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
本發明涉及一種多級轉輪連續式處理高濃度有機廢水的方法與裝置。包括：廢水處理器，具有空腔結構；轉輪，轉輪豎向設置在廢水處理器的內部，轉輪的內部填充吸波介質，所述吸波介質為負載金屬氧化物的活性炭復合材料，金屬氧化物為Ni2O3、MnO2或Co2O3中的一種或多種的混合；微波發生器，分別設置在廢水處理器的頂部和底部。利用轉輪和活性炭復合材料的配合實現廢水的連續處理。轉輪連續進行廢水的吸附氧化‑脫附的過程，使轉輪內的活性炭復合材料能夠反復使用。
權利要求書
1.一種多級轉輪連續式處理高濃度有機廢水的裝置，其特征在于：包括：廢水處理器，具有空腔結構；轉輪，轉輪豎向設置在廢水處理器的內部，轉輪的內部填充吸波介質，所述吸波介質為負載金屬氧化物的活性炭復合材料，金屬氧化物為Ni2O3、MnO2或Co2O3中的一種或多種的混合；微波發生器，分別設置在廢水處理器的頂部和底部。
2.如權利要求1所述的多級轉輪連續式處理高濃度有機廢水的裝置，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.如權利要求1所述的多級轉輪連續式處理高濃度有機廢水的裝置，其特征在于：所述轉輪設置1個或多個，多個轉輪間隔設置，每個轉輪對應兩個微波發生器，每個轉輪的外邊緣與廢水處理器的內壁無間隙配合。
4.如權利要求1所述的多級轉輪連續式處理高濃度有機廢水的裝置，其特征在于：轉輪的內部設置隔板，所述隔板將轉輪的內部分隔為多個獨立的空間。
5.如權利要求1所述的多級轉輪連續式處理高濃度有機廢水的裝置，其特征在于：廢水處理器的內部設置擋板，所述擋板與轉輪的徑向方向一致，擋板一端與轉輪的圓心位置相對，擋板的另一端與廢水處理器連接。
6.如權利要求1所述的多級轉輪連續式處理高濃度有機廢水的裝置，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.如權利要求1所述的多級轉輪連續式處理高濃度有機廢水的裝置，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.如權利要求1所述的多級轉輪連續式處理高濃度有機廢水的裝置，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.利用權利要求1~8任一所述的多級轉輪連續式處理高濃度有機廢水的裝置進行廢水處理的方法，其特征在于：所述方法為：廢水處理器內的廢水液面維持在轉輪的1/2處，使轉輪進行旋轉，位于廢水液面下方的轉輪內的吸波介質吸收微波進行廢水的氧化處理，在廢水液面上方的轉輪在微波的作用下，將吸波介質中的污染物脫附；所述吸波介質為負載金屬氧化物的活性炭復合材料，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：廢水處理器內部維持正壓，正壓范圍為10~20Pa；或，轉輪內活性炭復合材料的溫度為150~180℃；或，轉輪的轉速為20~25r/d。
發明內容
針對上述現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種多級轉輪連續式處理高濃度有機廢水的方法與裝置。
為了解決以上技術問題，本發明的技術方案為：
第一方面，一種多級轉輪連續式處理高濃度有機廢水的裝置，包括：
廢水處理器，具有空腔結構；
轉輪，轉輪豎向設置在廢水處理器的內部，轉輪的內部填充吸波介質，所述吸波介質為負載金屬氧化物的活性炭復合材料，金屬氧化物為Ni2O3、MnO2或Co2O3中的一種或多種的混合；
微波發生器，分別設置在廢水處理器的頂部和底部。
本發明的處理廢水的裝置，在微波發生器中設置轉輪，廢水引入廢水處理器之后，轉輪下部位于廢水液面的下方，轉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置有微波發生器，分別對處于液面下部的轉輪和液面上部的轉輪進行微波輻照，提供微波能，使廢水處理能夠連續進行，由于轉輪內裝入的是活性炭復合材料，位于液面下方的轉輪對廢水進行吸附，使有機物吸附在吸波介質中，然后在微波的作用下有機物被氧化處理；當位于液面下方的轉輪轉到液面上方時，進行微波輻照使有機物汽化脫附或發生分解反應，脫附后進入到液面下方繼續進行廢水的吸附處理。
所述負載金屬氧化物的活性炭能夠更好的對廢水中的有機物進行吸附，然后在微波熱點效應下，在某些點位形成活性位點，實現局部快速升溫到1200℃，促進•OH的形成，進行廢水的降解。
所述負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，降低分子之間的相互吸引力快速的進行脫附。
在本發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，與活性炭復合形成一種具有較好的吸波能力，當轉輪轉出水面后，能夠迅速的在微波的作用下，進行脫附，在轉輪的很快的轉動速度下實現廢水的處理，提高廢水的處理效果和速度。
在本發明的一些實施方式中，所述轉輪設置1個或多個，多個轉輪間隔設置，每個轉輪對應兩個微波發生器，每個轉輪的外邊緣與廢水處理器的內壁無間隙配合。每個轉輪都分別對應一個頂部的微波發生器和底部的微波發生器，能夠更好的實現每個轉輪的微波吸收下的吸附和脫附過程。設置多個轉輪，轉輪的外邊緣與廢水處理器的內壁無間隙配合，這樣廢水可以依次經過多級轉輪的處理，提高廢水處理效果。
在本發明的一些實施方式中，轉輪的內部設置隔板，所述隔板將轉輪的內部分隔為多個獨立的空間。使各獨立空間的吸波介質能夠不相互流動，避免影響吸波介質的吸附和脫附過程，影響廢水的處理效果。
在本發明的一些實施方式中，廢水處理器的內部設置擋板，所述擋板與轉輪的徑向方向一致，擋板一端與轉輪的圓心位置相對，擋板的另一端與廢水處理器連接。擋板的上部的再生區，擋板的下部是廢水的氧化處理區，避免廢水在轉輪的轉動過程中被揚起等問題，分隔位于再生區的轉輪和氧化處理區，有利于進行再生。
在本發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內通入氮氣，維持廢水處理器再生區的正壓條件，使再生過程進行氮氣保護，避免局點打火引發活性炭燒蝕。
在本發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行收集。
在本發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，所述氣體包含轉輪中的吸波介質脫附的過程中產生的氣體分解產物和一些水蒸氣等。
在本發明的一些實施方式中，活性炭采用果殼、椰殼或竹質活性炭。
第二方面，利用上述裝置進行廢水處理的方法為：
廢水處理器內的廢水液面維持在轉輪的1/2處，使轉輪進行旋轉，位于廢水液面下方的轉輪內的吸波介質吸收微波進行廢水的氧化處理，在廢水液面上方的轉輪在微波的作用下，將吸波介質中的污染物脫附實現轉輪內活性炭復合介質再生；
所述吸波介質為負載金屬氧化物的活性炭復合材料，金屬氧化物為Ni2O3、MnO2或Co2O3中的一種或多種的混合。
在本發明的一些實施方式中，廢水處理器內部維持微正壓，正壓范圍為10~20Pa。
在本發明的一些實施方式中，轉輪內活性炭復合材料的溫度為150~180℃，廢水的平均溫度為40~60℃。所述轉輪內活性炭復合材料的溫度，有利于活性炭復合材料上的大分子有機質的脫附，有利于在再生區內，實現活性炭復合材料的再生。
在本發明的一些實施方式中，轉輪的轉速為20~25r/d。
在本發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，微波催化氧化反應過程作為助劑,在雙氧水助劑作用下，促進有機質的不間斷快速降解。也可采用同類氧化性物質替代雙氧水，起微波催化氧化反應過程助劑，整體運行費用低。
本發明一個或多個技術方案具有以下有益效果：
本發明中利用轉輪和活性炭復合材料的配合實現廢水的連續處理，在廢水處理器內轉輪的連續旋轉，轉輪連續進行廢水的吸附氧化~脫附的過程，使轉輪內的活性炭復合材料能夠反復使用；
活性炭復合材料具有較好的吸波特性，在微波熱點效應下，在某些點位形成活性點位，實現局部快速升溫，促進•OH的形成，在雙氧水助劑作用下，促進有機質的不間斷快速降解；同時能夠在微波的作用下，激活吸附的物質使其快速脫附，提高廢水的處理速度。
活性炭復合材料提高了有機質在活性炭上的吸附率，實現持續地吸附、局點升溫、氧化降解等一系列反應，完成有機廢水的快速降解。
利用多級轉輪間隔設置的方式，廢水依次經過多級轉輪處理，進行多效氧化處理，以保證廢水的一次性達標排放。
（發明人：耿文廣;王魯元;李子淳;員冬玲;孫榮峰;劉芳）
