CN1224575C - 一种曝气协同超声波处理工业废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种曝气协同超声波处理工业废水的方法，它是将要处理的含有挥发性或疏水性物质工业废水输送至发生器，向发生器中的工业废水同时进行曝气和超声波作用，其曝气的气水比为100～1000∶1，超声波的频率范围为10KHz～1MHz，声强范围为0.2～10W/cm2，曝气和超声波协同作用时间为5～90分钟。本方法利用曝气和超声波协同作用的优势，使得一些挥发性或疏水性的物质的去除率有了较大提高。克服了曝气吹脱和超声吹脱单独处理的缺陷，高效低耗，具有更大普适性并且易于工业化。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种工业废水的处理方法，具体地说，是通过曝气吹脱和超声吹脱的叠加协同作用处理工业废水。
二、背景技术
曝气吹脱是广泛应用于工业废水中的一种相转移技术。它通过改变气液压平衡和溶液气液界面性质，使液相中的某些挥发性物质被吹脱至液相中，然后通过回收装置，从而达到净化工业废水并使之资源化的目的。曝气吹脱主要应用于去除废水中的CO2，NH3，H2S，HCN，CS2等挥发性物质。但曝气吹脱具有很大的局限性，由于其物理作用的单一性，使去除率不能达到一个很高的水平，并且对一些半挥发性、疏水性的某些有毒有机物无能为力。
超声波技术使近年来被广泛关注的处理难降解有毒有机废水的新方法。目前的研究热点一是超声声化学降解水体中难降解有毒有机物；一是将超声波和其他化学或生物方法联用处理一些工业生产废水或生活污水，例如超声波与氧化剂(O3、H2O2)组合工艺、超声波与TiO2光催化氧化、超声波与微电解组合工艺，以及超声波作为生物处理的预处理技术，提高废水的可生化性。无论是单一的超声波降解技术，还是超声波和其他技术的组合工艺，目前国内外仍处于实验室研究阶段，其工业化还面临着诸多困难。首先，单一使用超声波降解有机物的处理效果并不理想，其废水处理装置还有待改进；其次，超声和其他方法联用提高了水处理的造价，实践证明，单位时间内组合工艺的运行成本是单一超声降解技术的两倍，所以很难实现工业化。超声波的吹脱性能为其在水处理中的工业化提供了更加广阔的前景。它不但可以使一些挥发性的无机物(H2S、NH3、HCN)实现气液相分离，并且可以将一些挥发性或疏水性的有毒有机物(如氯苯，二氯甲烷，丙酮等)吹脱出液相。但单一使用超声波吹脱技术仍存在一定局限性，对一些亲水性的高浓度挥发性无机物去除效率不高，并且需要高功率的电磁转换超声技术，通过消耗大量的电能来提高超声声强，以提高吹脱率。
三、发明内容
1.发明目的：本发明的目的是提供一种技术，通过曝气吹脱和超声吹脱的叠加协同作用，使得处理工业废水高效低耗，具有更大普适性。
2.技术方案：本发明的技术方案如下：
将要处理的含有挥发性或疏水性物质的工业废水输送至发生器，对发生器中的工业废水同时进行曝气和超声波作用，其曝气的气水比为100～1000∶1，超声波的频率范围为10KHz～1MHz，声强范围为0.2～10W/cm2，曝气和超声波协同作用时间为5～90分钟。
将要处理的含有挥发性或疏水性物质的工业废水不断输送至发生器，对发生器中的工业废水同时进行曝气和超声波作用，其曝气的气水比为100～1000∶1，超声波的频率范围为10KHz～1MHz，声强范围为0.2～10W/cm2，曝气和超声波协同作用时间为5～90分钟。
工业废水进入发生器前，需进行一些常规预处理，如过滤，调节pH值等简单物理和化学方法，根据工业废水种类的不同而进行。超声波可采用声变辐杆式电磁转换器产生，也可采用高速气体气动超声发生器产生。对于不同的工业废水，由于所含挥发性或疏水性物质的不同，超声波频率的选择与声强的选择与工业废水的性质及处理量有关。
对于具有腐蚀性和毒性以及有回收价值的工业废水，采用封闭发生器，回收液根据不同的回收物质进行选择。
3.有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：本发明用于去除一些挥发性或疏水性的无机物或有毒有机物时，可以使得去除率提高到90％，克服了曝气吹脱和超声吹脱单独处理的缺陷，高效低耗，具有更大普适性并且易于工业化。
四、具体实施方式
以下通过实例进一步说明本发明。
实施例1：处理含氯苯的制药废水(水量为5m3/h，氯苯浓度为800mmg/L)，采用声变辐杆式电磁转换器产生超声，超声频率采用20kHz，声强2W/cm2。空压机曝气，气水比取500∶1，水力停留时间为30min，采用丁醇作为回收液。氯苯的去除率为92％。
实施例2：实施例1中，其他条件不变，水力停留时间为5min时，去除率为79％，水力停留时间为90min时，去除率为98％。
实施例3：处理含NH3的化肥厂废水(水量30m3/h，NH3-N浓度1400mg/L)采用高速气体气动超声发生器产生超声。处理前调节pH＝11，空压机曝气，曝气压强0.3～0.8MPa，气水比取1000∶1，水力停留时间40min，采用HCl水溶液做回收液。废水中NH3-N去除率为89％。
实施例4：双吹脱处理含HCN的电镀废水(水量为3m3/h，浓度为600mg/L)，采用声变辐杆式电磁转换器产生超声，超声频率采用1MHz，声强5W/cm2。空压机曝气，气水比取1000∶1，水力停留时间为45min，采用NaOH作为回收液。HCN的去除率可达86％。
实施例5：实施例4中其他条件不变，采用静态处理方法，HCN的去除率为90％。
实施例6：将实施例1中的气水比取500∶1改为100∶1，其它操作条件保持不变，除去除率外，其他基本雷同。
实施例7：将实施例1中的声强改为0.2W/cm2，其它操作条件保持不变，除去除率外，其他基本雷同。
实施例8：将实施例1中的声强改为10W/cm2，其它操作条件保持不变，除去除率外，其他基本雷同。
Claims (7)
1.一种曝气协同超声波处理工业废水的方法，其特征是：
将要处理的含有挥发性或疏水性物质的工业废水输送至发生器，对发生器中的工业废水同时进行曝气和超声波作用，其曝气的气水比为100～1000∶1，超声波的频率范围为10KHz～1MHz，声强范围为0.2～10W/cm2，曝气和超声波协同作用时间为5～90分钟。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：
将要处理的含有挥发性或疏水性物质的工业废水不断输送至发生器，向发生器中的工业废水同时进行曝气和超声波作用，其曝气的气水比为100～1000∶1，超声波的频率范围为10KHz～1MHz，声强范围为0.2～10W/cm2，曝气和超声波协同作用时间为5～90分钟。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是在所述工业废水进入发生器前进行过滤和/或调节pH值的预处理。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是超声波可采用声变辐杆式电磁转换器产生，也可采用高速气体气动超声发生器产生。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是超声波频率的选择与被处理工业废水的性质有关，声强的选择与工业废水的性质及处理量有关。
6.根据权利要求1中所述的的方法，其特征是对于具有腐蚀性和毒性以及有回收价值的工业废水，采用封闭发生器。
7.根据权利要求1中所述的方法，其特征是曝气采用空气压缩机曝气，气水比为500～1000∶1。
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