CN105502789B - 利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法，属于化工技术领域。它解决了现有技术中部能够更加有效的对废水中的有机氟进行催化降解等问题。本利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法，包括以下加工步骤：1)、预过滤；2)、废水测定；3)、催化处理；4)、降解处理。本发明具有能够更加有效的对废水中的有机氟进行催化降解的优点。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域，涉及一种催化降解有机氟废水的方法，特别是一种利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法。
背景技术
有机氟化物具有优良的性质，近年来被广泛用于表面活性剂、阻燃剂、制冷剂、农药、粘合剂、医药等制备工艺过程中，这直接推动了有机氟产业的迅速发展。在有机氟产业发展过程中有机氟废水排放量不断增大，而这些废水中的有机氟污染物具有致畸、致癌和致突变特性，部分氟代芳香烃类化合物更是作为新型的POPs被提出，所以有机氟废水必须得到妥善处理。但是有机氟污染物性质十分稳定，生物降解性差。
由于存在上述的问题，目前，人们研发出了一种用于处理有机氟废水的生物电化学反应器及有机氟废水的处理方法【专利号：ZL201310596849.5；授权公告号：CN103787490A】。这种用于处理有机氟废水的生物电化学反应器及有机氟废水的处理方法，生物电化学反应器包括床体，还包括：竖直设置于床体内将床体分隔为阴极室和阳极室的隔板；连通所述阴极室底部和阳极室底部的导管；设于所述阴极室内的生物阴极；设于所述阳极室内的生物阳极；连接所述生物阴极和生物阳极的电源；设置在所述阴极室上的进水口及设置在所述阳极室上的出水口。
但是，这种用于处理有机氟废水的生物电化学反应器及有机氟废水的处理方法并不是很完善，不能预先判定废水含有机氟，且整个处理效果并不是很显著。所以，对于本领域内的技术人员，还有待研发出一种能够更加有效的对废水中的有机氟进行催化降解处理的方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法，本利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法具有更加有效的对废水中的有机氟进行催化降解的特点。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法，包括以下加工步骤：
1)、预过滤：从废水池中抽取待测定的废水，经过过滤桶对废水进行预过滤；
2)、废水测定：利用高温转化装置来判定废水含有机氟；
3)、催化处理：将预过滤后的废水从过滤桶引流到催化器内进行催化处理，并在催化器内加入由Fe、Mn、Cu、Zn组成的复合催化剂，且复合催化剂中Fe、Mn、Cu、Zn的配比为5:2:2:1～10:4:3:2；
4)、降解处理：在步骤3)进行催化过程中，还进行短波紫外线的照射。
采用以上方法能够更加有效的对废水中的有机氟进行催化降解。
在上述利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法中，在步骤4)进行降解过程中，所述的短波紫外线的波长采用185nm或254nm或185nm和254nm两种，保持10～24h。根据实际工作情况进行选择，从而能够扩大对不同废水进行有效催化降解的适用范围，同时，在实际工作情况下，往往保持15h。
在上述利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法中，在步骤1)中，所述的过滤桶具有空腔，且过滤桶的上端开设有进料口，所述的进料口通过连接管一与废水池相连通，且连接管一上还设置一液泵，所述的过滤桶的下端开设有出料口一和出料口二，所述的出料口一连接有连接管二；所述的过滤桶内从上往下依次水平设置有过滤网一、过滤网二和过滤网三，所述的过滤网一上的过滤孔大于过滤网二上的过滤孔，且过滤网二上的过滤孔大于过滤网三上的过滤孔。废水池中的废水通过连接管一从过滤桶的进料口送入，且通过过滤网一、过滤网二和过滤网三的层层过滤将废水输出，且过滤网一、过滤网二和过滤网三上的过滤孔依次减小，从而能够更有效对废水池中的废水进行过滤，且由连接管二从过滤桶的出料口一输出。
在上述利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法中，在步骤2)中，所述的高温转化装置包括架体和固定在架体上蒸发箱，所述的蒸发箱具有空腔，蒸发箱空腔内竖直设置有一蒸发管，蒸发管的下端开设有进液口，所述的进液口与上述连接管二的另一端相连接，且进料蠕动泵设置在连接管二上，所述的蒸发管的上端开设有出液口，所述的出液口连接有连接管三；所述的蒸发箱的上端固定有一振荡电机，所述的振荡电机的输出轴竖直向下，且输出轴的端部固定在蒸发管的上端；所述的架体上还设置油箱，所述的油箱具有出油口，且出油口上连接有进油管，所述的进油管的另一端与蒸发箱的空腔相连通，且蒸发箱空腔内还设置有若干电加热管一。过滤桶内经过过滤后的污水由连接管二输送到蒸发箱内的蒸发管上，电加热管一能够对从油箱内流入蒸发箱的油进行加热，且通过振荡电机能够带动蒸发管进行振荡，从而能够更加高效的有效的促进含氟有机蒸汽的生成。
在上述利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法中，所述的高温转化装置还包括固定在架体上的反应器，所述的反应器包括具有腔室的反应箱和设置在反应箱腔室内的催化盒，且催化盒与上述的连接管三的另一端相连接，催化盒内还盛有金属氧化物催化剂，所述的反应箱与上述蒸发箱通过连接管四相连通，且反应箱的腔室内还设置有若干电加热管二，所述的反应箱还连接有回流管，所述的回流管的另一端与上述油箱相连接，所述的回流管上还设置有单向电磁阀；所述的架体上还固定有一测定池，且测定池通过连接管五与上述催化盒相连接。含氟有机蒸汽通过连接管三输送到反应箱腔室内的催化盒，且蒸发箱内的油通过连接管四能够输送到反应箱的腔室内，且通过反应箱腔室内的电加热管二能够对反应箱内的油进行加热，从而促进催化盒内的含氟有机蒸汽与金属氧化物催化剂进行催化燃烧，其中，所用的金属氧化物催化剂为市场上能够买到的现有材料无需合成，使含氟有机蒸汽催化转化为无机化合物蒸汽；同时，通过回流管能够是使反应箱内的油回流到油箱内，催化盒内的无机化合物蒸汽通过连接管五输送到含氟离子电极检测离子强度缓冲溶液的测定池内进行测定。
在上述利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法中，所述的催化盒的外底壁和反应箱的内壁底壁之间还设置有若干立柱。通过催化盒的外底壁和反应箱的内壁底壁之间立柱，能够使催化盒内的含氟有机蒸汽的油浴加热更加彻底。
在上述利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法中，所述的架体上还设置有能够对测定后的废水进行回收的回收箱，所述的回收箱通过连接管六与上述测定池相连通，所述的吸收缓冲蠕动泵设置在连接管六上。催化盒内的无机化合物蒸汽通过连接管五输送到含氟离子电极检测离子强度缓冲溶液的测定池内进行测定，且通过连接管六能够将测定后的废水回收到回收箱内，避免再次污染。
在上述利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法中，在步骤3)中，所述的催化器具有内腔且设置在架体上，所述的催化器连接有连接管七，连接管七的另一端与上述过滤桶的出料口二相连接，所述的催化器的内顶壁上固定有一滑轨，所述的滑轨上滑动设置有一滑块，所述的滑块的下表面固定有能够射出短波紫外线的光源一和光源二。光源一和光源二通过滑块一能够沿着滑轨来回滑动调节，从而能够获取更大的短波紫外线的照射范围。
在上述利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法中，所述的催化器内顶壁上还水平固定有一推动气缸，所述的推动气缸的活塞杆的端部固定在上述滑块上。推动气缸能够带动滑块沿着滑轨运动，从而实现自动化的对光源一和光源二进行移动。
在上述利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法中，所述的催化器与架体之间还设置有摆动电机，所述的摆动电机的输出轴竖直向上，且输出轴的端部固定在催化器的外底壁上。摆动电机能够带动催化器进行摆动，从而能够加快催化效率。
与现有技术相比，本利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法具有以下优点：
1、本发明采用1)、预过滤；2)、废水测定；3)、催化处理；4)、降解处理的方法更加有效的对废水中的有机氟进行催化降解。
2、本发明中的摆动电机能够带动催化器进行摆动，从而能够加快催化效率，且光源一和光源二通过滑块一能够沿着滑轨来回滑动调节，从而能够获取更大的短波紫外线的照射范围。
3、本发明中过滤桶内经过过滤后的污水由连接管二输送到蒸发箱内的蒸发管上，电加热管一能够对从油箱内流入蒸发箱的油进行加热，且通过振荡电机能够带动蒸发管进行振荡，从而能够更加高效的有效的促进含氟有机蒸汽的生成。
4、本发明中含氟有机蒸汽通过连接管三输送到反应箱腔室内的催化盒，且蒸发箱内的油通过连接管四能够输送到反应箱的腔室内，且通过反应箱腔室内的电加热管二能够对反应箱内的油进行加热，从而促进催化盒内的含氟有机蒸汽与金属氧化物催化剂进行催化燃烧，使含氟有机蒸汽催化转化为无机化合物蒸汽。
5、本发明中催化盒内的无机化合物蒸汽通过连接管五输送到含氟离子电极检测离子强度缓冲溶液的测定池内进行测定。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明的剖视结构示意图。
图中，1、过滤桶；2、废水池；3、连接管一；4、过滤网一；5、过滤网二；6、过滤网三；7、架体；8、蒸发箱；9、蒸发管；10、连接管二；11、连接管三；12、振荡电机；13、油箱；14、进油管；15、电加热管一；16、反应箱；17、催化盒；18、电加热管二；19、回流管；20、立柱；21、连接管四；22、测定池；23、连接管五；24、回收箱；25、连接管六；26、催化器；27、连接管七；28、滑轨；29、光源一；30、光源二；31、摆动电机；32、推动气缸。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法，包括以下加工步骤：
1)、预过滤：从废水池2中抽取待测定的废水，经过过滤桶1对废水进行预过滤；
2)、废水测定：利用高温转化装置来判定废水含有机氟；
3)、催化处理：将预过滤后的废水从过滤桶1引流到催化器26内进行催化处理，并在催化器26内加入由Fe、Mn、Cu、Zn组成的复合催化剂，且复合催化剂中Fe、Mn、Cu、Zn的配比为5:2:2:1～10:4:3:2；
4)、降解处理：在步骤3)进行催化过程中，还进行短波紫外线的照射。
如图1和图2所示，在步骤1)中，过滤桶1具有空腔，且过滤桶1的上端开设有进料口，进料口通过连接管一3与废水池2相连通，且连接管一3上还设置一液泵，过滤桶1的下端开设有出料口一和出料口二，出料口一连接有连接管二10；过滤桶1内从上往下依次水平设置有过滤网一4、过滤网二5和过滤网三6，过滤网一4上的过滤孔大于过滤网二5上的过滤孔，且过滤网二5上的过滤孔大于过滤网三6上的过滤孔。废水池2中的废水通过连接管一3从过滤桶1的进料口送入，且通过过滤网一4、过滤网二5和过滤网三6的层层过滤将废水输出，且过滤网一4、过滤网二5和过滤网三6上的过滤孔依次减小，从而能够更有效对废水池2中的废水进行过滤，且由连接管二10从过滤桶1的出料口一输出。
在步骤2)中，高温转化装置包括架体7和固定在架体7上蒸发箱8，所述的蒸发箱8具有空腔，蒸发箱8空腔内竖直设置有一蒸发管9，蒸发管9的下端开设有进液口，进液口与上述连接管二10的另一端相连接，且进料蠕动泵设置在连接管二10上，蒸发管9的上端开设有出液口，出液口连接有连接管三11；蒸发箱8的上端固定有一振荡电机12，振荡电机12的输出轴竖直向下，且输出轴的端部固定在蒸发管9的上端；架体7上还设置油箱13，所述的油箱13具有出油口，且出油口上连接有进油管14，进油管14的另一端与蒸发箱8的空腔相连通，且蒸发箱8空腔内还设置有若干电加热管一15。过滤桶1内经过过滤后的污水由连接管二10输送到蒸发箱8内的蒸发管9上，电加热管一15能够对从油箱13内流入蒸发箱8的油进行加热，且通过振荡电机12能够带动蒸发管9进行振荡，从而能够更加高效的有效的促进含氟有机蒸汽的生成。高温转化装置还包括固定在架体7上的反应器，反应器包括具有腔室的反应箱16和设置在反应箱16腔室内的催化盒17，且催化盒17与上述的连接管三11的另一端相连接，催化盒17内还盛有金属氧化物催化剂，反应箱16与上述蒸发箱8通过连接管四21相连通，且反应箱16的腔室内还设置有若干电加热管二18，反应箱16还连接有回流管19，所述的回流管19的另一端与上述油箱13相连接，所述的回流管19上还设置有单向电磁阀；架体7上还固定有一测定池22，且测定池22通过连接管五23与催化盒17相连接。含氟有机蒸汽通过连接管三11输送到反应箱16腔室内的催化盒17，且蒸发箱8内的油通过连接管四21能够输送到反应箱16的腔室内，且通过反应箱16腔室内的电加热管二18能够对反应箱16内的油进行加热，从而促进催化盒17内的含氟有机蒸汽与金属氧化物催化剂进行催化燃烧，其中，所用的金属氧化物催化剂为市场上能够买到的现有材料无需合成，使含氟有机蒸汽催化转化为无机化合物蒸汽；同时，通过回流管19能够是使反应箱16内的油回流到油箱13内，催化盒17内的无机化合物蒸汽通过连接管五23输送到含氟离子电极检测离子强度缓冲溶液的测定池22内进行测定。催化盒17的外底壁和反应箱16的内壁底壁之间还设置有立柱20，通过催化盒17的外底壁和反应箱16的内壁底壁之间立柱20，能够使催化盒17内的含氟有机蒸汽的油浴加热更加彻底。
其中，架体7上还设置有能够对测定后的废水进行回收的回收箱24，回收箱24通过连接管六25与上述测定池22相连通，吸收缓冲蠕动泵设置在连接管六25上。催化盒17内的无机化合物蒸汽通过连接管五23输送到含氟离子电极检测离子强度缓冲溶液的测定池22内进行测定，且通过连接管六25能够将测定后的废水回收到回收箱24内，避免再次污染。
在步骤3)中，催化器26具有内腔且设置在架体7上，催化器26连接有连接管七27，连接管七27的另一端与上述过滤桶1的出料口二相连接，催化器26的内顶壁上固定有一滑轨28，滑轨28上滑动设置有一滑块，滑块的下表面固定有能够射出短波紫外线的光源一29和光源二30。光源一29和光源二30通过滑块一能够沿着滑轨28来回滑动调节，从而能够获取更大的短波紫外线的照射范围。在步骤4)进行降解过程中，短波紫外线的波长采用185nm或254nm或185nm和254nm两种，保持10～24h。根据实际工作情况进行选择，从而能够扩大对不同废水进行有效催化降解的适用范围，同时，在实际工作情况下，往往保持15h。
此外，催化器26内顶壁上还水平固定有一推动气缸32，推动气缸32的活塞杆的端部固定在上述滑块上，推动气缸32能够带动滑块沿着滑轨28运动，从而实现自动化的对光源一29和光源二30进行移动。催化器26与架体7之间还设置有摆动电机31，摆动电机31的输出轴竖直向上，且输出轴的端部固定在催化器26的外底壁上，摆动电机31能够带动催化器26进行摆动，从而能够加快催化效率。
综合上述，1、本利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法采用1)、预过滤；2)、废水测定；3)、催化处理；4)、降解处理的方法更加有效的对废水中的有机氟进行催化降解；摆动电机31能够带动催化器26进行摆动，从而能够加快催化效率，且光源一29和光源二30通过滑块一能够沿着滑轨28来回滑动调节，从而能够获取更大的短波紫外线的照射范围；过滤桶1内经过过滤后的污水由连接管二10输送到蒸发箱8内的蒸发管9上，电加热管一15能够对从油箱13内流入蒸发箱8的油进行加热，且通过振荡电机12能够带动蒸发管9进行振荡，从而能够更加高效的有效的促进含氟有机蒸汽的生成；含氟有机蒸汽通过连接管三11输送到反应箱16腔室内的催化盒17，且蒸发箱8内的油通过连接管四21能够输送到反应箱16的腔室内，且通过反应箱16腔室内的电加热管二18能够对反应箱16内的油进行加热，从而促进催化盒17内的含氟有机蒸汽与金属氧化物催化剂进行催化燃烧，使含氟有机蒸汽催化转化为无机化合物蒸汽，催化盒17内的无机化合物蒸汽通过连接管五23输送到含氟离子电极检测离子强度缓冲溶液的测定池22内进行测定。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了1、过滤桶；2、废水池；3、连接管一；4、过滤网一；5、过滤网二；6、过滤网三；7、架体；8、蒸发箱；9、蒸发管；10、连接管二；11、连接管三；12、振荡电机；13、油箱；14、进油管；15、电加热管一；16、反应箱；17、催化盒；18、电加热管二；19、回流管；20、立柱；21、连接管四；22、测定池；23、连接管五；24、回收箱；25、连接管六；26、催化器；27、连接管七；28、滑轨；29、光源一；30、光源二；31、摆动电机；32、推动气缸等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (7)
1.利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法，包括以下加工步骤：
1)、预过滤：从废水池中抽取待测定的废水，经过过滤桶对废水进行预过滤，所述的过滤桶具有空腔，且过滤桶的上端开设有进料口，所述的进料口通过连接管一与废水池相连通，且连接管一上还设置一液泵，所述的过滤桶的下端开设有出料口一和出料口二，所述的出料口一连接有连接管二，所述的过滤桶内从上往下依次水平设置有过滤网一、过滤网二和过滤网三，所述的过滤网一上的过滤孔大于过滤网二上的过滤孔，且过滤网二上的过滤孔大于过滤网三上的过滤孔；
2)、废水测定：利用高温转化装置来判定废水含有机氟，所述的高温转化装置包括架体和固定在架体上蒸发箱，所述的蒸发箱具有空腔，蒸发箱空腔内竖直设置有一蒸发管，蒸发管的下端开设有进液口，所述的进液口与上述连接管二的另一端相连接，且进料蠕动泵设置在连接管二上，所述的蒸发管的上端开设有出液口，所述的出液口连接有连接管三，所述的蒸发箱的上端固定有一振荡电机，所述的振荡电机的输出轴竖直向下，且输出轴的端部固定在蒸发管的上端，所述的架体上还设置油箱，所述的油箱具有出油口，且出油口上连接有进油管，所述的进油管的另一端与蒸发箱的空腔相连通，且蒸发箱空腔内还设置有若干电加热管一，所述的高温转化装置还包括固定在架体上的反应器，所述的反应器包括具有腔室的反应箱和设置在反应箱腔室内的催化盒，且催化盒与上述的连接管三的另一端相连接，催化盒内还盛有金属氧化物催化剂，所述的反应箱与上述蒸发箱通过连接管四相连通，且反应箱的腔室内还设置有若干电加热管二，所述的反应箱还连接有回流管，所述的回流管的另一端与上述油箱相连接，所述的回流管上还设置有单向电磁阀，所述的架体上还固定有一测定池，且测定池通过连接管五与上述催化盒相连接；
3)、催化处理：将预过滤后的废水从过滤桶引流到催化器内进行催化处理，并在催化器内加入由Fe、Mn、Cu、Zn组成的复合催化剂，且复合催化剂中Fe、Mn、Cu、Zn的配比为5:2:2:1～10:4:3:2；
4)、降解处理：在步骤3)进行催化过程中，还进行短波紫外线的照射。
2.根据权利要求1所述的利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法，其特征在于，在步骤4)进行降解过程中，所述的短波紫外线的波长采用185nm或254nm或185nm和254nm两种，保持8～24h。
3.根据权利要求1所述的利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法，其特征在于，所述的催化盒的外底壁和反应箱的内壁底壁之间还设置有若干立柱。
4.根据权利要求3所述的利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法，其特征在于，所述的架体上还设置有能够对测定后的废水进行回收的回收箱，所述的回收箱通过连接管六与上述测定池相连通。
5.根据权利要求1所述的利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法，其特征在于，在步骤3)中，所述的催化器具有内腔且设置在架体上，所述的催化器连接有连接管七，连接管七的另一端与上述过滤桶的出料口二相连接，所述的催化器的内顶壁上固定有一滑轨，所述的滑轨上滑动设置有一滑块，所述的滑块的下表面固定有能够射出短波紫外线的光源一和光源二。
6.根据权利要求5所述的利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法，其特征在于，所述的催化器内顶壁上还水平固定有一推动气缸，所述的推动气缸的活塞杆的端部固定在上述滑块上。
7.根据权利要求6所述的利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法，其特征在于，所述的催化器与架体之间还设置有摆动电机，所述的摆动电机的输出轴竖直向上，且输出轴的端部固定在催化器的外底壁上。
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