一种降解含酚有机废水的处理装置的制作方法

本实用新型属于废水处理设备技术领域，具体涉及一种降解含酚有机废水的处理装置。

背景技术：

随着工业生产规模的不断扩大，以苯酚为代表的多种酚类化合物被广泛使用。这类物质易溶于水，结构稳定，较难分解与转化，在自然界积累会对环境带来严重危害，其中苯酚的污染最为突出，它在水环境中广泛分布，并且与水中溶解的氯作用产生的氯代苯酚或其他取代物毒性更强，严重威胁人类健康。

目前对于含酚类化合物的废水主要有两类处理方式：一种是基于混凝、膜过滤等方式的非破坏性处理方法如有机溶剂萃取法、活性炭吸附法、混凝-吸附法；另一种是破坏性处理方法如生物降解法、化学氧化法。相比非破坏性处理方法，破坏性处理方法一般成本更高，但是对污染成分的处理更有效，能够真正达到降解并从水中去除的目的。锰过氧化氢酶(Manganese catalase，MnCAT)能够高效分解带有过氧基的底物，例如过氧化氢(H₂O₂)，因此可用于催化氧化包括对苯二胺、联苯三酚、对甲酚、甲醇、乙醇等多种化合物。但酶作为生物催化剂，对环境敏感，其活性容易受到温度、PH酸碱度等因素的影响，从而影响催化效率；而且生物催化剂无法从催化体系中彻底分离，重复利用性不高。因此在实际应用中，会带来后处理过程复杂以及使用成本高昂的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种降解含酚有机废水的处理装置，解决了现有含酚有机废水在降解过程中，催化剂重复利用性不高、降解成本较高以及降解效率过低的问题。

本实用新型一种降解含酚有机废水的处理装置所采用的技术方案是，包括反应罐，反应罐的一端设置有出口b，反应罐的另一端通过其上的放料阀与反应釜相连接，反应罐侧壁还设置有入口a和出口a；出口a通过管道与设置在萃取塔侧壁上的重液入口接通，萃取塔侧壁设置有轻液入口，萃取塔一端还设置有重液出口，重液出口通过管道与澄清池接通，萃取塔的另一端还设置轻液出口，轻液出口通过管道与反应釜接通。

本实用新型的特征还在于，

反应釜内还设置有搅拌器，搅拌器一端穿出反应釜且与电机相连接。

反应釜上还设置有压力控制器。

靠近反应罐的反应釜一端分布有加热管。

压力控制器为D504/7DZ型号的压力控制器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型一种降解含酚有机废水的处理装置通过在反应釜中直接合成席夫碱锰配合物，缩短了反应时间；同时通过萃取塔将使用过的催化剂再次加入反应釜中利用，催化剂重复利用性提高，降低了废水降解成本，有很好的使用价值。

附图说明

图1是本实用新型一种降解含酚有机废水的处理装置的结构示意图；

图2是本实用新型在降解反应过程中反应不同时间时污水中苯酚浓度曲线图；

图3是本实用新型在降解反应过程中催化剂重复利用性能的柱状图。

图中，1.电机，2.压力控制器，3.反应釜，4.搅拌器，5.加热管，6.放料阀，7.入口a，8.出口a，9.出口b，10.萃取塔，11.重液入口，12.轻液入口，13.轻液出口，14.重液出口，15.澄清池，16.反应罐，17.管道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种降解含酚有机废水的处理装置，如图1所示，包括反应罐16，反应罐16的一端设置有出口b9，反应罐16的另一端通过其上的放料阀6与反应釜3相连接，反应罐16侧壁还设置有入口a7和出口a8；出口a8通过管道17与设置在萃取塔10侧壁上的重液入口11接通，萃取塔10侧壁设置有轻液入口12，萃取塔10一端还设置有重液出口14，重液出口14通过管道17与澄清池15接通，萃取塔10的另一端还设置轻液出口13，轻液出口13通过管道17与反应釜3接通。

反应釜3内还设置有搅拌器4，搅拌器4一端穿出反应釜3且与电机1相连接，电机1带动搅拌器4在反应釜3内转动。

反应釜3上还设置有压力控制器2，压力控制器2调节反应釜3内的压力，保证席夫碱锰配合物的合成。

靠近反应罐16的反应釜3一端分布有加热管5，加热管5调节反应釜3内的温度。

压力控制器2为D504/7DZ型号的压力控制器。

本实用新型的使用过程如下：

(1)席夫碱锰配合物的配制

根据反应釜3的容积加入适量水杨醛-乙醇溶液和高氯酸锰-乙醇溶液，通过加热管5调节反应釜3温度至85±1℃，然后继续加入适量乙二胺溶液，通过压力控制器2调节反应釜3的压力使压力恒定且小于标准大气压；开启搅拌器4充分搅拌直至黑褐色固体析出。

(2)酚类废水催化降解

将反应釜3内的黑褐色固体通过放料阀6直接送入反应罐16内，通过入口a7快速加入混有H₂O₂的含酚有机废水，在反应罐16内充分反应；待反应结束后，将反应液体通过出口a8从重液入口11送入萃取塔10内，同时从轻液入口12加入体积为反应液体1/3的正己烷溶液，混合均匀并充分萃取；随后从轻液出口13将上层萃取液通过管道17重新送入反应釜3，下层萃取液从重液出口14送入澄清池15，酚类废水处理完成。

(3)二次循环利用

将上层萃取液通过管道17重新送入反应釜3内，通过压力控制器2使体系保持负压状态，开启搅拌器4待黑褐色固体重新析出，再次通过放料阀6加入反应罐16内，重复(1)(2)处理过程，进行含酚有机废水的二次催化降解反应。

其中，席夫碱锰配合物的配制过程为：在体积1L的乙醇溶液中依次加入质量40g的水杨醛、60g的高氯酸锰，然后在85℃加热条件下逐渐加入10g乙二胺，充分搅拌直至黑褐色固体析出。

酚类有机废水降解过程：每1L酚类有机废水中(酚类含量≥100mg/L)所加入的席夫碱锰配合物≥30μmol，H₂O₂≥3mmol，在35℃条件下充分搅拌反应。

本实用新型在反应釜3内合成无机配合物催化剂—希夫碱锰配合物，在降解过程中，(1)无需预先对含酚类有机废水进行pH值调节，能直接加料进行催化，缩短反应时间；(2)由于工业催化中H₂O₂用量远大于催化剂用量，但是当H₂O₂浓度超过一定限度之后，体系中·OH被转化为氧化能力较弱的H₂O·，从而影响了体系的降解效率，而加入希夫碱锰配合物后，反应过程中有高价态锰配合离子生成，不但对有机物质具有较强的氧化性，而且能够转化为HO₂·/O₂·^-和Mn，对参与体系链反应传递，降低H₂O₂用量具有一定促进作用，提高了降解效率，如图2所示为不同反应时间下酚类物质在降解的有机废水中的含量；(3)如图3所示，由于所采用的催化剂在不同溶剂中溶解性差异较大，因此在降解过程结束后，直接通过萃取塔10对催化剂与降解液进行分离处理，不需要进行传统的二次离心操作，大大缩短了工艺流程所需时间，避免了离心过程中催化剂的损失，同时对萃取所得的催化剂溶液在反应釜3中二次利用后，可继续在反应罐16中用于二次降解，降解体系的重复利用性提高，有很好的实用价值。