动，在到达固液分离系统3时，由于水的冲力减小，会再落回流化反应体2的底部。
[0045]具体的，进水在推流桨41的作用下形成涡流状的水流，流化反应载体5是通过水流的冲力处于流化状态，在充分吸收微波能后在其表面形成“热点”(高温区)，苯类及其衍生物的化学反应在“热点”进行；然后，在水体从环腔21进入到固液分离系统3时，由于水流通过截面变大，在同样的水量下流速变小，使水流对流化反应载体5的冲力变小，从而流化反应载体5会自然下落。
[0046]在排水方面，由于该流化反应装置的总容积固定，而且运行过程为连续运行:从进水口 6会有一定流量的水进入到反应装置中，进水通道22自上而下、再自下而上流到反应装置上部时，多余的水通过固液分离系统3中的溢流堰被排出，再通过出水口 7排到外部。
[0047]进一步的，环腔21通过支撑架23固定在微波谐振腔I内，使整体结构更加稳固和可靠。
[0048]此外，本发明还提供一种处理苯类及其衍生物的方法，其包括如下步骤:
[0049]S1、将待净化的水体(污水)与催化剂同时通过进水口输送至流化反应体中，并与流化反应载体充分接触；利用推流桨使流化反应载体随水体一起处于流化状态；
[0050]S2、通过微波谐振腔提供微波环境，流化反应载体吸收微波能后在其表面形成高温区，利用高温区使水体中的苯类及苯类衍生物在催化剂的作用下发生分解、氧化反应，从而对水体进行净化；
[0051 ] S3、净化后的水体流入至固液分离系统，通过固液分离系统分离混合在净化水体中的流化反应载体，并将流化反应载体回流至流化反应体内继续参与反应，而部分分离后的净化水体则通过出水口排出。
[0052]其中，步骤SI还包括:催化剂包括次氯酸钠、过氧化氢、高锰酸钾、过硫酸铵、三氯化铁、硫酸亚铁、高氯酸盐中的一种或者多种。
[0053]其中，步骤S2还包括:调节流化反应体中溶液的pH为1-3，控制反应时间为20-120min，控制反应过程中液体温度在20_80°C。
[0054]其中，步骤S2还包括:微波的频率包括915兆赫或2450兆赫中的一种或两种。
[0055]其中，步骤S3还包括:在出水口处将净化水体的pH调至6-9。
[0056]该处理方法可有效去除污水中的苯类及其衍生物，具体可以如下几个实施例进行说明:
[0057]实施例一
[0058]本实施例一为利用该微波流化反应装置处理精细化工废水，废水中主要污染物质为苯酚、二甲苯、间二苯酚、邻甲苯等含有苯环类物质，其处理方法经过下列工艺步骤:
[0059]将污水调节pH至2，通过进水口进入微波反应流化装置，投加500mg/l的次氯酸钠和25mg/l的三氯化铁，在微波反应流化装置中的停留时间为40min，出水通过石灰乳调节至pH8。处理后原水的COD值(英文名称为Chemical Oxygen Demand，中文名称为化学需氧量)由520mg/l降至60.3mg/l，苯酚去除率为98 %、二甲苯去除率达到95 %、间二苯酚去除率达到94 %、邻甲苯去除率达到91%。
[0060]实施例二
[0061]本实施例二为利用该微波流化反应装置处理焦化废水生化出水，废水中主要污染物质为2，5- 二叔丁基酚、邻苯二甲酸二丁酯等苯环类物质，其处理方法经过下列工艺步骤:
[0062]将污水调节pH至1.8，通过进水口进入微波反应流化装置，投加300mg/l的过氧化氢，在微波反应流化装置中的停留时间为60min，出水通过石灰乳调节pH至7.5。处理后原水的COD值由240mg/l降至58mg/l，2，5-二叔丁基酚去除率为98%、邻苯二甲酸二丁酯去除率为83%。
[0063]实施例三
[0064]本实施例三为利用该微波流化反应装置处理垃圾渗滤液生化出水，废水中主要污染物质为2，4-双(1，1- 二甲基乙基)苯酚、苯酚、苯基甲酮、2，5- 二氢甲基苯胺、4-甲氧基-3-甲基苯酚、N- 丁基苯磺酰胺等物质，其处理方法经过下列工艺步骤:
[0065]将污水调节pH至1，通过进水口进入微波反应流化装置，投加240mg/l的过氧化氢、100mg/l的高锰酸钾，在微波反应流化装置中的停留时间为15min，出水通过石灰乳调节至pH9。处理后原水的COD值由890mg/l降至91mg/l，其中苯基甲酮去除率为93 %、2，5- 二氢甲基苯胺去除率为98%、4-甲氧基-3-甲基苯酚去除率为91%、N- 丁基苯磺酰胺去除率为96%。
[0066]综上所述，本发明微波流化反应装置及处理苯类及其衍生物的方法，具有如下优占.V.
[0067]一、微波辐射均匀，反应充分:微波的穿透深度根据微波强度和频率的不同及受体的不同会受到一定的限制，本装置中的载体和反应物均处于流化状态，可使反应载体和反应物充分接触微波，从而保证反应的充分性。
[0068]二、在常温常压下进行，操作简单:对于苯类及其衍生物此类难降解物质，通过一般的氧化方法，如芬顿氧化、臭氧催化氧化等无法去除。湿式氧化、超临界氧化法对苯类及其衍生物具有一定的去除效果，但均需要在高温高压下进行，其中湿式氧化在高温150-350°C、高压0.5-20MPa条件；超临界氧化在高温400-600°C、高压30_40MPa条件，其反应条件苛刻，能耗高，操作繁琐。通过本装置处理苯及含有苯类衍生物，在常温常压下进行，并且可连续操作。
[0069]三、可连续运行:将微波作为水处理反应过程中的反应介质，由于需要保障微波辐射的均匀性、并且需要在反应过程中加入其他反应药剂及载体材料，所以使其连续运行，提高反应效率是在工程上需要解决的最大的问题。本装置通过设计达到了连续操作的目的。
[0070]四、微波无泄露:微波在大能量或长时间的辐射下，会给人体健康带来不利的影响。本装置通过设置微波谐振腔，有效防护微波的泄漏。
[0071]五、固液充分分离:本装置中通过设置固液分离系统，使装置中的反应流化载体与液体达到有效分离的效果，避免反应流化载体的损失，并保证处理后水中无固体杂质。
[0072]本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
【主权项】
1.一种微波流化反应装置，其特征在于，包括: 微波谐振腔⑴； 流化反应体(2)，所述流化反应体(2)设置于所述微波谐振腔(I)内，在流化反应体(2)内设有流化反应载体(5)； 固液分离系统(3)，所述固液分离系统(3)连接于流化反应体(2)，在固液分离系统(3)上分别设有进水口(6)和出水口(7)； 搅拌器(4)，所述搅拌器(4)上设置有推流桨(41)，所述推流桨(41)的一端穿过固液分离系统(3)后伸入至流化反应体(2)内。
2.根据权利要求1所述的微波流化反应装置，其特征在于，所述固液分离系统(3)通过斜面体(31)与流化反应体(2)连接。
3.根据权利要求1所述的微波流化反应装置，其特征在于，所述流化反应体(2)包括分别与固液分离系统(3)连通的环腔(21)和进水通道(22)，所述进水通道(22)位于环腔(21)的中部，且与所述环腔(21)的底部连通，所述推流桨(41)的一端穿过固液分离系统(3)后伸入至进水通道(22)中。
4.根据权利要求3所述的微波流化反应装置，其特征在于，所述环腔(21)通过支撑架(23)固定在微波谐振腔(I)内。
5.根据权利要求1所述的微波流化反应装置，其特征在于，所述流化反应载体(5)包括沸石、复合铁氧体、活性炭、碳化硅中的一种或几种；所述流化反应载体(5)的密度为0.9-1.lkg/m3。
6.一种根据权利要求1-5中任一项所述的微波流化反应装置处理苯类及其衍生物的方法，其特征在于，包括如下步骤: 51、将待净化的水体与催化剂同时通过进水口输送至流化反应体中，并与流化反应载体充分接触；利用推流桨使流化反应载体随水体一起处于流化状态； 52、通过微波谐振腔提供微波环境，流化反应载体吸收微波能后在其表面形成高温区，利用高温区使水体中的苯类及苯类衍生物在催化剂的作用下发生分解、氧化反应，从而对水体进行净化； 53、净化后的水体流入至固液分离系统，通过固液分离系统分离混合于净化水体中的流化反应载体，并使流化反应载体回流至流化反应体内继续参与反应，部分分离后的净化水体则通过出水口排出。
7.根据权利要求6所述的处理苯类及其衍生物的方法，其特征在于，步骤SI包括:所述催化剂包括次氯酸钠、过氧化氢、高锰酸钾、过硫酸铵、三氯化铁、硫酸亚铁、高氯酸盐中的一种或者多种。
8.根据权利要求6所述的处理苯类及其衍生物的方法，其特征在于，步骤S2包括:调节流化反应体中溶液的pH为1-3，控制反应时间为10-120min，控制反应过程中液体温度为20-80。。。
9.根据权利要求6所述的处理苯类及其衍生物的方法，其特征在于，步骤S2包括:所述微波的频率包括915兆赫或2450兆赫中的一种或两种。
10.根据权利要求6所述的处理苯类及其衍生物的方法，其特征在于，步骤S3包括:在出水口处将净化水体的pH调至6-9。
【专利摘要】本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种微波流化反应装置及处理苯类及其衍生物的方法。该微波流化反应装置包括微波谐振腔、流化反应体、固液分离系统和搅拌器；所述流化反应体设置于所述微波谐振腔内，在流化反应体内设有流化反应载体；所述固液分离系统连接于流化反应体，在固液分离系统上分别设有进水口和出水口；所述搅拌器上设置有推流桨，所述推流桨的一端穿过固液分离系统后伸入至流化反应体内。该微波流化反应装置通过微波谐振腔提供微波环境；并在流化反应体内使反应载体与液体充分接触微波；而且，通过固液分离系统有效实现了固液分离，整体操作简单，可连续性运行。
【IPC分类】C02F1-30, C02F1-72, B01J19-12, C02F101-32, B01J8-24, C02F1-02
【公开号】CN104707551
【申请号】CN201510091853
【发明人】胡德録, 陆宇晖, 彭建雄, 宋锦兰
【申请人】北京科益创新环境技术有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年2月28日