CN108773894B - 一种利用微通道反应器深度催化氧化连续处理高盐高cod有机废水的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于有机废水处理技术领域，具体涉及一种利用微通道反应器深度催化氧化连续处理高盐高COD有机废水的方法及其装置。该处理方法为预先在高盐高COD有机废水中混入催化氧化助剂，经预热进入微通道反应器中，与氧化剂发生氧化反应，从而将废水中的有机物氧化为H₂O和CO₂，反应后的反应液经闪蒸、蒸发浓缩进行脱盐；本发明同时提供其装置。本发明将可溶性铜盐和MoO₃/γ‑Al₂O₃相结合，充分发挥了二者间的协同作用，从而将废水中的有机物快速深度氧化而去除；大大降低有机废水中COD的含量，能够有效分离水和固体盐，且水和固体盐中有机物的含量低，分离出的水能够回用，固体盐也能够作为副产品使用。

Description

一种利用微通道反应器深度催化氧化连续处理高盐高COD有 机废水的方法及其装置

技术领域

本发明属于有机废水处理技术领域，具体涉及一种利用微通道反应器深度催化氧化连续处理高盐高COD有机废水的方法及其装置。

背景技术

高盐高COD有机废水是指有机物和总溶解性固体物含量大于3.5wt.％的废水，其产生来源主要是：一、海水直接用于工业生产和生活后排放的废水；二、石油开采废水、医药/农药/染料及其中间体生产工艺废水、印染废水、精细化工废水、奶制品加工废水等。这些废水中无机盐的含量一般在15-25wt.％之间，有机物的COD含量在10³-10⁵mg/L之间，其对环境的污染十分严重。由于这些高盐高COD有机废水中存在大量的无机盐，对微生物具有强的抑制和毒害作用，从而严重影响生物处理系统的净化效果，难以采用生化法进行处理。随着对环保要求的不断提高，高盐高COD废水的处理已成为制约许多企业生产发展的瓶颈。

高盐高COD有机废水传统的处理方法有以下两种：

一、高盐高COD有机废水稀释后再经生物法、化学氧化法和物理处理法等进行处理，这种方法一般只适用于盐含量较低且COD含量也较低的情况，否则处理成本会很高。

二、采用Fenton化学氧化法先对高盐高COD有机废水进行初步处理，然后再送到废水处理厂进行二次处理。Fenton化学氧化法是以双氧水为氧化剂，在亚铁离子作用下对有机物进行氧化降解的一种方法，其优点是操作条件较温和，但其缺点也是显而易见的：1)由于亚铁离子对双氧水具有很强的催化分解作用，导致双氧水的利用率不高，处理成本高；2)Fenton化学氧化法需要先将废水的pH调节接近中性，因而会消耗酸碱，同时会引入其它种类的无机盐；3)Fenton化学氧化法主要是将难降解有机物转化为相对易于生化降解的有机物，一般不能完全降解有机物，因而只能部分去除COD，后续还要进入生化处理装置进行二次降解，因此该方法通常只能作为难降解有机废水的预处理方法；4)对于高盐废水，经Fenton化学氧化法处理后，无机盐含量没有降低，还要通过稀释才能进行生化降解，否则生化降解过程中的细菌无法适应高盐含量；5)经Fenton化学氧化法处理后的高盐废水不适用于直接高效蒸发脱盐，因为Fenton法无法彻底降解有机物，这些残留的有机物易于进入无机盐中，导致脱除后的无机盐成为固体危险废弃物。

中国专利CN104925997A公开一种催化剂可循环使用的高盐废水资源化处理方法。该专利处理废水的pH值范围为4.0-6.0，以H₂O₂为氧化剂，Cu²⁺为催化剂，催化剂和氧化剂均采用分批加入的方式，可将高盐废水中的有机污染物氧化降解。氧化反应完成后用酸把反应液pH值调至2.0-4.0，再加碱中和沉淀回收催化剂，回收的催化剂加盐酸再溶解后，返回催化氧化反应器中循环使用。该专利采用H₂O₂为氧化剂，处理成本高，且Cu²⁺对H₂O₂具有催化分解作用，因而H₂O₂的消耗量通常要高于理论量很多；另外，该专利采用先中和沉淀、再溶解的方法才能实现催化剂的循环使用，不仅会额外消耗大量的盐酸和氢氧化钠，而且额外产生的无机盐增加了处理成本。

中国专利CN101618920A公开一种高COD、高氨氮、高盐度工业废水的处理方法，该方法采用化学处理、微生物处理、膜生物反应器深度处理，然后经反渗透复合膜脱盐。该专利只限于含盐量为2000-10000mg/L，COD为800-6000mg/L工业废水的处理，不适合工业化生产。

中国专利CN104909504A公开一种高盐高COD废水处理系统及方法，该方法采用电催化氧化和多项催化氧化相结合的方式，处理COD为600ppm的废水。该专利只适用于低COD含量废水的处理。

浙江大学龙辉在其硕士学位论文《均相催化湿式空气氧化连续处理高含盐高浓度有机废水》中以正丁醇、正丁醇-邻氯苯酚等模拟组分为研究对象，采用均相催化剂Cu²⁺和Fe²⁺，使得废水中COD的去除率达到90％，但在处理有机废水过程中催化剂金属离子的浓度较高，其浓度高至0.833mmol/L，一方面会造成处理成本高，另一方面也会导致回收盐质量指标较差。

超临界水氧化技术是近年来发展起来的一种处理有机废水的有效方法。该方法是在450-600℃、24-28MPa的超临界水条件下，使有害物质、氧化剂和水在反应器内形成均相溶液，并发生快速氧化反应，在停留时间数秒至数十秒内，即被快速分解。废水中的C、H、O、N、P、S和卤族元素被分别分离氧化为CO₂、H₂O、N₂、PO₄ ^3-、SO₄ ^2-和X^-等形式。经超临界水氧化技术处理后，有机物的去除率可达99.99％以上。然而，超临界水对无机盐的溶解度很小，这限制了超临界水氧化技术对高盐废水的应用。

因此，高盐高COD有机废水的理想处理方法是先将有机物去除，然后再进行盐和水分离，这样不仅可以实现水的回收再利用，而且可以得到纯度较高的固体盐，从而实现零排放。目前高盐高COD有机废水的处理方法中，由于不能将有机物彻底氧化降解，分离出的水中常含有一定量的有机物，难以达到排放要求，而分离出的盐中也掺杂一定量的有机物，导致分离出的无机盐受到污染。此外，氧化反应过程中，如何实现气液两相充分接触以提高传质、传热和反应效率也是一个有待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用微通道反应器深度催化氧化连续处理高盐高COD有机废水的方法，大大降低有机废水中COD的含量，能够有效分离水和固体盐，且水和固体盐中有机物的含量低，分离出的水能够回用，固体盐也能够作为副产品使用；本发明同时提供其装置。

本发明所述的利用微通道反应器深度催化氧化连续处理高盐高COD有机废水的方法为预先在高盐高COD有机废水中混入催化氧化助剂，经预热进入微通道反应器中，与氧化剂发生氧化反应，从而将废水中的有机物氧化为H₂O和CO₂，反应后的反应液经闪蒸、蒸发浓缩进行脱盐；所述的催化氧化助剂为可溶性铜盐；所述的微通道反应器的微通道内壁涂覆γ-Al₂O₃担载的MoO₃多孔固体催化剂涂层，即多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃。

其中：

高盐高COD有机废水中混入可溶性铜盐后，Cu²⁺在高盐高COD有机废水中的摩尔浓度为0.1-0.3mmol/L。可溶性铜盐优选无水氯化铜。

所述的γ-Al₂O₃担载的MoO₃多孔固体催化剂涂层，其厚度为1-2mm，孔径为2-4nm。

所述的氧化剂为氧气或空气。

所述的氧化反应温度为200-350℃，氧化反应时间为5-30min，氧化反应压力为5.0-15.0MPa，所述的氧化反应时间为微通道反应器中的停留时间。

所述的预热温度为200-350℃。

所述的高盐高COD有机废水中的盐为Na₂SO₄或K₂SO₄，盐的含量为1.0-25.0wt.％，COD的含量为2000-100000mg/L。

所述的多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃涂覆于微通道反应器中液相进料板的微通道内壁上。

本发明所述的利用微通道反应器深度催化氧化连续处理高盐高COD有机废水的装置：包括废水储存罐，废水储存罐与过滤装置、预热装置、微通道反应器、闪蒸装置、蒸发装置、除盐过滤器依次连接；闪蒸装置还与一次气液分离器、蒸出水储存罐依次连接，微通道反应器底部与空气压缩机连接；蒸发装置与蒸出水储存罐连接。

其中，一次气液分离器还通过第一冷凝器、二次气液分离器与蒸出水储存罐依次连接；蒸发装置通过第二冷凝器与蒸出水储存罐连接；除盐过滤器还连接过滤装置。

优选地，废水储存罐通过第一加压输送泵与过滤装置连接；微通道反应器与闪蒸装置之间的管路上设有减压调节阀；除盐过滤器还通过第二加压输送泵连接过滤装置；二次气液分离器的顶部设有放空阀。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明将催化氧化助剂Cu²⁺和多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃相结合，充分发挥了二者间的协同作用，从而实现废水中的有机物快速深度氧化降解。即充分利用催化氧化助剂Cu²⁺的作用，将有机物快速氧化为羧酸等小分子中间产物，然后再利用多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃将这些中间产物快速氧化为CO₂和H₂O等最终产物。催化氧化助剂Cu²⁺和多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃的协同作用还可以抑制多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃表面的结焦，从而延长了多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃的使用寿命。

(2)与现有技术相比，本发明处理有机废水过程中催化氧化助剂Cu²⁺的浓度很低，在结晶过程中，催化氧化助剂Cu²⁺仍然溶解于结晶母液中，避免了催化氧化助剂Cu²⁺在蒸发浓缩结晶过程中的析出，从而提高了固体盐的质量；另外通过对结晶脱盐后的母液进行套用，实现催化氧化助剂Cu²⁺的循环使用。

(3)本发明采用空气或氧气为氧化剂，具有价廉易得的优点，与双氧水、臭氧等氧化剂相比，处理成本低；与次氯酸盐、氯酸盐等氧化剂相比，不会在处理过程中引入其它物种，不产生新的盐种，从而有利于提高回收盐的纯度。

(4)本发明中的微通道反应器由液相进料板、膜板、气相进料板、密封薄板和盖板组成，并按照液相进料板、膜板、气相进料板的顺序组装成组件，各种板间插入密封薄板以保证密封完好，整个组件的最外两端采用盖板将所有板紧固在一起。

液相进料板和气相进料板的端面上刻有大量直径为1-3mm的凹槽型微通道，液相进料板与气相进料板上的凹槽呈镜像对应关系；膜板上开有微米级的大量小孔，其分布规律与凹槽一致，因此，当液相进料板、膜板、气相进料板三者相组装时，在膜板的两侧各有大量的微通道，并通过膜板上的微米级的小孔相连通。操作时，气相进料板的微通道压力要稍高于液相进料板的微通道压力，这样气体可由气相进料板的微通道通过膜板上的小孔进入液相进料板的微通道，使得气体高度分散于液相中，从而极大地强化了气、液相间的传质能力，可以实现物料的瞬间均匀混合和高效的传热。液相进料板的微通道内壁涂有多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃涂层，催化废水中的有机物进行快速氧化反应；在微通道反应器内，气相(氧气或空气)被分散成直径很小的微气泡，这样极大地提高了气液两相接触的面积，解决了传统气液两相反应时过程受传质控制的问题。

为了提高生产效率，也可以按照液相进料板、膜板、气相进料板、膜板、液相进料板、膜板、气相进料板、膜板、液相进料板……的顺序循环组装成组件，各种板间插入密封薄板以保证密封完好，整个组件的最外两端采用盖板将所有板紧固在一起。

(5)本发明提供一种深度高效氧化工艺，由于氧化反应为放热反应，多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃涂层表面的温度高于液膜层的温度，导致水分子汽化，加速了多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃表面物质的更新，强化了传热和传质速率，从而显著改善了反应效率，同时抑制多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃表面的氧化结焦，延长了催化剂寿命。

(6)本发明在处理有机废水过程中可以充分利用有机物氧化产生的热量维持系统运转，降低了废水处理过程中的能耗，不仅保证了系统自身的热量平衡，而且可以产生高压蒸汽，对外供热。

(7)本发明在催化氧化助剂Cu²⁺和多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃的共同作用下，有机废水中COD去除率在97.5％以上，固体盐中TOC与Cu²⁺的含量极少，固体盐中盐含量≥98.5wt.％；Cu²⁺≤2.0μg/g；TOC≤20.0μg/g。本发明大大降低有机废水中COD的含量，能够有效分离水和固体盐，且水和固体盐中有机物的含量低，分离出的水能够回用，固体盐也能够作为副产品使用。

附图说明

图1是本发明利用微通道反应器深度催化氧化连续处理高盐高COD有机废水装置的结构示意图；

图2是微通道反应器的结构示意图；

图3是液相进料板、膜板、气相进料板的结构示意图；其中a为液相进料板；b为膜板；c为气相进料板；

其中：1、废水储存罐；2、第一加压输送泵；3、过滤装置；4、预热装置；5、微通道反应器；6、空气压缩机；7、减压调节阀；8、闪蒸装置；9、蒸发装置；10、除盐过滤器；11、第二加压输送泵；12、第二冷凝器；13、蒸出水储存罐；14、一次气液分离器；15、第一冷凝器；16、二次气液分离器；17、放空阀；18、盖板；19、液相进料板；20、膜板；21、密封薄板；22、气相进料板；23、液相进料口；24、微通道；25、液相出料口；26、小孔；27、气相进料口。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

(1)取高盐高COD有机废水(Na₂SO₄含量19.0wt.％，COD：20000mg/L)加入到废水储存罐中，加入无水氯化铜催化氧化助剂搅拌均匀，有机废水中Cu²⁺的摩尔浓度为0.3mmol/L；

(2)预热至300℃，进入液相进料板微通道内壁涂有多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃涂层的微通道反应器中，与氧气发生反应；控制反应温度为300℃，反应压力为10.0MPa，停留时间为5min，废水的流速为200ml/min；

(3)在微通道反应器出口处取样分析，然后进入闪蒸装置，降温，经除盐过滤器离心分离出固体盐Na₂SO₄，离心后的浓缩液返回过滤装置，随后进入预热装置，套用到工艺中，实现催化氧化助剂的循环利用。

经检测，处理后的有机废水COD的除去率为97.92％，Na₂SO₄的回收率为99.3％，固体盐烘干后进行分析，其质量指标为：Na₂SO₄：98.5wt.％；Cu²⁺：2.0μg/g；TOC：9.9μg/g。

实施例2

(1)取高盐高COD有机废水(Na₂SO₄含量24.0wt.％，COD：20000mg/L)加入到废水储存罐中，加入无水氯化铜催化氧化助剂搅拌均匀，有机废水中Cu²⁺的摩尔浓度为0.3mmol/L；

(2)预热至200℃，进入液相进料板微通道内壁涂有多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃涂层的微通道反应器中，与氧气发生反应；控制反应温度为200℃，反应压力为5.0MPa，停留时间为30min，废水的流速为33.3ml/min；

(3)在微通道反应器出口处取样分析，然后进入闪蒸装置，降温，经除盐过滤器离心分离出固体盐Na₂SO₄，离心后的浓缩液返回过滤装置，随后进入预热装置，套用到工艺中，实现催化氧化助剂的循环利用。

经检测，处理后的有机废水COD的除去率为98.25％，Na₂SO₄的回收率为99.4％，固体盐烘干后进行分析，其质量指标为：Na₂SO₄：98.7wt.％；Cu²⁺：1.7μg/g；TOC：12.5μg/g。

实施例3

(1)取高盐高COD有机废水(K₂SO₄含量10.0wt.％，COD：10000mg/L)加入到废水储存罐中，加入无水氯化铜催化氧化助剂搅拌均匀，有机废水中Cu²⁺的摩尔浓度为0.2mmol/L；

(2)预热至300℃，进入液相进料板微通道内壁涂有多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃涂层的微通道反应器中，与氧气发生反应；控制反应温度为300℃，反应压力为10.0MPa，停留时间为5min，废水的流速为200ml/min；

(3)在微通道反应器出口处取样分析，然后进入闪蒸装置，降温，经除盐过滤器离心分离出固体盐K₂SO₄，离心后的浓缩液返回过滤装置，随后进入预热装置，套用到工艺中，实现催化氧化助剂的循环利用。

经检测，处理后的有机废水COD的除去率为98.82％，K₂SO₄的回收率为99.1％，固体盐烘干后进行分析，其质量指标为：K₂SO₄：98.8wt.％；Cu²⁺：1.5μg/g；TOC：15.4μg/g。

实施例4

(1)取高盐高COD有机废水(Na₂SO₄含量10.0wt.％，COD：50000mg/L)加入到废水储存罐中，加入无水氯化铜催化氧化助剂搅拌均匀，有机废水中Cu²⁺的摩尔浓度为0.1mmol/L；

(2)预热至200℃，进入液相进料板微通道内壁涂有多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃涂层的微通道反应器中，与氧气发生反应；控制反应温度为200℃，反应压力为10.0MPa，停留时间为5min，废水的流速为200ml/min；

(3)在微通道反应器出口处取样分析，然后进入闪蒸装置，降温，经除盐过滤器离心分离出固体盐Na₂SO₄，离心后的浓缩液返回过滤装置，随后进入预热装置，套用到工艺中，实现催化氧化助剂的循环利用。

经检测，处理后的有机废水COD的除去率为98.20％，Na₂SO₄的回收率为99.2％，固体盐烘干后进行分析，其质量指标为：Na₂SO₄：98.7wt.％；Cu²⁺：1.0μg/g；TOC：19.8μg/g。

实施例5

(1)取高盐高COD有机废水(Na₂SO₄含量10.0wt.％，COD：100000mg/L)加入到废水储存罐中，加入无水氯化铜催化氧化助剂搅拌均匀，有机废水中Cu²⁺的摩尔浓度为0.3mmol/L；

(2)预热至250℃，进入液相进料板微通道内壁涂有多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃涂层的微通道反应器中，与氧气发生反应；控制反应温度为250℃，反应压力为6.0MPa，停留时间为20min，废水的流速为50ml/min；

(3)在微通道反应器出口处取样分析，然后进入闪蒸装置，降温，经除盐过滤器离心分离出固体盐Na₂SO₄，离心后的浓缩液返回过滤装置，随后进入预热装置，套用到工艺中，实现催化氧化助剂的循环利用。

经检测，处理后的有机废水COD的除去率为98.70％，Na₂SO₄的回收率为99.3％，固体盐烘干后进行分析，其质量指标为：Na₂SO₄：98.8wt.％；Cu²⁺：1.2μg/g；TOC：10.1μg/g。

实施例6

(1)取高盐高COD有机废水(K₂SO₄含量10.0wt.％，COD：50000mg/L)加入到废水储存罐中，加入无水氯化铜催化氧化助剂搅拌均匀，有机废水中Cu²⁺的摩尔浓度为0.3mmol/L；

(2)预热至350℃，进入液相进料板微通道内壁涂有多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃涂层的微通道反应器中，与氧气发生反应；控制反应温度为350℃，反应压力为15.0MPa，停留时间为5min，废水的流速为200ml/min；

(3)在微通道反应器出口处取样分析，然后进入闪蒸装置，降温，经除盐过滤器离心分离出固体盐K₂SO₄，离心后的浓缩液返回过滤装置，随后进入预热装置，套用到工艺中，实现催化氧化助剂的循环利用。

经检测，处理后的有机废水COD的除去率为98.90％，K₂SO₄的回收率为99.2％，固体盐烘干后进行分析，其质量指标为：K₂SO₄：98.8wt.％；Cu²⁺：2.0μg/g；TOC：16.5μg/g。

实施例7

(1)取高盐高COD有机废水(Na₂SO₄含量15.0wt.％，COD：50000mg/L)加入到废水储存罐中，加入无水氯化铜催化氧化助剂搅拌均匀，有机废水中Cu²⁺的摩尔浓度为0.3mmol/L；

(2)预热至250℃，进入液相进料板微通道内壁涂有多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃涂层的微通道反应器中，与氧气发生反应；控制反应温度为250℃，反应压力为10.0MPa，停留时间为10min，废水的流速为100ml/min；

(3)在微通道反应器出口处取样分析，然后进入闪蒸装置，降温，经除盐过滤器离心分离出固体盐Na₂SO₄，离心后的浓缩液返回过滤装置，随后进入预热装置，套用到工艺中，实现催化氧化助剂的循环利用。

经检测，处理后的有机废水COD的除去率为99.05％，Na₂SO₄的回收率为99.4％，固体盐烘干后进行分析，其质量指标为：Na₂SO₄：98.6wt.％；Cu²⁺：1.5μg/g；TOC：15.9μg/g。

实施例1-7中微通道反应器的有效体积为1000ml。

对比例1

不添加无水氯化铜催化氧化助剂，液相进料板微通道内壁不涂有多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃涂层，其余步骤与实施例1相同。

经检测，处理后的有机废水COD的除去率为23.20％，表明不添加无水氯化铜催化氧化助剂，液相进料板微通道内壁不涂有多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃涂层，有机废水氧化不彻底。Na₂SO₄的回收率为98.2％，固体盐烘干后进行分析，其质量指标为：Na₂SO₄：96.2wt.％；Cu²⁺：未检出；TOC：312.0μg/g。

对比例2

液相进料板微通道内壁不涂有多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃涂层，其余步骤与实施例1相同。

经检测，处理后的有机废水COD的除去率为36.80％，表明液相进料板微通道内壁不涂有多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃涂层，有机废水氧化不彻底。Na₂SO₄的回收率为98.0％，固体盐烘干后进行分析，其质量指标为：Na₂SO₄：96.5wt.％；Cu²⁺：2.0μg/g；TOC：154.0μg/g。

对比例3

不添加无水氯化铜催化氧化助剂，其余步骤与实施例1相同。

经检测，处理后的有机废水COD的除去率为42.30％，表明不添加无水氯化铜催化氧化助剂，有机废水氧化不彻底。Na₂SO₄的回收率为98.1％，固体盐烘干后进行分析，其质量指标为：Na₂SO₄：97.5wt.％；Cu²⁺：未检出；TOC：106.0μg/g。

实施例1-7与对比例1-3中的数据如表1。

表1数据表

通过表1可以看出，本发明在催化氧化助剂Cu²⁺和多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃的共同作用下，COD去除率在97.5％以上，固体盐中TOC与Cu²⁺的含量极少，固体盐中盐含量≥98.5wt.％；Cu²⁺≤2.0μg/g；TOC≤20.0μg/g。

如图1所示，实施例1-7所用的利用微通道反应器深度催化氧化连续处理高盐高COD有机废水的装置，包括废水储存罐1，废水储存罐1与过滤装置3、预热装置4、微通道反应器5、闪蒸装置8、蒸发装置9、除盐过滤器10依次连接；闪蒸装置8还与一次气液分离器14、蒸出水储存罐13依次连接，微通道反应器5底部与空气压缩机6连接；蒸发装置9与蒸出水储存罐13连接。

其中：

一次气液分离器14还通过第一冷凝器15、二次气液分离器16与蒸出水储存罐13依次连接；蒸发装置9通过第二冷凝器12与蒸出水储存罐13连接；除盐过滤器10还连接过滤装置3。

废水储存罐1通过第一加压输送泵2与过滤装置3连接；微通道反应器5与闪蒸装置8之间的管路上设有减压调节阀7；除盐过滤器10还通过第二加压输送泵11连接过滤装置3；二次气液分离器16的顶部设有放空阀17。

利用本装置处理高盐高COD有机废水时，先向废水储存罐1的有机废水中加入催化氧化助剂Cu²⁺，经第一加压输送泵2加压后进入过滤装置3，过滤后的有机废水再经预热装置4进入微通道反应器5中，有机废水与微通道反应器5中液相进料板19的微通道24内壁上厚度为1.5mm，孔径为3nm的多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃涂层接触，通过空气压缩机6从微通道反应器5底部压入的氧化剂与有机废水发生氧化反应，利用催化氧化助剂Cu²⁺和多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃的共同作用将废水中的有机物快速氧化为H₂O和CO₂等无毒化合物；

氧化反应产生的液体经减压调节阀7减压后进入闪蒸装置8，闪蒸后的液体经过蒸发装置9进一步浓缩，产生的液体经除盐过滤器10分离，得到固体盐和浓缩液，浓缩液中含有催化氧化助剂Cu²⁺，再通过第二加压输送泵11加压返回过滤装置3，随后进入预热装置4，套用到工艺中，实现了催化氧化助剂Cu²⁺的循环利用；经过蒸发装置9产生的气体通过第二冷凝器12冷凝成水，进入蒸出水储存罐13中；

闪蒸产生的气体进入一次气液分离器14进行分离，液体进入蒸出水储存罐13中，气体再经过第一冷凝器15进入二次气液分离器16中再次分离，得到的液体再进入蒸出水储存罐13中；通过本装置，实现了固体盐与水的高效分离。

如图2-3所示，本发明中的微通道反应器由液相进料板19、膜板20、气相进料板22、密封薄板21和盖板18组成，并按照液相进料板19、膜板20、气相进料板22的顺序组装成组件，各种板间插入密封薄板21以保证密封完好，整个组件的最外两端采用盖板18将所有板紧固在一起。

液相进料板19和气相进料板22的端面上刻有大量直径为2mm的凹槽型微通道24，液相进料板19与气相进料板22上的凹槽呈镜像对应关系，液相进料板19的两侧分别设有液相进料口23、液相出料口25，气相进料板22的一侧设有气相进料口27；膜板20上开有微米级的大量小孔26，其分布规律与凹槽一致，因此，当液相进料板19、膜板20、气相进料板22三者相组装时，在膜板20的两侧各有大量的微通道24，并通过膜板20上的微米级的小孔26相连通。操作时，气相进料板22的微通道24压力要稍高于液相进料板19的微通道24压力，这样气体可由气相进料板22的微通道24通过膜板20上的小孔26进入液相进料板19的微通道24，使得气体高度分散于液相中，从而极大地强化了气、液两相间的传质能力，可以实现物料的瞬间均匀混合和高效的传热。液相进料板19的微通道24内壁涂有多孔固体催化剂MoO₃/γ-Al₂O₃涂层，催化废水中的有机物进行快速氧化反应；在微通道反应器5内，气相(氧气或空气)被分散成直径很小的微气泡，这样极大地提高了气液两相接触的面积，解决了传统气液两相反应时过程受传质控制的问题。

Claims (6)

1.一种利用微通道反应器深度催化氧化连续处理高盐高COD有机废水的方法，其特征在于：预先在高盐高COD有机废水中混入催化氧化助剂，经预热进入微通道反应器中，与氧化剂发生氧化反应，从而将废水中的有机物氧化为H₂O和CO₂，反应后的反应液经闪蒸、蒸发浓缩进行脱盐；所述的催化氧化助剂为可溶性铜盐，所述的微通道反应器的微通道内壁涂覆γ-Al₂O₃担载的MoO₃多孔固体催化剂涂层；

高盐高COD有机废水中混入可溶性铜盐后，Cu²⁺在高盐高COD有机废水中的摩尔浓度为0.1-0.3mmol/L。

2.根据权利要求1所述的利用微通道反应器深度催化氧化连续处理高盐高COD有机废水的方法，其特征在于：γ-Al₂O₃担载的MoO₃多孔固体催化剂涂层的孔径为2-4nm。

3.根据权利要求1所述的利用微通道反应器深度催化氧化连续处理高盐高COD有机废水的方法，其特征在于：氧化剂为氧气或空气。

4.根据权利要求1所述的利用微通道反应器深度催化氧化连续处理高盐高COD有机废水的方法，其特征在于：氧化反应温度为200-350℃，氧化反应时间为5-30min，氧化反应压力为5.0-15.0MPa。

5.根据权利要求1所述的利用微通道反应器深度催化氧化连续处理高盐高COD有机废水的方法，其特征在于：预热温度为200-350℃。

6.根据权利要求1所述的利用微通道反应器深度催化氧化连续处理高盐高COD有机废水的方法，其特征在于：高盐高COD有机废水中的盐为Na₂SO₄或K₂SO₄，盐的含量为1.0-25.0wt.%，COD的含量为2000-100000mg/L。

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