一種降解污水中苯胺的處理方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種降解污水中苯胺的處理方法及裝置。所述方法具體為：將苯胺待處理溶液置于水箱中，通過微氣泡發生器，產生具有大量微納米氣泡的氣水混合物；形成氣水混合物后的待處理水進入反應器，進行放電處理即可。處理裝置包括微氣泡發生器，微氣泡發生器上設有微氣泡進氣口、微氣泡進水口、微氣泡出水口，微氣泡出水口與反應器的反應器進水口連接，反應器的反應器出水口、微氣泡進水口與水箱連通，反應器與低溫等離子體電源連接。本發明有機結合了微氣泡技術和低溫等離子雙介質阻擋放電技術，有效的降解污水中苯胺等污染物質，降解率可達60％，而且可以實現連續流處理。
【專利說明】
一種降解污水中苯胺的處理方法及裝置
技術領域
[0001]本發明提供了一種降解污水中苯胺的實驗方法及裝置，具體的說是以自主研發的螺旋式管狀裝置作為反應器，有效地結合微氣泡和低溫等離子體雙介質阻擋放電，去除污水中苯胺的方法及其裝置，屬于水處理技術領域。【背景技術】
[0002]苯胺是重要的有機化工原料和精細化工中間體，廣泛應用于染料、農藥、醫藥、軍工、香料和橡膠硫化等行業。苯胺類化合物有毒，有致癌、致畸、致突變“三致”作用，如不經有效處理就直接排放，將會對周圍環境產生嚴重污染，造成人體組織缺氧，引起中樞神經系統、心血管系統和其他臟器損害。
[0003]目前，國內每年生產苯胺80000t以上，全世界每年排入環境中的苯胺約為30000t， 不僅對環境造成危害，還造成大量的資源浪費。當前國內外處理苯胺廢水的方法主要有萃取法、氧化法、電解法、生化法、吸附法和焚燒法等方法，雖然處理的方法較多，但大部分還存在著一些缺陷。例如，能耗高、操作復雜，成本高，產生二次污染等。
[0004]因此，研究開發處理效果好、處理成本相對低廉、能耗低、實用性強、處理技術顯得尤為重要。
[0005]相比傳統的常規苯胺處理技術，螺旋式管狀反應器可以有效的結合微氣泡和低溫等離子體雙介質阻擋放電，且制作費用低，實驗過程簡單，高效。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的問題是提供一種降解污水中苯胺的處理方法，能有效的結合微氣泡和低溫等離子體雙介質阻擋放電，去除污水中苯胺。
[0007]為了解決上述問題，本發明提供了一種降解污水中苯胺的處理方法，其特征在于， 包括以下步驟:
[0008]步驟1):將濃度為5?20mg/L的苯胺待處理溶液置于水箱中，通過進氣量為40mL/ min，出水壓力為0.6Mpa的微氣泡發生器，產生具有大量微納米氣泡的氣水混合物；
[0009]步驟2):形成氣水混合物后的待處理水進入反應器，進行放電處理即可。
[0010]優選地，所述步驟2)中反應器為螺旋式管狀反應器，反應器內流速為8?10mL/s。 [〇〇11] 優選地，所述步驟2)中放電處理具體為:調節低溫等離子體放電電源至40?50kV、 0.5?0.7六，放電處理111。
[0012]本發明還提供了一種降解污水中苯胺的處理裝置，其特征在于，包括微氣泡發生器，微氣泡發生器上設有微氣泡進氣口、微氣泡進水口、微氣泡出水口，微氣泡出水口與反應器的反應器進水口連接，反應器的反應器出水口、微氣泡進水口與水箱連通，反應器與低溫等離子體電源連接。
[0013]優選地，所述低溫等離子體電源上設有調壓器。
[0014]優選地，所述反應器采用螺旋式管狀雙介質阻擋放電反應器，具體結構為:包括兩端管口密封且相互同心套嵌的石英內管和石英外管，石英內管內壁及石英外管外壁均附有雙面導電銅箱膠帶，兩者分別與低溫等離子電源的電源正極、電源負極連接;石英內管與石英外管之間設有螺旋狀的四氟橡膠條作為反應通道。
[0015]優選地，石英內管、石英外管的內徑分別為5mm、17mm，管壁均為1mm，長度為200mm。
[0016]優選地，所述反應器進水口位于反應器一側的下部，反應器出水口位于反應器一側的上部。
[0017]優選地，所述反應器進水口位于距反應器下端10mm處，反應器出水口位于距反應器上端10mm處。[〇〇18]本發明的技術原理如下:
[0019]同心放置的兩根石英管壁間有5mm的間距，細管內壁和粗管外壁鋪敷一層銅箱作為放電電極，形成雙介質阻擋放電，在兩電極之間加以高壓交流電場，被處理的水以帶有大量微納米氣泡的氣水混合物的形式進入電極間，在大氣壓下電極間發生均勻、散漫的絲狀流光放電。在外電場的作用下，電子從電場中獲得能量，與周圍原子、分子的碰撞，傳遞能量，使之激發電離，產生電子雪崩，從而釋放出等離子體。高速運動的電子和離子使放電區域迅速擴大，最后產生一個貫穿放電空間的高電導率的絲狀放電通道，可以電離、激發產生許多具有高活性強氧化性的粒子(如〇3、? 〇H、H2〇2等)，微納米氣泡增加了傳質效率，螺旋管道裝置增大了相對停留時間，使有機物分子達到充分氧化的目的。
[0020]該發明具有的特點和有益效果為:
[0021](1)本發明的實驗方法簡單，效果顯著，制作及運行費用低；
[0022](2)本發明的反應器可以有機的結合微氣泡技術和低溫等離子雙介質阻擋放電技術，有效的降解污水中苯胺等污染物質，降解率可達60%。[〇〇23](3)本發明相比于傳統的處理苯胺的方法，具有價格低，實驗過程簡單，方便，處理效果高的特點，而且可以實現連續流處理。
[0024](4)本發明所用的反應器為自主研制的螺旋式管狀反應器，不僅可以實現雙介質阻擋放電，而且螺旋式通道的設計可以增加待處理溶液在電極間的水力停留時間，使污染物質與等離子體活性粒子充分反應。【附圖說明】
[0025]圖1為本發明提供的一種降解污水中苯胺的處理裝置的立體圖；
[0026]圖2為反應器的透視圖。【具體實施方式】
[0027]為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。[〇〇28]實施例1-3采用圖1、2所示的一種降解污水中苯胺的處理裝置，包括微氣泡發生器 10，微氣泡發生器10上設有微氣泡進氣口 12、微氣泡進水口 9、微氣泡出水口 8，微氣泡出水口 8與反應器6的反應器進水口 7連接，反應器6的反應器出水口 5、微氣泡進水口 9與水箱11 連通，反應器6與低溫等離子體電源1連接。低溫等離子體電源1上設有調壓器2。所述反應器 6采用螺旋式管狀雙介質阻擋放電反應器，具體結構為:包括兩端管口密封且相互同心套嵌的石英內管6-1和石英外管6-3,石英內管6-1內壁及石英外管6-3外壁均附有雙面導電銅箱膠帶，兩者分別與低溫等離子電源1的電源正極3、電源負極4連接;石英內管6-1與石英外管 6-3之間設有螺旋狀的四氟橡膠條6-2作為反應通道。石英內管6-1、石英外管6-3的內徑分別為5mm、17mm，管壁均為1mm，長度為200mm。反應器進水口 7位于距反應器6下端10mm處，反應器出水口 5位于距反應器6上端10mm處。[〇〇29]待處理原水貯存在水箱11，經微氣泡進水口 9抽取，在微氣泡發生器10中混合從微氣泡進氣口 12抽取的空氣，從微氣泡出水口 8產生氣水混合物，調節微氣泡發生器10進氣量，溶液壓強；調節調壓器2和低溫等離子電源1的電流。溶液由反應器6的反應器進水口 7進入，從反應器出水口 5回流至水箱11。
[0030]實施例1
[0031]試驗原水來自實驗室人工配水，分別將濃度為l〇mg/L的待處理苯胺廢水及檸檬黃溶液貯存在水箱11，經微氣泡發生器10產生氣水混合物，調節微氣泡發生器10進氣量為 60mL/min，溶液壓強為0.6MPa;調節調壓器2至50kv，調節低溫等離子電源1的電流至0.7A， 處理lh，液體流速為10.27ml/s，苯胺降解率為60%，檸檬黃可褪色80%。[〇〇32] 實施例2[〇〇33]試驗原水來自實驗室人工配水，分別將濃度為5mg/L的待處理苯胺廢水貯存在燒水箱11，經微氣泡發生器10產生氣水混合物，調節微氣泡發生器10進氣量為40mLmin，溶液壓強為0.6MPa;調節調壓器2至50kv，調節低溫等離子電源1的電流至0.5A，處理50min，液體流速為10.llmL/s，苯胺降解率為66%。[〇〇34] 實施例3[〇〇35]試驗原水來自實驗室人工配水，分別將濃度為20mg/L的待處理苯胺廢水及檸檬黃溶液貯存在水箱11，經微氣泡發生器10產生氣水混合物，調節微氣泡發生器10進氣量為 50mL/min，溶液壓強為0.4MPa;調節調壓器2至50kv，調節低溫等離子電源1的電流至0.6A， 處理111，液體流速為8.331111/8，苯胺降解率為47%。
[0036]經過實踐考察，發現整個系統運行良好。
【主權項】
1.一種降解污水中苯胺的處理方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟1):將濃度為5?20mg/L的苯胺待處理溶液置于水箱中，通過進氣量為40mL/min， 出水壓力為〇.6Mpa的微氣泡發生器，產生具有大量微納米氣泡的氣水混合物；步驟2):形成氣水混合物后的待處理水進入反應器，進行放電處理即可。2.如權利要求1所述的降解污水中苯胺的處理方法，其特征在于，所述步驟2)中反應器 為螺旋式管狀反應器，反應器內流速為8?1 OmL/s。3.如權利要求1所述的降解污水中苯胺的處理方法，其特征在于，所述步驟2)中放電處 理具體為:調節低溫等離子體放電電源至40?50kV、0.5?0.7A，放電處理lh。4.一種降解污水中苯胺的處理裝置，其特征在于，包括微氣泡發生器(10)，微氣泡發生 器(1 〇)上設有微氣泡進氣口(12)、微氣泡進水口(9 )、微氣泡出水口(8)，微氣泡出水口(8) 與反應器(6)的反應器進水口( 7)連接，反應器(6)的反應器出水口( 5 )、微氣泡進水口(9)與 水箱(11)連通，反應器(6)與低溫等離子體電源(1)連接。5.如權利要求4所述的降解污水中苯胺的處理裝置，其特征在于，所述低溫等離子體電 源(1)上設有調壓器(2)。6.如權利要求4所述的降解污水中苯胺的處理裝置，其特征在于，所述反應器(6)采用 螺旋式管狀雙介質阻擋放電反應器，具體結構為:包括兩端管口密封且相互同心套嵌的石 英內管(6-1)和石英外管(6-3)，石英內管(6-1)內壁及石英外管(6-3)外壁均附有雙面導電 銅箱膠帶，兩者分別與低溫等離子電源(1)的電源正極(3)、電源負極(4)連接;石英內管(6-1)與石英外管(6-3)之間設有螺旋狀的四氟橡膠條(6-2)作為反應通道。7.如權利要求6所述的降解污水中苯胺的處理裝置，其特征在于，所述石英內管(6-1)、 石英外管(6-3)的內徑分別為5mm、17mm，管壁均為1mm，長度為200mm。8.如權利要求4所述的降解污水中苯胺的處理裝置，其特征在于，所述反應器進水口 (7)位于反應器(6)—側的下部，反應器出水口(5)位于反應器(6)—側的上部。9.如權利要求8所述的降解污水中苯胺的處理裝置，其特征在于，所述反應器進水口 (7)位于距反應器(6)下端10mm處，反應器出水口(5)位于距反應器(6)上端10mm處。
【文檔編號】C02F101/38GK105967270SQ201610442759
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月20日
【發明人】劉亞男, 孫基惠, 李攀, 孫玉, 程茜, 李響, 薛罡, 高品, 陳紅, 姚璟文, 程文艷, 戰佳勛, 杜純, 李君 , 張婷, 李蕊, 張文娟, 牟睿文
【申請人】東華大學