吸附劑(7);出水口(10)在反應(yīng)器主體(14)的底部；吸附劑出口⑶和吸附劑入口(15)分別在反應(yīng)器主體(14)外部，吸附劑出口⑶位于左下側(cè)，緊鄰承托板(13)，吸附劑入口(15)位于右上側(cè)，緊鄰布水板(6)下方。
[0006]其中，所述多功能吸附劑由如下方法制備:
[0007](I)將 IOOmL 濃度為 0.35mol / L 的 NH4HCO3 溶液和 IOOmL 濃度為 0.62mol / L的NH4H2PO4混合均勻，得到混合液Al，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Al的pH值為9.0，得混合液A ；
[0008](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 ； [0009](3)向混合液B中逐滴加入濃HNO3至澄清，得到混合液C ；
[0010](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 ；
[0011](5)向混合液D中加入IOOmL濃度為1.1mol / L的NH4Cl水溶液，混合均勻后得到混合液E ;
[0012](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 ;
[0013](7)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 ；
[0014](8)將70mL混合液F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O ;
[0015](9)將420mL混合液O在1000r / min攪拌條件下滴加到210mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.5%的聚乙烯醇溶液中,然后在1000r / min條件下攪拌8min,得到混合液P ;
[0016](10)將1380mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7%的聚乙烯醇溶液加入到混合液P中，在1000r /min條件下攪拌7~8h，然后在轉(zhuǎn)速為6000r / min條件下進(jìn)行離心分離，然后用去離子水洗滌3次，冷凍干燥得到具有磷緩釋功能的吸附劑；
[0017](11)將步驟(10)得到的吸附劑在石油烴降解菌培養(yǎng)液中培養(yǎng)24h，使石油烴降解菌吸附固定在吸附劑上，其中石油烴降解菌培養(yǎng)液的含菌量為5X IOltlCFU / ml，培養(yǎng)液的組成為:NH4NO3:2.0g.ΙΛ NaCl:10.5g.?Λ KH2PO4:2.5g.?Λ FeCl3:0.1Og.?Λ MgSO4:
3.5g.ΙΛ CaCl2.2Η20:0.15g.L-1 ；
[0018](12)將步驟(11)得到的吸附劑取出風(fēng)干，即可得到多功能吸附劑。
[0019]本發(fā)明的有益效果是，該吸附-生物降解反應(yīng)器對(duì)煤化工廢水進(jìn)行深度處理時(shí)效率高、成本低、操作簡(jiǎn)單。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]附圖1是用于煤化工廢水深度處理的吸附-生物降解反應(yīng)器的示意圖。附圖1中I為進(jìn)水口，2為空氣閥，3為檢查孔，4為連接棒，5為整流板，6為布水板，7為多功能吸附劑，8為吸附劑出口，9為砂石，10為出水口，11為碌石，12為篩網(wǎng)，13為承托板，14為反應(yīng)器主體，15為吸附劑入口?！揪唧w實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例
[0022](I)用于煤化工廢水深度處理的吸附-生物降解反應(yīng)器的制備過(guò)程如下:
[0023]反應(yīng)器主體采用不銹鋼材料制作而成，其由三部分構(gòu)成，分別為上下兩個(gè)球面和中間圓柱體，球面半徑77cm，角度88°，圓柱直徑100cm，高度120cm。進(jìn)水口管道直徑8cm，位于上部球面中心一側(cè)6.5°，空氣閥直徑8cm，位于上部球面中心另一側(cè)6.5°，檢查孔直徑20cm，位于空氣閥下側(cè)18°。連接棒直徑2cm，位于上部球面中心點(diǎn)，長(zhǎng)度15cm。整流板半徑35cm,厚度Icm,內(nèi)部帶有直徑Icm的小孔。布水板厚度為IOcm,直徑為100cm,布水板上分布有直徑為Icm的小孔。吸附劑入口直徑5cm，吸附劑出口直徑10cm。砂石為粒徑
0.1~Icm的石英砂,裝填高度為10cm。承托板直徑100cm,為可透水的陶瓷板。碌石為直徑I~2cm鵝卵石，填充于下部球面。篩網(wǎng)的直徑為100cm，篩孔尺寸20目。出水口直徑5cm,位于下部球面中心點(diǎn)。
[0024](2)多功能吸附劑由如下過(guò)程制備:
[0025]將IOOmL 濃度為 0.35mol / L 的 NH4HCO3 溶液和 IOOmL 濃度為 0.62mol / L 的NH4H2PO4混合均勻，得到混合液Al，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Al的pH值為9.0，得混合液A ;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 ；向混合液B中逐滴加入濃HNO3至澄清，得到混`合液C ;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 ;向混合液D中加入IOOmL濃度為1.1mol / L的NH4Cl水溶液，混合均勻后得到混合液E ；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 ；
[0026]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 ;
[0027]將60mL混合液F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O ;
[0028]將420mL混合液O在1000r / min攪拌條件下滴加到210mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.5%的聚乙烯醇溶液中,然后在1000r / min條件下攪拌8min,得到混合液P ;
[0029]將1380mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7%的聚乙烯醇溶液加入到混合液P中，在1000r / min條件下攪拌7~8h，然后在轉(zhuǎn)速為6000r / min條件下進(jìn)行離心分離，然后用去離子水洗滌3次，冷凍干燥得到具有氮磷緩釋功能的吸附劑；
[0030]將具有氮磷緩釋功能的吸附劑在石油烴降解菌培養(yǎng)液中培養(yǎng)24h取出風(fēng)干，即可得到多功能吸附劑。
[0031](3)降解實(shí)驗(yàn)
[0032]運(yùn)用本發(fā)明得到的吸附-生物降解反應(yīng)器對(duì)煤化工廢水進(jìn)行了吸附-生物降解試驗(yàn)，結(jié)果表明該吸附-生物降解反應(yīng)器能夠高效去除煤化工廢水中的多種難降解有機(jī)化合物，當(dāng)進(jìn)水COD為124mg/L時(shí)，連續(xù)運(yùn)行35天，處理后出水中的COD均能降低到20mg/L以下。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于煤化工廢水深度處理的吸附-生物降解反應(yīng)器，其特征在于，該反應(yīng)器由 進(jìn)水口、空氣閥、檢查孔、連接棒、整流板、布水板、多功能吸附劑、吸附劑出口、砂石、出水 口、礫石、篩網(wǎng)、承托板、反應(yīng)器主體和吸附劑入口組成；反應(yīng)器主體由上下兩個(gè)球面和中間 圓柱體組成；進(jìn)水口、空氣閥和檢查孔在反應(yīng)器主體的頂部；連接棒將整流板懸掛在反應(yīng) 器主體的上部，布水板置于整流板下方，礫石填充在反應(yīng)器主體的底部，礫石上部依次為篩 網(wǎng)、砂石、承托板和多功能吸附劑；其中，多功能吸附劑由如下方法制備：(1)將100mL 濃度為 0. 35mol / L 的 NH4HC03 溶液和 100mL 濃度為 0. 62mol / L 的 NH4H2P04混合均勻，得到混合液A1，然后用濃度為0. Olmol / L的NH40H溶液和濃度為 0. Olmol / 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(N03)2 溶液中，得到混合液B;(3)向混合液B中逐滴加入濃HN03至澄清，得到混合液C；(4)用濃度為0.Olmol / L的NaOH溶液和濃度為0. Olmol / 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.lmol / L的NH4C1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)1. 5 %的偶氮二異丁腈氯仿溶液充分混合，得到混合液M ;(8)將70mL混合液F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0 ;(9)將420mL混合液0在1000r/ min攪拌條件下滴加到210mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5. 5%的 聚乙烯醇溶液中,然后在1000r / min條件下攪拌8min,得到混合液P ；(10)將1380mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7%的聚乙烯醇溶液加入到混合液P中，在1000r / min 條件下攪拌7?8h，然后在轉(zhuǎn)速為6000r / min條件下進(jìn)行離心分離，然后用去離子水洗滌 3次，冷凍干燥得到具有磷緩釋功能的吸附劑；(11)將步驟（10)得到的吸附劑在石油烴降解菌培養(yǎng)液中培養(yǎng)24h，使石油烴降解菌吸 附固定在吸附劑上，其中石油烴降解菌培養(yǎng)液的含菌量為5X101(ICFU / ml，培養(yǎng)液的組成 為：NH4N03 ：2. 0g .L'NaCl ：10. 5g/L，KH2P04 2. 5g .L'FeCls ：0. lOg ? L_\ MgS04 ：3. 5g .I71， CaCl2 ? 2H20 ：0. 15g ? I71 ；(12)將步驟（11)得到的吸附劑取出風(fēng)干，即可得到多功能吸附劑。
【文檔編號(hào)】C02F3/34GK103626305SQ201310669498
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】丁愛(ài)中, 謝恩, 豆俊峰, 許新宜, 鄭蕾, 程莉蓉 申請(qǐng)人:北京師范大學(xué)