一種降解污水中苯胺的處理方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種降解污水中苯胺的處理方法及裝置。所述方法具體為：將苯胺待處理溶液置于水箱中，通過微氣泡發(fā)生器，產(chǎn)生具有大量微納米氣泡的氣水混合物；形成氣水混合物后的待處理水進入反應(yīng)器，進行放電處理即可。處理裝置包括微氣泡發(fā)生器，微氣泡發(fā)生器上設(shè)有微氣泡進氣口、微氣泡進水口、微氣泡出水口，微氣泡出水口與反應(yīng)器的反應(yīng)器進水口連接，反應(yīng)器的反應(yīng)器出水口、微氣泡進水口與水箱連通，反應(yīng)器與低溫等離子體電源連接。本發(fā)明有機結(jié)合了微氣泡技術(shù)和低溫等離子雙介質(zhì)阻擋放電技術(shù)，有效的降解污水中苯胺等污染物質(zhì)，降解率可達60％，而且可以實現(xiàn)連續(xù)流處理。
【專利說明】
一種降解污水中苯胺的處理方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明提供了一種降解污水中苯胺的實驗方法及裝置，具體的說是以自主研發(fā)的螺旋式管狀裝置作為反應(yīng)器，有效地結(jié)合微氣泡和低溫等離子體雙介質(zhì)阻擋放電，去除污水中苯胺的方法及其裝置，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。【背景技術(shù)】
[0002]苯胺是重要的有機化工原料和精細化工中間體，廣泛應(yīng)用于染料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、軍工、香料和橡膠硫化等行業(yè)。苯胺類化合物有毒，有致癌、致畸、致突變“三致”作用，如不經(jīng)有效處理就直接排放，將會對周圍環(huán)境產(chǎn)生嚴重污染，造成人體組織缺氧，引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)和其他臟器損害。
[0003]目前，國內(nèi)每年生產(chǎn)苯胺80000t以上，全世界每年排入環(huán)境中的苯胺約為30000t， 不僅對環(huán)境造成危害，還造成大量的資源浪費。當前國內(nèi)外處理苯胺廢水的方法主要有萃取法、氧化法、電解法、生化法、吸附法和焚燒法等方法，雖然處理的方法較多，但大部分還存在著一些缺陷。例如，能耗高、操作復(fù)雜，成本高，產(chǎn)生二次污染等。
[0004]因此，研究開發(fā)處理效果好、處理成本相對低廉、能耗低、實用性強、處理技術(shù)顯得尤為重要。
[0005]相比傳統(tǒng)的常規(guī)苯胺處理技術(shù)，螺旋式管狀反應(yīng)器可以有效的結(jié)合微氣泡和低溫等離子體雙介質(zhì)阻擋放電，且制作費用低，實驗過程簡單，高效。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的問題是提供一種降解污水中苯胺的處理方法，能有效的結(jié)合微氣泡和低溫等離子體雙介質(zhì)阻擋放電，去除污水中苯胺。
[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種降解污水中苯胺的處理方法，其特征在于， 包括以下步驟:
[0008]步驟1):將濃度為5?20mg/L的苯胺待處理溶液置于水箱中，通過進氣量為40mL/ min，出水壓力為0.6Mpa的微氣泡發(fā)生器，產(chǎn)生具有大量微納米氣泡的氣水混合物；
[0009]步驟2):形成氣水混合物后的待處理水進入反應(yīng)器，進行放電處理即可。
[0010]優(yōu)選地，所述步驟2)中反應(yīng)器為螺旋式管狀反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)流速為8?10mL/s。 [〇〇11] 優(yōu)選地，所述步驟2)中放電處理具體為:調(diào)節(jié)低溫等離子體放電電源至40?50kV、 0.5?0.7六，放電處理111。
[0012]本發(fā)明還提供了一種降解污水中苯胺的處理裝置，其特征在于，包括微氣泡發(fā)生器，微氣泡發(fā)生器上設(shè)有微氣泡進氣口、微氣泡進水口、微氣泡出水口，微氣泡出水口與反應(yīng)器的反應(yīng)器進水口連接，反應(yīng)器的反應(yīng)器出水口、微氣泡進水口與水箱連通，反應(yīng)器與低溫等離子體電源連接。
[0013]優(yōu)選地，所述低溫等離子體電源上設(shè)有調(diào)壓器。
[0014]優(yōu)選地，所述反應(yīng)器采用螺旋式管狀雙介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器，具體結(jié)構(gòu)為:包括兩端管口密封且相互同心套嵌的石英內(nèi)管和石英外管，石英內(nèi)管內(nèi)壁及石英外管外壁均附有雙面導(dǎo)電銅箱膠帶，兩者分別與低溫等離子電源的電源正極、電源負極連接;石英內(nèi)管與石英外管之間設(shè)有螺旋狀的四氟橡膠條作為反應(yīng)通道。
[0015]優(yōu)選地，石英內(nèi)管、石英外管的內(nèi)徑分別為5mm、17mm，管壁均為1mm，長度為200mm。
[0016]優(yōu)選地，所述反應(yīng)器進水口位于反應(yīng)器一側(cè)的下部，反應(yīng)器出水口位于反應(yīng)器一側(cè)的上部。
[0017]優(yōu)選地，所述反應(yīng)器進水口位于距反應(yīng)器下端10mm處，反應(yīng)器出水口位于距反應(yīng)器上端10mm處。[〇〇18]本發(fā)明的技術(shù)原理如下:
[0019]同心放置的兩根石英管壁間有5mm的間距，細管內(nèi)壁和粗管外壁鋪敷一層銅箱作為放電電極，形成雙介質(zhì)阻擋放電，在兩電極之間加以高壓交流電場，被處理的水以帶有大量微納米氣泡的氣水混合物的形式進入電極間，在大氣壓下電極間發(fā)生均勻、散漫的絲狀流光放電。在外電場的作用下，電子從電場中獲得能量，與周圍原子、分子的碰撞，傳遞能量，使之激發(fā)電離，產(chǎn)生電子雪崩，從而釋放出等離子體。高速運動的電子和離子使放電區(qū)域迅速擴大，最后產(chǎn)生一個貫穿放電空間的高電導(dǎo)率的絲狀放電通道，可以電離、激發(fā)產(chǎn)生許多具有高活性強氧化性的粒子(如〇3、? 〇H、H2〇2等)，微納米氣泡增加了傳質(zhì)效率，螺旋管道裝置增大了相對停留時間，使有機物分子達到充分氧化的目的。
[0020]該發(fā)明具有的特點和有益效果為:
[0021](1)本發(fā)明的實驗方法簡單，效果顯著，制作及運行費用低；
[0022](2)本發(fā)明的反應(yīng)器可以有機的結(jié)合微氣泡技術(shù)和低溫等離子雙介質(zhì)阻擋放電技術(shù)，有效的降解污水中苯胺等污染物質(zhì)，降解率可達60%。[〇〇23](3)本發(fā)明相比于傳統(tǒng)的處理苯胺的方法，具有價格低，實驗過程簡單，方便，處理效果高的特點，而且可以實現(xiàn)連續(xù)流處理。
[0024](4)本發(fā)明所用的反應(yīng)器為自主研制的螺旋式管狀反應(yīng)器，不僅可以實現(xiàn)雙介質(zhì)阻擋放電，而且螺旋式通道的設(shè)計可以增加待處理溶液在電極間的水力停留時間，使污染物質(zhì)與等離子體活性粒子充分反應(yīng)。【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明提供的一種降解污水中苯胺的處理裝置的立體圖；
[0026]圖2為反應(yīng)器的透視圖?！揪唧w實施方式】
[0027]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。[〇〇28]實施例1-3采用圖1、2所示的一種降解污水中苯胺的處理裝置，包括微氣泡發(fā)生器 10，微氣泡發(fā)生器10上設(shè)有微氣泡進氣口 12、微氣泡進水口 9、微氣泡出水口 8，微氣泡出水口 8與反應(yīng)器6的反應(yīng)器進水口 7連接，反應(yīng)器6的反應(yīng)器出水口 5、微氣泡進水口 9與水箱11 連通，反應(yīng)器6與低溫等離子體電源1連接。低溫等離子體電源1上設(shè)有調(diào)壓器2。所述反應(yīng)器 6采用螺旋式管狀雙介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器，具體結(jié)構(gòu)為:包括兩端管口密封且相互同心套嵌的石英內(nèi)管6-1和石英外管6-3,石英內(nèi)管6-1內(nèi)壁及石英外管6-3外壁均附有雙面導(dǎo)電銅箱膠帶，兩者分別與低溫等離子電源1的電源正極3、電源負極4連接;石英內(nèi)管6-1與石英外管 6-3之間設(shè)有螺旋狀的四氟橡膠條6-2作為反應(yīng)通道。石英內(nèi)管6-1、石英外管6-3的內(nèi)徑分別為5mm、17mm，管壁均為1mm，長度為200mm。反應(yīng)器進水口 7位于距反應(yīng)器6下端10mm處，反應(yīng)器出水口 5位于距反應(yīng)器6上端10mm處。[〇〇29]待處理原水貯存在水箱11，經(jīng)微氣泡進水口 9抽取，在微氣泡發(fā)生器10中混合從微氣泡進氣口 12抽取的空氣，從微氣泡出水口 8產(chǎn)生氣水混合物，調(diào)節(jié)微氣泡發(fā)生器10進氣量，溶液壓強；調(diào)節(jié)調(diào)壓器2和低溫等離子電源1的電流。溶液由反應(yīng)器6的反應(yīng)器進水口 7進入，從反應(yīng)器出水口 5回流至水箱11。
[0030]實施例1
[0031]試驗原水來自實驗室人工配水，分別將濃度為l〇mg/L的待處理苯胺廢水及檸檬黃溶液貯存在水箱11，經(jīng)微氣泡發(fā)生器10產(chǎn)生氣水混合物，調(diào)節(jié)微氣泡發(fā)生器10進氣量為 60mL/min，溶液壓強為0.6MPa;調(diào)節(jié)調(diào)壓器2至50kv，調(diào)節(jié)低溫等離子電源1的電流至0.7A， 處理lh，液體流速為10.27ml/s，苯胺降解率為60%，檸檬黃可褪色80%。[〇〇32] 實施例2[〇〇33]試驗原水來自實驗室人工配水，分別將濃度為5mg/L的待處理苯胺廢水貯存在燒水箱11，經(jīng)微氣泡發(fā)生器10產(chǎn)生氣水混合物，調(diào)節(jié)微氣泡發(fā)生器10進氣量為40mLmin，溶液壓強為0.6MPa;調(diào)節(jié)調(diào)壓器2至50kv，調(diào)節(jié)低溫等離子電源1的電流至0.5A，處理50min，液體流速為10.llmL/s，苯胺降解率為66%。[〇〇34] 實施例3[〇〇35]試驗原水來自實驗室人工配水，分別將濃度為20mg/L的待處理苯胺廢水及檸檬黃溶液貯存在水箱11，經(jīng)微氣泡發(fā)生器10產(chǎn)生氣水混合物，調(diào)節(jié)微氣泡發(fā)生器10進氣量為 50mL/min，溶液壓強為0.4MPa;調(diào)節(jié)調(diào)壓器2至50kv，調(diào)節(jié)低溫等離子電源1的電流至0.6A， 處理111，液體流速為8.331111/8，苯胺降解率為47%。
[0036]經(jīng)過實踐考察，發(fā)現(xiàn)整個系統(tǒng)運行良好。
【主權(quán)項】
1.一種降解污水中苯胺的處理方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟1):將濃度為5?20mg/L的苯胺待處理溶液置于水箱中，通過進氣量為40mL/min， 出水壓力為〇.6Mpa的微氣泡發(fā)生器，產(chǎn)生具有大量微納米氣泡的氣水混合物；步驟2):形成氣水混合物后的待處理水進入反應(yīng)器，進行放電處理即可。2.如權(quán)利要求1所述的降解污水中苯胺的處理方法，其特征在于，所述步驟2)中反應(yīng)器 為螺旋式管狀反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)流速為8?1 OmL/s。3.如權(quán)利要求1所述的降解污水中苯胺的處理方法，其特征在于，所述步驟2)中放電處 理具體為:調(diào)節(jié)低溫等離子體放電電源至40?50kV、0.5?0.7A，放電處理lh。4.一種降解污水中苯胺的處理裝置，其特征在于，包括微氣泡發(fā)生器(10)，微氣泡發(fā)生 器(1 〇)上設(shè)有微氣泡進氣口(12)、微氣泡進水口(9 )、微氣泡出水口(8)，微氣泡出水口(8) 與反應(yīng)器(6)的反應(yīng)器進水口( 7)連接，反應(yīng)器(6)的反應(yīng)器出水口( 5 )、微氣泡進水口(9)與 水箱(11)連通，反應(yīng)器(6)與低溫等離子體電源(1)連接。5.如權(quán)利要求4所述的降解污水中苯胺的處理裝置，其特征在于，所述低溫等離子體電 源(1)上設(shè)有調(diào)壓器(2)。6.如權(quán)利要求4所述的降解污水中苯胺的處理裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器(6)采用 螺旋式管狀雙介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器，具體結(jié)構(gòu)為:包括兩端管口密封且相互同心套嵌的石 英內(nèi)管(6-1)和石英外管(6-3)，石英內(nèi)管(6-1)內(nèi)壁及石英外管(6-3)外壁均附有雙面導(dǎo)電 銅箱膠帶，兩者分別與低溫等離子電源(1)的電源正極(3)、電源負極(4)連接;石英內(nèi)管(6-1)與石英外管(6-3)之間設(shè)有螺旋狀的四氟橡膠條(6-2)作為反應(yīng)通道。7.如權(quán)利要求6所述的降解污水中苯胺的處理裝置，其特征在于，所述石英內(nèi)管(6-1)、 石英外管(6-3)的內(nèi)徑分別為5mm、17mm，管壁均為1mm，長度為200mm。8.如權(quán)利要求4所述的降解污水中苯胺的處理裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器進水口 (7)位于反應(yīng)器(6)—側(cè)的下部，反應(yīng)器出水口(5)位于反應(yīng)器(6)—側(cè)的上部。9.如權(quán)利要求8所述的降解污水中苯胺的處理裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器進水口 (7)位于距反應(yīng)器(6)下端10mm處，反應(yīng)器出水口(5)位于距反應(yīng)器(6)上端10mm處。
【文檔編號】C02F101/38GK105967270SQ201610442759
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月20日
【發(fā)明人】劉亞男, 孫基惠, 李攀, 孫玉, 程茜, 李響, 薛罡, 高品, 陳紅, 姚璟文, 程文艷, 戰(zhàn)佳勛, 杜純, 李君 , 張婷, 李蕊, 張文娟, 牟睿文
【申請人】東華大學(xué)