本發(fā)明屬于水處理，具體涉及一種基于聚合路徑的臭氧氧化廢水處理方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、臭氧在常溫常壓下是一種不穩(wěn)定、具有特殊刺激性氣味的淺藍色氣體。臭氧具有極強的氧化性能，在堿性溶液中擁有2.07v的氧化電位，其氧化能力僅次于氟，高于氯和高錳酸鉀?；诔粞醯膹娧趸?，且在水中可短時間內(nèi)自行分解，沒有二次污染，是理想的綠色氧化藥劑。因此，臭氧氧化方法已逐漸發(fā)展成為一種高級氧化技術(shù)，在水處理領(lǐng)域中臭氧技術(shù)已在許多方面得到了應(yīng)用，例如應(yīng)用于水處理過程中其作用主要是除臭、脫色、殺菌和去除有機物。

2、目前常見臭氧氧化工藝主要依賴臭氧的強氧化性，與廢水中的污染物直接或間接反應(yīng)，分解成二氧化碳和水。這受制于臭氧的氧化能力、污染物種類，污染物濃度等因素；由于臭氧氧化具有選擇性，且制作運輸成本較高，制約其在高濃廢水中的應(yīng)用。

3、為了解決上述的問題，經(jīng)檢索，專利文獻cn110026242a公開了一種co/ce雙金屬mof基臭氧催化劑的制備方法及其產(chǎn)品和應(yīng)用，通過鈷和鈰兩種金屬中心和有機配體進行自組裝形成三維孔道結(jié)構(gòu)的co/ce雙金屬mof基臭氧催化劑，可以有效調(diào)節(jié)活性位點從而促進mofs的催化活性，提高co/ce基復(fù)合材料對臭氧的分解速率，產(chǎn)生更多的活性羥基自由基，有利于催化臭氧化水中有機污染物，大大提高了有機物的礦化率。

4、進一步的，專利文獻cn110052269a公開了一種深度水處理臭氧催化氧化催化劑的制備方法，主要包括載體、蒸餾水、活化因子、金屬鹽溶液和氧氣等，所述氧氣通過臭氧發(fā)生器形成所需臭氧，所述載體、蒸餾水、活化因子、金屬鹽溶液和所述臭氧形成了臭氧氧化催化劑，所述臭氧氧化催化劑的在一定水質(zhì)ph值條件下，在一定停留時間內(nèi)處理效率高出81％，該專利具有高效和普適性等特征。

5、然而，針對上述的兩件專利公開的內(nèi)容，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，其中臭氧需要結(jié)合催化劑配合使用，導(dǎo)致臭氧工藝中處理效率低，以及處理的廢水范圍有效，應(yīng)用范圍窄，不利于技術(shù)的擴大使用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、1.要解決的問題

2、針對現(xiàn)有技術(shù)中臭氧工藝中存在的處理效率低、應(yīng)用范圍窄的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提出一種基于聚合路徑的臭氧氧化廢水處理方法，擴展應(yīng)用范圍，同時提升反應(yīng)速率和臭氧的處理效率。

3、本發(fā)明的另一目的是提供一種基于聚合路徑的臭氧氧化廢水處理裝置。

4、2.技術(shù)方案

5、為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

6、本發(fā)明第一方面提供一種基于聚合路徑的臭氧氧化廢水處理方法，該方法包括步驟：經(jīng)微米和/或納米納米臭氧鏈引發(fā)劑作用下，微米和/或納米臭氧與廢水中污染物反應(yīng)，產(chǎn)生自由基·oh；改性填料與攜帶自由基·oh的污染物進行配位反應(yīng)，形成絡(luò)合物；控制停留時間，聚合成高密度大分子有機物，再經(jīng)過旋流后分離。

7、根據(jù)本發(fā)明目的的第一方面的任一實施方案，所述鏈引發(fā)劑為h2o2、h2so4、hmno4中的一種或幾種。

8、根據(jù)本發(fā)明目的的第一方面的任一實施方案，向廢水中加入質(zhì)量分數(shù)0.1-3％鏈引發(fā)劑，需要說明的是，鏈引發(fā)劑的加入量是根據(jù)廢水中的cod總質(zhì)量計算得到的。

9、根據(jù)本發(fā)明目的的第一方面的任一實施方案，所述鏈引發(fā)劑為h2o2、h2so4、hmno4按照3：1：3的比例配制(質(zhì)量比例)。通過三者的協(xié)同發(fā)揮作用，最大程度的提高引發(fā)效果，降低鏈引發(fā)劑的使用量。

10、根據(jù)本發(fā)明目的的第一方面的任一實施方案，所述改性填料為ticl4-al(c2h5)3、過氧化二碳酸二環(huán)己酯、過氧化二叔丁基、過硫酸鈉、偶氮二異丁腈、偶氮二異丁酸二甲酯、n，n-二甲基苯胺、過氧化苯甲酰中的一種或幾種。

11、需要強調(diào)的是，通過大量的試驗分析得知，改性填料可以失去電子給臭氧，從而形成活性點位，再從水中得到電子形成羥基自由基，羥基自由基可以引發(fā)鏈聚合，可以在聚合完成后處理水中剩余cod，降低出水cod含量。

12、根據(jù)本發(fā)明目的的第一方面的任一實施方案，所述改性填料的加入量為0.01-0.2％(質(zhì)量分數(shù))，需要說明的是，改性填料的加入量是根據(jù)廢水中的cod總質(zhì)量計算得到的。

13、根據(jù)本發(fā)明目的的第一方面的任一實施方案，控制停留時間為0.1-2h。充分考慮反應(yīng)聚合的時間，保證聚合的效果。

14、本發(fā)明第二方面提供一種基于聚合路徑的臭氧氧化轉(zhuǎn)移裝置，包括：

15、裝置本體，其外形輪廓形狀呈錐形，上設(shè)置有進水口和出水口，在裝置本體的內(nèi)部設(shè)置有容納腔，所述容納腔的底部伸入裝置本體的錐形部；

16、銜接與所述裝置本體錐形底部、能夠產(chǎn)生產(chǎn)生微米和/或納米臭氧的臭氧反應(yīng)器，微米和/或納米臭氧與廢水中污染物反應(yīng)，產(chǎn)生自由基·oh；

17、置于所述容納腔中的改性填料，其能夠與攜帶自由基·oh的污染物進行配位反應(yīng)，形成絡(luò)合物。

18、根據(jù)本發(fā)明目的的第二方面的任一實施方案，所述容納腔包括直筒部以及擴口部，所述擴口部伸入裝置本體的錐形部，沿著所述容納腔的內(nèi)側(cè)分段式設(shè)置改性填料。

19、根據(jù)本發(fā)明目的的第二方面的任一實施方案，所述直筒部的截面呈圓形，所述改性填料分為兩段分布在所述容納腔中。

20、3.有益效果

21、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：

22、(1)本發(fā)明的基于聚合路徑的臭氧氧化廢水處理方法，廢水經(jīng)過微米和/或納米臭氧鏈引發(fā)劑作用下，協(xié)同改性填料進行物質(zhì)反應(yīng)，控制廢水中物質(zhì)反應(yīng)路徑，聚合成高密度大分子有機物，再經(jīng)過旋流后分離，該方法能夠應(yīng)用于多種廢水的處理，擴展了應(yīng)用范圍，同時采用改性填料提升反應(yīng)速率，有效提高了臭氧的處理效率；

23、(2)本發(fā)明的基于聚合路徑的臭氧氧化廢水處理方法，采用臭氧作為有機污染物反應(yīng)的鏈引發(fā)劑，相對于去除污染物，其投加量占質(zhì)量分數(shù)0.1-3％，有效節(jié)約了使用成本；

24、(3)本發(fā)明的基于聚合路徑的臭氧氧化廢水處理方法，其中鏈引發(fā)劑(h2o2、h2so4、hmno4)按照3:1:3的比例進行使用，最大程度的提高引發(fā)效果，降低鏈引發(fā)劑的使用量；

25、(4)本發(fā)明的基于聚合路徑的臭氧氧化廢水處理方法，其中改性填料采用(ticl4-al(c2h5)3)，該物質(zhì)能夠控制分子活性中心的濃度增加，提升反應(yīng)速率，增加聚合效果和聚合分子量大小，從而提高處理效果。

技術(shù)特征：

1.一種基于聚合路徑的臭氧氧化廢水處理方法，其特征在于，該方法包括步驟：經(jīng)微米和/或納米納米臭氧鏈引發(fā)劑作用下，微米和/或納米臭氧與廢水中污染物反應(yīng)，產(chǎn)生自由基·oh；改性填料與攜帶自由基·oh的污染物進行配位反應(yīng)，形成絡(luò)合物；控制停留時間，聚合成高密度大分子有機物，再經(jīng)過旋流后分離。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聚合路徑的臭氧氧化廢水處理方法，其特征在于，所述鏈引發(fā)劑為h2o2、h2so4、hmno4中的一種或幾種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聚合路徑的臭氧氧化廢水處理方法，其特征在于，向廢水中加入0.1％-3％鏈引發(fā)劑。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于聚合路徑的臭氧氧化廢水處理方法，其特征在于，所述鏈引發(fā)劑為h2o2、h2so4、hmno4按照3：1：3的比例配制。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聚合路徑的臭氧氧化廢水處理方法，其特征在于，所述改性填料為ticl4-al(c2h5)3、過氧化二碳酸二環(huán)己酯、過氧化二叔丁基、過硫酸鈉、偶氮二異丁腈、偶氮二異丁酸二甲酯、n，n-二甲基苯胺、過氧化苯甲酰中的一種或幾種。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于聚合路徑的臭氧氧化廢水處理方法，其特征在于，所述改性填料的加入量為0.01-0.2％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聚合路徑的臭氧氧化廢水處理方法，其特征在于，控制停留時間為0.1-2h。

8.一種基于聚合路徑的臭氧氧化廢水處理裝置，其特征在于，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于聚合路徑的臭氧氧化廢水處理裝置，其特征在于，所述容納腔(13)包括直筒部(131)以及擴口部(132)，所述擴口部(132)伸入裝置本體(1)的錐形部(14)，沿著所述容納腔(13)的內(nèi)側(cè)分段式設(shè)置改性填料(3)。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于聚合路徑的臭氧氧化廢水處理裝置，其特征在于，所述直筒部(131)的截面呈圓形，所述改性填料(3)分為兩段分布在所述容納腔(13)中。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于聚合路徑的臭氧氧化廢水處理方法及裝置，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括步驟：經(jīng)微米和/或納米納米臭氧鏈引發(fā)劑作用下，微米和/或納米臭氧與廢水中污染物反應(yīng)，產(chǎn)生自由基·OH；改性填料與攜帶自由基·OH的污染物進行配位反應(yīng)，形成絡(luò)合物；控制停留時間，聚合成高密度大分子有機物，再經(jīng)過旋流后分離。本發(fā)明的方法廢水經(jīng)過微米和/或納米臭氧鏈引發(fā)劑作用下，協(xié)同改性填料進行物質(zhì)反應(yīng)，控制廢水中物質(zhì)反應(yīng)路徑，聚合成高密度大分子有機物，再經(jīng)過旋流后分離，該方法能夠應(yīng)用于多種廢水的處理，擴展了應(yīng)用范圍，同時采用改性填料提升反應(yīng)速率，有效提高了臭氧的處理效率。

技術(shù)研發(fā)人員：姜筆存,劉浩亮,邱玉,于偉華,屈晉云
受保護的技術(shù)使用者：南京環(huán)保產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9