CN1693227A - 一种废水的处理方法与设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种废水处理方法，将臭氧气体通过与废水接触的中空纤维膜，臭氧气体经中空纤维膜传递到废水中并与其中的有机污染物发生臭氧化反应，进而除去废水中的有机污染物。一种废水的处理设备，包括臭氧发生器、废水处理器、臭氧尾气处理装置和废水贮槽，废水处理器内设有中空纤维膜，中空纤维膜的一端与废水处理器的进气腔连通，另一端与废水处理器的出气腔连通。本发明将膜技术与臭氧技术相结合，使气相和液相不直接接触，避免了泡沫的产生以及泡沫抑制剂造成的二次污染；同时利用中空纤维膜提供的巨大传质面积，以强化臭氧的传质，使气相中更多的臭氧能经中空纤维膜传递到液相进行臭氧化反应，提高了污染物降解速率和臭氧利用率。

Description

一种废水的处理方法与设备
技术领域
本发明涉及一种废水处理方法及设备。
背景技术
臭氧在处理难降解有机废水时具有氧化能力强，反应速率快、无二次污染，特别是一般不会出现象氯化过程中产生致癌物质的优点。但是臭氧和其他氧化剂一样成本高，而且在传统的气液接触设备如鼓泡塔中臭氧由气相向液相的传递速率较低，造成臭氧的利用率低，因此臭氧在水处理中的应用受到限制。此外在这些气液接触设备中，气相与液相直接接触，在某些条件下(如表面活性剂存在时)会产生过多的泡沫，这些泡沫又需要进一步的处理。使用泡沫抑制剂虽然可以有效的抑制泡沫的产生，但又会造成二次污染。
发明内容
本发明就是针对上述问题提供一种利用中空纤维膜强化臭氧传质，以提高臭氧处理废水利用率的废水的处理方法及设备。
本发明提供的技术方案是：一种废水的处理方法，将臭氧气体通过与废水接触的中空纤维膜，臭氧气体经中空纤维膜传递到废水中并与其中的有机污染物发生臭氧化反应，进而除去废水中的有机污染物。
上述臭氧气体含臭氧浓度为每升5～120毫克。
本发明还提供了一种废水的处理设备：包括臭氧发生器、废水处理器、臭氧尾气处理装置和废水贮槽，臭氧发生器的氧气进口接氧气源，臭氧发生器的臭氧出口与废水处理器的进气腔连接，废水处理器的出气腔与臭氧尾气处理装置的进口相连接，臭氧尾气处理装置的出口与大气相通，废水贮槽通过压力泵分别与废水处理器的进水口和出水口相连通，其关键是：废水处理器内设有中空纤维膜，中空纤维膜的一端与废水处理器的进气腔连通，另一端与废水处理器的出气腔连通。
本发明将膜技术与臭氧技术相结合，使气相和液相不直接接触，避免了泡沫的产生以及泡沫抑制剂造成的二次污染；同时利用中空纤维膜提供的巨大传质面积，以强化臭氧的传质，使气相中更多的臭氧能经中空纤维膜传递到液相进行臭氧化反应，提高了污染物降解速率和臭氧利用率。此外本发明的废水采用循环流动，可以在保证污染物降解速率的气体下提高循环液速。本发明大大缩短了对废水的处理时间，提高了传质速率和臭氧的利用率，降低了操作成本。
附图说明
图1为本发明废水处理设备的结构示意图；
图2为本发明废水处理器的结构示意图；
图3为图2的A-A剖面放大图。
具体实施方式
参见图1，本发明包括氧气瓶1、XFZ-5QI型臭氧发生器2(清华同惠科技资源开发有限公司)、三通阀3和8、废水处理器4、废水贮槽5、废水泵6、臭氧尾气处理装置7、臭氧浓度测量装置9、皂膜流量计10，臭氧发生器2的氧气进口接氧气瓶1的出口，臭氧发生器2的臭氧出口通过三通阀3分别与废水处理器4的进口或三通阀8连接，三通阀8分别与臭氧浓度测量装置9或皂膜流量计10连接，臭氧尾气处理装置7的出口和臭氧浓度测量装置9的出口与大气相通。
参见图2、图3，本发明的废水处理器4由进气腔12，进气口13、密封层14、中空纤维膜丝15、出水口16、出气腔17、进水口18和出气口19构成，中空纤维膜丝15一端与进气腔12连通，另一端与出气腔17连通。臭氧气体在中空纤维膜丝15的内腔(管程)20通过，并经中空纤维膜丝15进入到中空纤维膜丝15外周围(壳程)11的废水中。
参见附图4，本发明的废水处理器4两端剖视图为中空纤维膜丝15及密封层14。其中臭氧气体分别由进气腔12进入中空纤维膜丝15的内腔，或由中空纤维膜丝15的内腔进入出气腔17。
根据本发明的工艺流程，首先将废水置入废水贮槽5中，由废水泵6将废水输送至废水处理器4中，废水在废水处理器4中空纤维膜的壳程及废水贮槽5循环流动。将三通阀3和8切换到皂膜流量计10的位置，打开氧气瓶1，调节流量至所需气速50～200L/h。再将三通阀3和8切换到臭氧浓度测量装置9的位置，由臭氧浓度测量装置9确定臭氧浓度5～120毫克/升。最后切换三通阀3使含臭氧气体经废水处理器4的中空纤维膜丝15内通过，即气体在废水处理器的管程20通过；而废水在中空纤维膜外流过，即废水在废水处理器的壳程11流过。这时中空纤维膜内的臭氧气体可以经中空纤维膜传递到中空纤维膜外的废水中，对废水进行氧化处理。未进入废水的臭氧尾气经臭氧尾气处理装置7分解处理后，排入大气。
以下通过对废水处理的实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：在本实施例中，选取对硝基苯酚为研究对象，模拟含酚废水，按上述步骤操作，处理70分钟后可达90％以上的去除率。详细操作条件与处理结果如下所示：
一、操作条件：
气体流量：4.1L/h；液相流量：4.3L/h；臭氧浓度：91mg/L；对硝基苯酚浓度：25mg/L；pH：5.9
二、实验结果：
    反应时间(分钟)     0     10     20     30     40     50     60     70     80
    硝基苯酚去除率(％)     0     19     36     51     63     73     81     90     91
实施例2：在本实施例中，选取对硝基苯酚为研究对象，模拟含酚废水，按上述步骤操作，处理80分钟后可达90％以上的去除率。详细操作条件与处理结果如下所示：
一、操作条件：
气体流量：3.4L/h；液相流量：4.3L/h；臭氧浓度：25mg/L；对硝基苯酚浓度：87mg/L；pH：9.5
二、实验结果：
反应时间(分钟)     0     10     20     30     40     50     60     70     80
硝基苯酚去除率(％)     0     19     44     60     70     78     83     86     91
实施例3：在本实施例中，选取橙黄II为研究对象，模拟染料废水，按上述步骤操作，处理60分钟后可达90％以上的脱色率。详细操作条件与处理结果如下所示：
一、操作条件：
气体流量：4.8L/h；液相流量：4.3L/h；臭氧浓度：22mg/L；染料溶液浓度：103mg/L；pH：8.5
二、实验结果：
反应时间(分钟)     0     10     20     30     40     50     60
硝基苯酚去除率(％)     0     52     62     75     82     89     96

Claims (3)

1.一种废水的处理方法，将臭氧气体通过与废水接触的中空纤维膜，臭氧气体经中空纤维膜传递到废水中并与其中的有机污染物发生臭氧化反应，进而除去废水中的有机污染物。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征是：臭氧气体含臭氧浓度为每升5～120毫克。
3.用于权利要求1或2所述处理方法的设备，包括臭氧发生器、废水处理器、臭氧尾气处理装置和废水贮槽，臭氧发生器的氧气进口接氧气源，臭氧发生器的臭氧出口与废水处理器的进气腔连接，废水处理器的出气腔与臭氧尾气处理装置的进口相连接，臭氧尾气处理装置的出口与大气相通，废水贮槽通过压力泵分别与废水处理器的进水口和出水口相连通，其特征是：废水处理器内设有中空纤维膜，中空纤维膜的一端与废水处理器的进气腔连通，另一端与废水处理器的出气腔连通。
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CN109231417A (zh) * 2018-09-20 2019-01-18 河海大学 一种利用膜接触器进行水的臭氧化消毒和溴化最小化的方法

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