公布日：2023.04.18
申请日：2023.02.22
分类号：C02F1/30(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种微波催化氧化处理难降解有机废水的装置及工艺，装置包括反应罐体，所述反应罐体内从下至上依次设置曝气区、催化反应区和溢流区，所述曝气区设置曝气管，所述催化反应区内填充催化剂；所述反应罐体的顶部设置微波发生装置，所述微波发生装置伸入到催化剂的内部；本发明提供的微波催化氧化处理难降解有机废水的装置，将微波技术与异相催化氧化技术耦合，将异相催化氧化与微波辐照置于同一装置中，能够催化产生更多的·OH以氧化降解污染物，提高了对高浓难降解污染物的去除效果。
权利要求书
1.一种微波催化氧化处理难降解有机废水的装置，其特征在于，包括反应罐体，所述反应罐体内从下至上依次设置曝气区、催化反应区和溢流区，所述曝气区设置曝气管，所述催化反应区内填充催化剂；所述反应罐体的顶部设置微波发生装置，所述微波发生装置伸入到催化剂的内部。
2.如权利要求1所述的微波催化氧化处理难降解有机废水的装置，其特征在于，所述曝气管与曝气风机相连，曝气风机设置在反应罐体的外部。
3.如权利要求1所述的微波催化氧化处理难降解有机废水的装置，其特征在于，所述反应罐体的上部设置出水口，下部设置进水口。
4.如权利要求3所述的微波催化氧化处理难降解有机废水的装置，其特征在于，所述出水口设置在溢流区，溢流区内设置溢流围堰，溢流围堰与反应罐体之间的腔体连通。
5.如权利要求3所述的微波催化氧化处理难降解有机废水的装置，其特征在于，所述进水口通过进水管与集水井相连，所述进水管上设置加药口，所述加药口通过管道与药剂储罐相连。
6.如权利要求1所述的微波催化氧化处理难降解有机废水的装置，其特征在于，所述微波发生装置包括依次连接的微波电源、微波变压器、磁控管、波导和微波辐射天线，所述波导和微波辐射天线设置在密封外壳内。
7.如权利要求1所述的微波催化氧化处理难降解有机废水的装置，其特征在于，所述催化剂置于支撑层的上方，催化剂为负载铁单质、铁氧体及其他金属化合物的吸波材料，所用的载体为碳基材料。
8.如权利要求1所述的微波催化氧化处理难降解有机废水的装置，其特征在于，所述催化剂的添加体积为反应罐体有效容积的30％-70％。
9.如权利要求5所述的微波催化氧化处理难降解有机废水的装置，其特征在于，所述药剂储罐内存放H2O2溶液。
10.一种微波催化氧化处理难降解有机废水的工艺，采用权利要求1-9任一项所述的装置来实现，其特征在于，包括以下步骤：废水和过氧化氢溶液混合后进入反应罐体，在反应罐体中，H2O2作为氧化剂与固体催化剂作用分解为氧化能力更强的·OH，同时在微波作用下额外产生大量的·OH，·OH与废水中难降解污染物接触并对污染物进行降解。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种微波催化氧化处理难降解有机废水的装置及方法，通过将微波技术与异相催化氧化技术耦合，以提高难降解污染物的去除效果，加速反应速率。
本发明的技术方案如下：
在本发明的第一方面，提供了一种微波催化氧化处理难降解有机废水的装置，包括反应罐体，所述反应罐体内从下至上依次设置曝气区、催化反应区和溢流区，所述曝气区设置曝气管，所述催化反应区内填充催化剂；所述反应罐体的顶部设置微波发生装置，所述微波发生装置伸入到催化剂的内部。
在本发明的一些实施方式中，所述曝气管与曝气风机相连，曝气风机设置在反应罐体的外部。
在本发明的一些实施方式中，所述反应罐体的上部设置出水口，下部设置进水口。
在本发明的一些实施方式中，所述出水口设置在溢流区，溢流区内设置溢流围堰，溢流围堰与反应罐体之间的腔体连通。
在本发明的一些实施方式中，所述进水口通过进水管与集水井相连，所述进水管上设置加药口，所述加药口通过管道与药剂储罐相连。
在本发明的一些实施方式中，所述微波发生装置包括依次连接的微波电源、微波变压器、磁控管、波导和微波辐射天线，所述波导和微波辐射天线设置在密封外壳内。
在本发明的一些实施方式中，所述催化剂置于支撑层的上方，催化剂为负载铁单质、铁氧体及其他金属化合物的吸波材料，所用的载体为碳基材料。
在本发明的一些实施方式中，所述催化剂的添加体积为反应罐体有效容积的30％-70％。
在本发明的一些实施方式中，所述药剂储罐内存放H2O2溶液。
在本发明的第二方面，提供了一种微波催化氧化处理难降解有机废水的工艺，包括以下步骤：
废水和过氧化氢溶液混合后进入反应罐体，在反应罐体中，H2O2作为氧化剂与固体催化剂作用分解为氧化能力更强的·OH，同时在微波作用下额外产生大量的·OH，·OH与废水中难降解污染物接触并对污染物进行降解。
本发明一个或多个技术方案具有以下有益效果：
(1)本发明提供的微波催化氧化处理难降解有机废水的装置，将微波技术与异相催化氧化技术耦合，将异相催化氧化与微波辐照置于同一装置中，能够催化产生更多的·OH以氧化降解污染物，提高了对高浓难降解污染物的去除效果。
(2)本发明提供的微波催化氧化处理难降解有机废水的装置，在反应罐体内设置催化反应区，催化剂的存在不仅催化H2O2产生氧化性更强的·OH以氧化降解污染物，而且有一定吸波作用。微波辐照作用下，可直接将吸附在催化剂表面的有机物降解，起原位修复作用，延长催化剂的使用寿命；在反应罐体的底部设置曝气管，在曝气作用下可增大固体催化剂、·OH与污染物的接触面积，提高催化效果。
(3)本发明提供的微波催化氧化处理难降解有机废水的装置，有严格的防水设施，可安装于室外，且反应罐体内有充足空间，可依据水处理工艺填充固体催化剂；同时，装置安装简单，操作方便，微波的存在可提高反应速率，节省反应容积，降低成本；可用于前端高浓难降解污染物的处理，处理水量大，占地面积小，降解效果显著。
（发明人：王玉环;宫志鹏;张菲;刘伟;刘帅;朱杰高）
