一种氧化石墨烯催化氧化含烷基酚废水的装置的制作方法

本实用新型涉及一种含烷基酚有机废水的处理装置，具体为一种氧化石墨烯催化氧化含烷基酚废水的装置。

背景技术：

随着工农业及城镇化水平迅速发展，以烷基酚类为代表的类固醇类内分泌干扰物也不可避免地汇入至环境水体中。已有大量研究发现，即使在很低暴露浓度水平，烷基酚类污染物对人体及动植物体仍具有内分泌干扰毒性。目前，用于含酚废水的处理方法主要有萃取法、吸附法、化学氧化法、生化处理法等。萃取法能耗高，易发生萃取剂残留于后续废水中，影响后续的处理过程；吸附法操作简单，适合于含酚量较低的废水，但设备一次性投资较大，而且吸附剂再生困难。

基于硫酸根自由基（）的高级氧化技术是近几年兴起的一项氧化技术。过硫酸盐高级氧化法是通过加热、过渡金属离子催化、紫外光照射等手段，使过硫酸根离子（S2O8^2-）产生硫酸根自由基（）。硫酸根自由基为亲电子自由基，当有机物的结构中含有氨基（-NH2）、羟基（-OH）、羧基（-COOH）和烷氧基（-OR）等供电子基团时，硫酸根自由基易与该类有机物发生氧化还原反应，将有机物降解为无毒害的小分子有机酸、H2O和CO2等。然而高级氧化法存在不同程度的缺陷，如对设备要求苛刻，降解效果差，后续处理繁杂，因此催化氧化法应运而生。由于金属物质的毒性特性限制了其在实际水处理中的应用，非金属元素（N，S，B）负载的氧化石墨烯材料作为催化剂逐渐进入人们的视野，且多元素掺杂还原性石墨烯具有比单元素掺杂还原性石墨烯更好的催化性能。

因此，需要开发一套与氧化石墨烯催化氧化含烷基酚有机废水配套的处理装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种氧化石墨烯催化氧化含烷基酚废水的装置，解决背景技术中的问题。

一种氧化石墨烯催化氧化含烷基酚废水的装置，包括混凝池、斜板沉淀塔、第一输料泵、吸附塔、缓冲池、第二输料泵、树脂氧化罐、沉降池、过滤塔、第三输料泵，所述混凝池通过管道与斜板沉淀塔连接，所述第一输料泵的输入端与斜板沉淀塔连接，输出端与吸附塔连接，所述吸附塔通过管道与缓冲池连接，所述第二输料泵输入端与缓冲池连接，输出端与树脂氧化罐连接，所述树脂氧化罐通过管道与沉降池、过滤塔依次连接，所述第三输料泵输入端与过滤塔连接，输出端与树脂氧化罐连接。

进一步地，所述吸附塔包括第一吸附塔和第二吸附塔，所述第一吸附塔与第二吸附塔并排串联。

进一步地，所述第一吸附塔和第二吸附塔都具有两层活性炭吸附层。

进一步地，所述沉降池与过滤塔连接的管道上设有阀门。

进一步地，所述混凝池和过滤塔内均设有搅拌装置。

进一步地，所述斜板沉淀塔的顶端设有多块平行斜板。

依据本实用新型提供的一种使用如上述装置的含烷基酚的有机废水的处理工艺，包括以下步骤：a)、在混凝池中加入混凝剂，将含烷基酚的有机废水加入混凝池中搅拌，去除水中大部分的色度、COD；b)、将混凝池出水通过管道送入斜板沉淀塔，分离含烷基酚废水中的大颗粒物质；c)、所述斜板沉淀塔出水通过第一输料泵提升至第一吸附塔，第一吸附塔和第二吸附塔连通，含烷基酚有机废水自上而下依次经过第一吸附塔和第二吸附塔中的活性炭层；d)、第二吸附塔出水通过管道送入缓冲池，静置10-16h，第二输料泵将缓冲池内的废水提升至树脂氧化罐，所述树脂氧化罐为密封结构，在树脂氧化罐内，含烷基酚有机废水被氧化石墨烯催化的硫酸根自由基氧化，将有机物降解为无毒害的小分子有机酸、H2O和CO2等；e)、树脂氧化罐出水通过管道送入沉降池，氧化石墨烯催化剂经沉降进入过滤塔，过滤回收的氧化石墨烯通过第三输料泵送入树脂氧化罐循环利用。

前述的含烷基酚有机废水的处理工艺，采用的氧化石墨烯为氮、硫掺杂的氧化石墨烯，制备方法为：a)、将氧化石墨粉分散在去离子水中，采用超声波清洗机超声30-60min，得到单层氧化石墨烯水溶液；b)、采用碱液将单层氧化石墨烯水溶液的PH值调节至9-11，然后加入水合肼快速搅拌5-10min，然后95℃水浴搅拌4-8，离心、洗涤、真空干燥，得到还原性氧化石墨烯；c)、将还原性氧化石墨烯与硫脲充分混合，置于石英管式炉中焙烧1-3h，得到N,S-rGO。

有益效果：1、本实用新型结构简单、占地面积小，将含烷基酚有机废水降解为无毒害的小分子有机酸、H2O和CO2等，避免了环境污染，有利于环保；2、本实用新型在氧化处理之前通过混凝、沉淀、吸附去除了有机废水中的大颗粒物质，增强氧化石墨烯催化氧化的效果，避免杂质对反应的干扰；3、本实用新型将氧化石墨烯催化剂过滤回收，循环利用，节约了资源。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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为本实用新型氧化石墨烯催化氧化含烷基酚废水的装置结构示意图。

图中，1-混凝池、2-斜板沉淀塔、31-第一吸附塔、32-第二吸附塔、4-缓冲池、5-树脂氧化罐、6-沉降池、7-过滤塔、8-第一输料泵、9-第二输料泵、10-第三输料泵。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

实施例1：

一种氧化石墨烯催化氧化含烷基酚废水的装置，包括混凝池1、斜板沉淀塔2、第一输料泵8、吸附塔、缓冲池4、第二输料泵9、树脂氧化罐5、沉降池6、过滤塔7、第三输料泵10，所述混凝池1通过管道与斜板沉淀塔2连接，所述第一输料泵8的输入端与斜板沉淀塔2连接，输出端与吸附塔连接，所述吸附塔通过管道与缓冲池4连接，所述第二输料泵9输入端与缓冲池4连接，输出端与树脂氧化罐5连接，所述树脂氧化罐5通过管道与沉降池6、过滤塔7依次连接，所述第三输料泵10输入端与过滤塔7连接，输出端与树脂氧化罐5连接。

含烷基酚的有机废水的处理工艺，包括以下步骤：a)、在混凝池1中加入混凝剂，将含烷基酚的有机废水加入混凝池1中搅拌，去除水中大部分的色度、COD；b)、将混凝池出水通过管道送入斜板沉淀塔2，分离含烷基酚废水中的大颗粒物质；c)、所述斜板沉淀塔出水通过第一输料泵8提升至吸附塔，含烷基酚有机废水自上而下经过吸附塔的活性炭层；d)、吸附塔出水通过管道送入缓冲池4，静置10-16h，第二输料泵9将缓冲池4内的废水提升至树脂氧化罐5，所述树脂氧化罐5密封结构，在树脂氧化罐5内，含烷基酚有机废水被氧化石墨烯催化的硫酸根自由基氧化，将有机物降解为无毒害的小分子有机酸、H2O和CO2等；e)、树脂氧化罐出水通过管道送入沉降池6，氧化石墨烯催化剂经沉降进入过滤塔7，过滤回收的氧化石墨烯通过第三输料泵10送入树脂氧化罐5循环利用。

优选地，所述吸附塔包括第一吸附塔31和第二吸附塔32，所述第一吸附塔31与第二吸附塔32并排串联，所述第一吸附塔31和第二吸附塔32内自上而下设有两层活性炭，两层活性炭平行排列，活性炭粒径为60-80目，使用量为每升废水1.5-2.0g，吸附塔吸附可重复操作，如吸附塔的活性炭层吸附饱和，则需要采用碱液对活性炭层进行再生。

优选地，沉降池6与过滤塔7连接的管道上设有阀门，沉降池内含烷基酚有机废水处理后经沉降池沉降，下次氧化石墨烯从阀门放出，混合部分处理水进入过滤塔，阀门为单向阀门，防止液体回流，过滤塔内部设有过滤箱体，氧化石墨烯通过过滤回收后送入树脂氧化罐循环利用，而上层处理水达标排放或循环利用。

优选地，混凝池1和过滤塔7内设有搅拌装置，搅拌装置包括搅拌电机，旋转轴和搅拌棒，所述搅拌电机固定在混凝池或过滤塔顶部中间位置，所述旋转轴置于混凝池或过滤塔内部，所述旋转轴一段固定在搅拌电机上，另一端固定与搅拌轴固定连接。通过搅拌，使混凝剂与废水接触充分或使过滤塔内加速过滤。

优选地，所述斜板沉淀塔2的顶端设有多块平行斜板，每两块平行斜板之间、有一个很浅的沉淀池，使含烷基酚有机废水与沉降的颗粒在沉淀浅层中相互运动并分离。

优选地，树脂氧化罐5为密封结构，内部含有树脂内衬，防止硫酸根自由基与氧化罐侧壁材料反应。

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。