一种用于聚丙烯腈基碳纤维废水处理的多相催化氧化塔的制作方法

本实用新型涉及废水处理技术领域，具体涉及一种用于聚丙烯腈基碳纤维废水处理的多相催化氧化塔。

背景技术：

作为一种具有优异物化性能的新型材料，聚丙烯腈基碳纤维已经广泛应用于航空航天、军工、建筑、机械、医疗和体育器械等领域。随着市场需求的增加，PAN碳纤维的产量也越来越大。当前我国已能大规模自主研发和生产T300、T700碳纤维产品，且产品质量已达国际同类产品水平。

在聚丙烯腈基碳纤维生产的聚合和纺丝阶段会产生大量的工业废水，该废水成分复杂，主要以丙烯腈、氰化物和二甲基亚砜为主，其中丙烯腈在工业废水中的浓度最高，最高可达300ppm，具有一定的生物毒性，且难生物降解；二甲基亚砜在所处的环境下易分解产生甲硫醚、二甲基二硫醚等恶臭气体，严重影响工厂环境和员工健康，其反应方程式如下：

3CH₃SOCH₃→CH₃SCCH₃+CH₃SSCH₃+(HCHO)₂+H₂O

5CH₃SOCH₃→CH₃SCH₃+CH₃SSCH₃+CH₂(SCH₃)₂+(HCHO)₃+2H₂O

由于丙烯腈具有一定的生物毒性，浓度高，二甲基亚砜渗透性较强，且两种污染物均难以生物降解，同时存在会加剧废水生物毒性，此外废水中的二甲基亚砜易分解产生恶臭气体，这要求废水处理装置要既能降解丙烯腈又能处理废水溢出的恶臭气体，这无疑加大了废水的处理难度。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，克服以上背景现实中存在的困难，提供了一种处理效果好，不易产生二次污染，既能处理废水中的丙烯腈又能使废水中溢出的恶臭得以分解的多相催化氧化塔。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于处理聚丙烯腈基碳纤维废水的多相催化氧化塔，包括反应塔、废水循环管路系统、臭氧管路，所述反应塔内设有两层填料层，每层填料层下方均设有布水器一，接近于所述反应塔塔底的布水器一的下方为塔釜区，所述塔釜区内设有布水器二，所述塔釜区下端设有进水口，所述反应塔顶端设有废水循环区，所述废水循环区上端设有出水口，所述废水循环管路系统包括三条废水循环管路和三个废水循环泵，所述两个布水器一及布水器二分别通过管道依次与相应的一条废水循环管路、相应的一个废水循环泵及废水循环区连接，所述每条废水循环管路均与臭氧管路连通连接。

进一步地，所述布水器一是环形管路，管路内侧均匀分布多个出水孔，所述布水器二呈倒立漏斗状。

进一步地，所述反应塔外侧壁上于填料层和塔釜区相对应处均设有维修窗。

进一步地，所述填料层中的填料为活性炭。

进一步地，所述反应塔底部直径与反应塔高度的比为1:4.64。

本实用新型的有益效果是：本实用新型用于聚丙烯腈基碳纤维废水处理的多相催化氧化塔，臭氧由臭氧管路通过废水循环管路被内循环废水带入反应塔，从布水器一和布水器二射出，臭氧与丙烯腈废水混合后进入活性炭填料层，臭氧在活性炭的诱导下能够产生活性更强的羟基自由基，从而实现丙烯腈等有机物的降解。此外，臭氧也具有强氧化性，其与二甲基亚砜分解产生的恶臭气体均属于气相，依据亨利定律，同相间不存在传质阻力，臭氧能与恶臭气体快速反应并将其分解。本实用新型提供的聚丙烯腈基碳纤维废水处理的多相催化氧化塔，对丙烯腈废水及其产生的恶臭气体具有较好的处理效果；其使用的活性炭属于固体催化剂，易于废水分离，二次污染小。值得注意的是，经过处理的废水的BOD₅/COD可提高至0.4，经过本实用新型多相催化氧化塔处理后能提高丙烯腈废水的可生化性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型布水器一的结构示意图；

图3为本实用新型布水器一的剖面图；

图中：1、反应塔；2、填料层；3、布水器一；4、废水循环区；5、废水循环管路；6、废水循环泵；7、出水口；8、维修窗；9、布水器二；10、进水口；11、塔釜区；12、臭氧管路；13、出水孔。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-3所示，一种用于处理聚丙烯腈基碳纤维废水的多相催化氧化塔，包括反应塔1、废水循环管路系统、臭氧管路12，反应塔1内设有两层填料层2，每层填料层2下方均设有布水器一3，接近于所述反应塔1塔底的布水器一3的下方为塔釜区11，塔釜区11内设有布水器二9，塔釜区11下端设有进水口10，反应塔1顶端设有废水循环区4，废水循环区4上端设有出水口7，废水循环管路系统包括三条废水循环管路5和三个废水循环泵6，两个布水器一3及布水器二9分别通过管道依次与相应的一条废水循环管路5、相应的一条废水循环泵6及废水循环区4连接，每条废水循环管路5均与臭氧管路12连通连接。

其中，布水器一3是环形管路，管路内侧均匀分布多个出水孔13，布水器二9呈倒立漏斗状。

其中，反应塔1外侧壁上于填料层2和塔釜区11的相对应处均设有维修窗8。

其中，填料层2中的填料为活性炭。

其中，反应塔底部直径与高度的比为1:4.64。

本实用新型用于聚丙烯腈基碳纤维废水处理的多相催化氧化塔具体使用时，废水由塔釜区11进水口10进水，臭氧由臭氧管路12通过废水循环管路5被内循环废水带入反应塔1，从布水器一3和布水器二9射出，臭氧与丙烯腈废水混合后进入活性炭填料层2，臭氧在活性炭的诱导下能够产生活性更强的羟基自由基，从而实现丙烯腈等有机物的降解。此外，臭氧也具有强氧化性，其与二甲基亚砜分解产生的恶臭气体均属于气相，依据亨利定律，同相间不存在传质阻力，臭氧能与恶臭气体快速反应并将其分解。本实用新型提供的聚丙烯腈基碳纤维废水处理的多相催化氧化塔，对丙烯腈废水及其产生的恶臭气体具有较好的处理效果；其使用的活性炭属于固体催化剂，易于废水分离，二次污染小。值得注意的是，经过处理的废水的BOD₅/COD可提高至0.4，经过本实用新型多相催化氧化塔处理后能提高丙烯腈废水的可生化性。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。