一种电子束辐照催化协同超声曝气降解有机污染物的方法

文档序号:34737745发布日期:2023-07-12 21:39阅读:51来源:国知局

本发明涉及污水处理领域,具体涉及电子束电子束辐照催化协同超声曝气降解有机污染物的降解方法及其应用。


背景技术:

1、印染纺织、医药化工、煤化工、垃圾填埋场等行业存在大量高浓度、难降解的高分子有机污染物。有机污水是指以有机污染物为主的污水,有机污水易造成水质富营养化,危害比较大。有机污水存在以下特点:1、有机物浓度高。通常cod大于2000mg/l,某些污水的cod甚至高达几万乃至几十万mg/l,而相比而言,bod值较低,很多废水bod与cod的比值小于0.3。2、成分复杂。有些有机污水含有毒性物质,可能含有硫化物、重金属、氮化物、芳香族化合物、杂环化合物和其他有毒有机物等。3、色度高,有异味。有些有机污水散发恶臭,给环境以及周围居民造成极大困扰。4、具有强酸强碱性。大部分工业产生的有机污水通常呈现强酸和强碱性。5、难以通过生物降解方式直接处理有机污水中所含的有机污染物。

2、随着“水十条”等政策的实施,对难降解有机污水进行深度处理达到环境排放标准成为行业内的重要需求。传统的有机污水处理工艺包括预处理、生化处理、吸附、高级氧化、膜分离等深度处理技术。这些传统工艺存在显著的技术瓶颈:难以降解大部分长链污染有机物;需要搭建多级处理单元,导致处理工艺流程冗长、成本高、操作复杂、稳定性差等问题;需要通过添加大量化学药剂,处理过程产生大量危废污泥,增加了危废处理成本环境隐患风险;大量使用溶解态氧化剂等,增加了污水中的盐度和其他有毒有害组分,难以达到环境排放标准。

3、近年来,电子束辐照处理污水在行业内逐渐推广。该技术在处理废水过程中,不会产生和排放有毒害副产物,不会对周边居民的环境与生活造成不良影响,具有很强市场竞争力。但是单纯使用电子束辐照处理污水,还是存在难以有效降解高分子有机污水、效率低和成本高等问题。因此,提高电子束污水处理技术的降解效率、降低处理成本具有重要意义。


技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术所存在的上述问题,提供了一种高效降解有机污水中高分子化合物的方法。本发明通过将加入多元金属材料催化剂的电子束辐照技术、曝气技术和超声技术集成,能够高效地降解高分子有机化合物,尤其是针对高浓度有机化合物、难降解、长链的高分子有机物具有很好的降解效果,并且成本低,高效;能够特别适用于废水及废弃物处理中,从而实现彻底降解有机污染物至排放标准,经济性好且无新增危废和盐度风险等优点。

2、本发明提供了一种高分子有机化合物的降解方法,该降解方法包括以下步骤:第一步:电子束辐照污水;第二步:污水底部进行曝气;第三步:对曝气进行超声处理。

3、优选地,第一步电子束辐照污水过程中可以加入催化剂提高降解率;

4、优选地,所述催化剂为多元金属化合物材料,该多元金属化合物材料包括多种金属元素和氧元素;

5、优选地,所述多种金属元素包括镁、铬、锰、铁、钴、镍和铜中的一种或多种;

6、第二步污水底部进行曝气的气体中含有臭氧,臭氧的体积分数为5%-100%,臭氧曝气量为0.01~1mg/l;

7、优选地,臭氧的体积分数60%-80%,臭氧曝气量为0.01~0.1mg/l;

8、优选地,曝气盘采用核孔膜作为曝气孔,核孔膜的孔密度为1010-1012个/cm2,孔尺寸为直径0.1-10微米。

9、第三步曝气同时进行超声处理,超声的频率为28-120khz,优选为30-80khz;

10、超声处理功率为0.05-1kw/m3,优选为0.1-0.5kw/m3。

11、超声处理与曝气步骤的时间间隔小于5min,优选为小于30s。

12、优选地,第一步电子束辐照污水过程,所述电子束辐照的能量为1-10mev,束流强度为80-300ma,优选为,电子束辐照的能量为2-3mev,束流强度为100-200ma。

13、优选地,第一步电子束辐照污水过程中,电子束辐照的方式为脉冲辐照,单次辐照时间为0.01-2s,脉冲次数为1-3次。优选为,单次辐照时间为0.5-1ss。

14、在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。



技术特征:

1.一种电子束辐照催化协同超声曝气降解有机污染物的协同工艺,其特征在于,该降解工艺包括以下步骤的组合:电子束辐照污水;污水底部进行曝气;曝气的同时进行超声处理。

2.根据权利要求1所述的降解方法,其中,电子束辐照污水过程中可以加入催化剂提高降解率;其中,所述催化剂为多元金属化合物材料,该多元金属化合材料包括多种金属元素,为镁、铬、锰、铁、钴、镍和铜的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的降解方法,其中,污水底部进行曝气的气体中含有臭氧,臭氧的体积分数从5%-100%,臭氧曝气量为0.01~1mg/l。

4.根据权利要求1所述的降解方法,曝气的同时进行超声处理,超声的频率为28-120khz。

5.根据权利要求1所述的降解方法,其中,所述电子束辐照的能量为1-10mev,束流强度为80-300ma;

6.根据权利要求1所述的降解方法,其中,电子束辐照的方式为脉冲辐照,单次辐照时间为0.01-2s,脉冲次数为1-3次。

7.根据权利要求1所述的降解方法,超声处理与曝气步骤的时间间隔小于5min,优选为小于30s。


技术总结
本发明涉及一电子束辐照催化协同超声曝气降解有机污染物的协同工艺及其应用。降解方法包括:电子束辐照污水的同时在污水底部进行曝气,并对曝气进行超声处理。其中,污水底部进行曝气的气体中含有臭氧,臭氧的体积分数从5%‑100%;超声处理的频率为28‑120kHz。电子束辐照污水过程中可以加入催化剂提高降解率;其中,所述催化剂为多元金属化合物材料,该多元金属化合材料包括多种金属元素,为镁、铬、锰、铁、钴、镍和铜中的一种或多种。

技术研发人员:王忠,曹留烜,梁爱凤,缪惠芳,张建,郑烨峣,朱均煜
受保护的技术使用者:清华大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/13
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1