CN102718307B - 一种高级氧化反应器及用该反应器处理有机废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环境工程及工业废水回用技术领域，公开了一种氧化反应器及用该反应器处理有机废水的方法。该反应器包括第一区域、第二区域和第三区域，第一区域、第二区域和第三区域是由上管板（2）和下管板（6）将反应器壳体（5）分割形成的，第一区域是由上管板（2）和反应器壳体（5）围成的区域，第二区域是由上管板（2）、下管板（6）和反应器壳体（5）围成的区域，第三区域是由下管板（6）和反应器壳体（5）围成的区域。本发明还公开了用上述反应器处理有机废水的方法。本发明的反应器具有占地面积小，应用范围广，处理效率高，能耗低等特点。
Description
技术领域
本发明属于环境工程及工业废水回用技术领域，涉及一种高级氧化反应器及用该反应器处理有机废水的方法。
背景技术
有毒有机物对环境的污染非常严重，具有排放量大、污染广和难生物降解等特点，引起了人们的广泛关注。尽管已经研究和开发出一系列的工艺来处理这些有毒有机物，例如生化处理，催化氧化，吸附等，但从总体上说这些处理工艺还不能有效地将这些有机物彻底无害化，对可生化性差，相对分子质量从几千到几万的物质处理较困难。
专利CN101215016描述负载有金属酞菁的活性碳和氧化剂联合处理有机废水的工艺，该方法成本低，操作简单，水处理效果好。但是，活性炭再生效率低，再生能耗高，且再生过程中伴随着负载金属物的脱落，从而影响了重复使用效果。专利CN101538097使用酶—还原型助催化剂耦合处理难降解有机废水，该方法能产生大量的超氧自由基和氧化能力很强的羟基自由基，从而能很好的将水中的有机物进行降解，有机物去除效率高，成本低。但是，该方法需要通入大量的空气或氧气，产生大量的羟基自由基提高与水中有机物接触的几率，占地面积较大，且在反应过程中存在漩涡，造成局部反应不完全影响整体出水指标。
发明内容
为了克服现有高级氧化技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种高级氧化反应器，该反应器实现了微观环境下的气液接触，大大提升反应效率，而且不会带来二次污染。
本发明的另一个目的是提供一种用上述高级氧化反应器处理有机废水的方法。
本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种氧化反应器，该反应器包括第一区域、第二区域和第三区域，第一区域、第二区域和第三区域是由上管板和下管板将反应器壳体分割形成的。
所述的第一区域是由上管板和反应器壳体围成的区域。
所述的第二区域是由上管板、下管板和反应器壳体围成的区域。
所述的第三区域是由下管板和反应器壳体围成的区域。
所述的第一区域上设置有有机废水进口。
所述的第二区域包括O型环、上管板、垫片、膜元件、反应器壳体、下管板和上管板支架，下管板焊接位于反应器壳体的中下部，上管板支架焊接位于反应器壳体的中上部，上管板位于上管板支架上通过垫片密封连接，膜元件的上部和下部分别通过定位销和O型环与上管板和下管板密封连接。
所述的第二区域上设置有反应气进口。
所述的上管板和下管板上均设有规则圆孔，定位销位于圆孔内。所述的膜元件为陶瓷膜元件、金属膜元件或有机膜元件中的一种或一种以上。
所述的陶瓷膜元件和金属膜元件的孔径为20nm~500nm。
所述的有机膜元件为透气膜元件。
所述的第三区域上设置有气水混合物出口。
所述的反应器壳体的形状为圆柱形。
本发明还提供了一种用上述氧化反应器处理有机废水的方法，该方法包括以下步骤：
有机废水从有机废水进口进入氧化反应器的第一区域，通过上管板上的圆孔分配到第二区域的膜元件中，反应气从反应气进口进入氧化反应器的第二区域，与有机废水接触，反应后由氧化反应器的第三区域的气水混合物出口排出，取样分析出水中有机物的含量。
所述的反应气为空气、氧气或臭氧中的一种或一种以上。
所述的第二区域中的反应时间为1-3s。
本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
1、本发明的反应气通过膜壁时被分割成数量巨大的微观气流，实现了微观环境下的气液混合。
2、本发明的膜通道中保持相同的反应气浓度，确保了有机废水在整个膜通道中始终接触到大量的反应气，大大提高了反应效率，缩短了反应时间。
3、本发明的氧化反应器占地面积小，应用范围广，处理效率高，能耗低等特点，真正意义上实现了微型化工生产。
4、本发明的方法对废水来源没有选择性，对一切难生物降解的有机物都有很好的处理效果。
附图说明
图1为本发明的高级氧化反应器的结构示意图。
其中：1为O型环，2为上管板，3为垫片，4为膜元件，5为反应器壳体，6为下管板，7为有机废水进口，8为反应气进口，9为气水混合物出口，10为上管板支架，11为定位销，12为圆孔。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
本发明技术对精对苯二甲酸（PTA）废水进行处理
PTA废水指标：
对甲基苯甲酸（PT酸） 398ppm
苯甲酸（BA） 456ppm
对苯二甲酸（TA） 435ppm
传统生化出水指标
对甲基苯甲酸（PT酸） 21ppm
苯甲酸（BA） 12ppm
对苯二甲酸（TA） 15ppm
实施例1
PTA废水从有机废水进口7进入高级氧化反应器的第一区域，通过上管板2上的圆孔12分配到第二区域的膜元件4中，膜元件4为金属膜元件，孔径为20nm。反应气空气从反应气进口8进入高级氧化反应器的第二区域，与PTA废水接触1s后由高级氧化反应器的第三区域的气水混合物出口9排出，取样分析出水中有机物的含量，结果见表1。
实施例2
PTA废水从有机废水进口7进入高级氧化反应器的第一区域，通过上管板2上的圆孔12分配到第二区域的膜元件4中，膜元件4为金属膜元件，孔径为260nm。反应气空气从反应气进口8进入高级氧化反应器的第二区域，与PTA废水接触2s后由高级氧化反应器的第三区域的气水混合物出口9排出，取样分析出水中有机物的含量，结果见表1。
实施例3
PTA废水从有机废水进口7进入高级氧化反应器的第一区域，通过上管板2上的圆孔12分配到第二区域的膜元件4中，膜元件4为陶瓷膜元件，孔径为500nm。反应气氧气从反应气进口8进入高级氧化反应器的第二区域，与PTA废水接触3s后由高级氧化反应器的第三区域的气水混合物出口9排出，取样分析出水中有机物的含量，结果见表1。
实施例4
PTA废水从有机废水进口7进入高级氧化反应器的第一区域，通过上管板2上的圆孔12分配到第二区域的膜元件4中，膜元件4为有机膜元件，有机膜元件为透气膜元件。反应气臭氧从反应气进口8进入高级氧化反应器的第二区域，与PTA废水接触3s后由高级氧化反应器的第三区域的气水混合物出口9排出，取样分析出水中有机物的含量，结果见表1。
表1
| 实施例 | PT酸（ppm） | BA（ppm） | TA（ppm） |
| 实施例1 | 0.03 | ＜0.01 | ＜0.01 |
| 实施例2 | 0.14 | ＜0.01 | 0.13 |
| 实施例3 | 0.28 | ＜0.01 | 0.16 |
| 实施例4 | 0.17 | ＜0.01 | 0.05 |
由表1可以看出，经过本发明的高级氧化反应器后，PTA废水中的有机物被很好的降解为小分子物质，与传统的生化处理相比，效果显著。同时实施例1效果最好，这说明膜元件孔道越小，氧化气体被分割的越细，处理效果更佳。
实施例5
如图1所示，图1为本发明的高级氧化反应器的结构示意图。
一种高级氧化反应器，该反应器包括第一区域、第二区域和第三区域，第一区域、第二区域和第三区域是由上管板2和下管板6将反应器壳体5分割形成的，第一区域是由上管板2和反应器壳体5围成的区域，第二区域是由上管板2、下管板6和反应器壳体5围成的区域，第三区域是由下管板6和反应器壳体5围成的区域。
在第一区域上设置有有机废水进口7。
第二区域包括O型环1、上管板2、垫片3、膜元件4、反应器壳体5、下管板6、上管板支架10、定位销11和圆孔12，下管板6焊接位于反应器壳体5的中下部，上管板支架10焊接位于反应器壳体5的中上部，上管板2位于上管板支架10上通过垫片3密封连接，上管板2和下管板6上均设有规则圆孔12，定位销11位于圆孔12内，膜元件4的上部和下部分别通过定位销11和O型环1与上管板2和下管板6密封连接。
在第二区域上设置有反应气进口8。膜元件4为陶瓷膜元件、金属膜元件或有机膜元件中的一种或一种以上；其中：陶瓷膜元件和金属膜元件的孔径为20nm-500nm；有机膜元件为透气膜元件。
在第三区域上设置有气水混合物出口9；反应器壳体5的形状为圆柱形。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种氧化反应器，其特征在于：该反应器包括第一区域、第二区域和第三区域，第一区域、第二区域和第三区域是由上管板（2）和下管板（6）将反应器壳体（5）分割形成的；
所述的第一区域是由上管板（2）和反应器壳体（5）围成的区域；所述的第二区域是由上管板（2）、下管板（6）和反应器壳体（5）围成的区域；所述的第三区域是由下管板（6）和反应器壳体（5）围成的区域；所述的第一区域上设置有有机废水进口（7）；
所述的第二区域包括O型环（1）、上管板（2）、垫片（3）、膜元件（4）、反应器壳体（5）、下管板（6）和上管板支架（10），下管板（6）焊接位于反应器壳体（5）的中下部，上管板支架（10）焊接位于反应器壳体（5）的中上部，上管板（2）位于上管板支架（10）上通过垫片（3）密封连接，膜元件（4）的上部和下部分别通过定位销（11）和O型环（1）与上管板（2）和下管板（6）密封连接；
所述的第二区域上设置有反应气进口（8）；
所述的上管板（2）和下管板（6）上均设有规则圆孔（12），定位销（11）位于圆孔（12）内。
2.根据权利要求1所述的氧化反应器，其特征在于：所述的膜元件（4）为陶瓷膜元件、金属膜元件或有机膜元件中的一种或一种以上。
3.根据权利要求2所述的氧化反应器，其特征在于：所述的陶瓷膜元件和金属膜元件的孔径为20nm～500nm；所述的有机膜元件为透气膜元件。
4.根据权利要求1所述的氧化反应器，其特征在于：所述的第三区域上设置有气水混合物出口（9）；所述的反应器壳体（5）的形状为圆柱形。
5.权利要求1至4任一所述的氧化反应器处理有机废水的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
有机废水从有机废水进口（7）进入氧化反应器的第一区域，通过上管板（2）上的圆孔（12）分配到第二区域的膜元件（4）中，反应气从反应气进口（8）进入氧化反应器的第二区域，与有机废水接触，反应后由氧化反应器的第三区域的气水混合物出口（9）排出，取样分析出水中有机物的含量。
6.根据权利要求5所述的氧化反应器处理有机废水的方法，其特征在于：所述的反应气为空气、氧气或臭氧中的一种或一种以上。
7.根据权利要求5所述的氧化反应器处理有机废水的方法，其特征在于：所述的第二区域中的反应时间为1-3s。
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