公布日：2022.02.11

申请日：2021.11.22

分类号：C02F1/72(2006.01)I;C02F1/30(2006.01)I;B01D53/06(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N

摘要

本发明涉及一种多级转轮连续式处理高浓度有机废水的方法与装置。包括：废水处理器，具有空腔结构；转轮，转轮竖向设置在废水处理器的内部，转轮的内部填充吸波介质，所述吸波介质为负载金属氧化物的活性炭复合材料，金属氧化物为Ni2O3、MnO2或Co2O3中的一种或多种的混合；微波发生器，分别设置在废水处理器的顶部和底部。利用转轮和活性炭复合材料的配合实现废水的连续处理。转轮连续进行废水的吸附氧化‑脱附的过程，使转轮内的活性炭复合材料能够反复使用。

权利要求书

1.一种多级转轮连续式处理高浓度有机废水的装置，其特征在于：包括：废水处理器，具有空腔结构；转轮，转轮竖向设置在废水处理器的内部，转轮的内部填充吸波介质，所述吸波介质为负载金属氧化物的活性炭复合材料，金属氧化物为Ni2O3、MnO2或Co2O3中的一种或多种的混合；微波发生器，分别设置在废水处理器的顶部和底部。

2.如权利要求1所述的多级转轮连续式处理高浓度有机废水的装置，其特征在于：金属氧化物为Ni2O3、MnO2、Co2O3的混合，并且，Ni2O3、MnO2、Co2O3的掺入比例为1~2:2~3:1~2。

3.如权利要求1所述的多级转轮连续式处理高浓度有机废水的装置，其特征在于：所述转轮设置1个或多个，多个转轮间隔设置，每个转轮对应两个微波发生器，每个转轮的外边缘与废水处理器的内壁无间隙配合。

4.如权利要求1所述的多级转轮连续式处理高浓度有机废水的装置，其特征在于：转轮的内部设置隔板，所述隔板将转轮的内部分隔为多个独立的空间。

5.如权利要求1所述的多级转轮连续式处理高浓度有机废水的装置，其特征在于：废水处理器的内部设置挡板，所述挡板与转轮的径向方向一致，挡板一端与转轮的圆心位置相对，挡板的另一端与废水处理器连接。

6.如权利要求1所述的多级转轮连续式处理高浓度有机废水的装置，其特征在于：还包括充氮气装置，充氮气装置与废水处理器连接。

7.如权利要求1所述的多级转轮连续式处理高浓度有机废水的装置，其特征在于：还包括中水收集装置，所述中水收集装置与废水处理器连接。

8.如权利要求1所述的多级转轮连续式处理高浓度有机废水的装置，其特征在于：还包括气液分离器，气液分离器与废水处理器连接。

9.利用权利要求1~8任一所述的多级转轮连续式处理高浓度有机废水的装置进行废水处理的方法，其特征在于：所述方法为：废水处理器内的废水液面维持在转轮的1/2处，使转轮进行旋转，位于废水液面下方的转轮内的吸波介质吸收微波进行废水的氧化处理，在废水液面上方的转轮在微波的作用下，将吸波介质中的污染物脱附；所述吸波介质为负载金属氧化物的活性炭复合材料，金属氧化物为Ni2O3、MnO2或Co2O3中的一种或多种的混合。

10.如权利要求9所述的废水处理的方法，其特征在于：废水处理器内部维持正压，正压范围为10~20Pa；或，转轮内活性炭复合材料的温度为150~180℃；或，转轮的转速为20~25r/d。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种多级转轮连续式处理高浓度有机废水的方法与装置。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

第一方面，一种多级转轮连续式处理高浓度有机废水的装置，包括：

废水处理器，具有空腔结构；

转轮，转轮竖向设置在废水处理器的内部，转轮的内部填充吸波介质，所述吸波介质为负载金属氧化物的活性炭复合材料，金属氧化物为Ni2O3、MnO2或Co2O3中的一种或多种的混合；

微波发生器，分别设置在废水处理器的顶部和底部。

本发明的处理废水的装置，在微波发生器中设置转轮，废水引入废水处理器之后，转轮下部位于废水液面的下方，转轮的上部位于废水液面的上方，废水处理器的顶部和底部都设置有微波发生器，分别对处于液面下部的转轮和液面上部的转轮进行微波辐照，提供微波能，使废水处理能够连续进行，由于转轮内装入的是活性炭复合材料，位于液面下方的转轮对废水进行吸附，使有机物吸附在吸波介质中，然后在微波的作用下有机物被氧化处理；当位于液面下方的转轮转到液面上方时，进行微波辐照使有机物汽化脱附或发生分解反应，脱附后进入到液面下方继续进行废水的吸附处理。

所述负载金属氧化物的活性炭能够更好的对废水中的有机物进行吸附，然后在微波热点效应下，在某些点位形成活性位点，实现局部快速升温到1200℃，促进•OH的形成，进行废水的降解。

所述负载金属氧化物的活性炭能够在微波的作用下，激活被吸附的物质，降低分子之间的相互吸引力快速的进行脱附。

在本发明的一些实施方式中，金属氧化物为Ni2O3、MnO2、Co2O3的混合，并且，Ni2O3、MnO2、Co2O3的掺入比例为1~2:2~3:1~2。所述金属氧化物的混合，与活性炭复合形成一种具有较好的吸波能力，当转轮转出水面后，能够迅速的在微波的作用下，进行脱附，在转轮的很快的转动速度下实现废水的处理，提高废水的处理效果和速度。

在本发明的一些实施方式中，所述转轮设置1个或多个，多个转轮间隔设置，每个转轮对应两个微波发生器，每个转轮的外边缘与废水处理器的内壁无间隙配合。每个转轮都分别对应一个顶部的微波发生器和底部的微波发生器，能够更好的实现每个转轮的微波吸收下的吸附和脱附过程。设置多个转轮，转轮的外边缘与废水处理器的内壁无间隙配合，这样废水可以依次经过多级转轮的处理，提高废水处理效果。

在本发明的一些实施方式中，转轮的内部设置隔板，所述隔板将转轮的内部分隔为多个独立的空间。使各独立空间的吸波介质能够不相互流动，避免影响吸波介质的吸附和脱附过程，影响废水的处理效果。

在本发明的一些实施方式中，废水处理器的内部设置挡板，所述挡板与转轮的径向方向一致，挡板一端与转轮的圆心位置相对，挡板的另一端与废水处理器连接。挡板的上部的再生区，挡板的下部是废水的氧化处理区，避免废水在转轮的转动过程中被扬起等问题，分隔位于再生区的转轮和氧化处理区，有利于进行再生。

在本发明的一些实施方式中，还包括充氮气装置，充氮气装置与废水处理器连接。充氮气装置能够向废水处理器液面上方再生区内通入氮气，维持废水处理器再生区的正压条件，使再生过程进行氮气保护，避免局点打火引发活性炭烧蚀。

在本发明的一些实施方式中，还包括中水收集装置，所述中水收集装置与废水处理器连接。废水处理器处理后得到的中水通入到中水收集装置中进行收集。

在本发明的一些实施方式中，还包括气液分离器，气液分离器与废水处理器连接。进一步包括尾气吸收塔，尾气吸收塔与气液分离器的气体出口连接。废水处理器中抽出一些处理后的气体，所述气体包含转轮中的吸波介质脱附的过程中产生的气体分解产物和一些水蒸气等。

在本发明的一些实施方式中，活性炭采用果壳、椰壳或竹质活性炭。

第二方面，利用上述装置进行废水处理的方法为：

废水处理器内的废水液面维持在转轮的1/2处，使转轮进行旋转，位于废水液面下方的转轮内的吸波介质吸收微波进行废水的氧化处理，在废水液面上方的转轮在微波的作用下，将吸波介质中的污染物脱附实现转轮内活性炭复合介质再生；

所述吸波介质为负载金属氧化物的活性炭复合材料，金属氧化物为Ni2O3、MnO2或Co2O3中的一种或多种的混合。

在本发明的一些实施方式中，废水处理器内部维持微正压，正压范围为10~20Pa。

在本发明的一些实施方式中，转轮内活性炭复合材料的温度为150~180℃，废水的平均温度为40~60℃。所述转轮内活性炭复合材料的温度，有利于活性炭复合材料上的大分子有机质的脱附，有利于在再生区内，实现活性炭复合材料的再生。

在本发明的一些实施方式中，转轮的转速为20~25r/d。

在本发明的一些实施方式中，废水中加入双氧水。采用双氧水作为助剂，起到氧化的作用，微波催化氧化反应过程作为助剂,在双氧水助剂作用下，促进有机质的不间断快速降解。也可采用同类氧化性物质替代双氧水，起微波催化氧化反应过程助剂，整体运行费用低。

本发明一个或多个技术方案具有以下有益效果：

本发明中利用转轮和活性炭复合材料的配合实现废水的连续处理，在废水处理器内转轮的连续旋转，转轮连续进行废水的吸附氧化~脱附的过程，使转轮内的活性炭复合材料能够反复使用；

活性炭复合材料具有较好的吸波特性，在微波热点效应下，在某些点位形成活性点位，实现局部快速升温，促进•OH的形成，在双氧水助剂作用下，促进有机质的不间断快速降解；同时能够在微波的作用下，激活吸附的物质使其快速脱附，提高废水的处理速度。

活性炭复合材料提高了有机质在活性炭上的吸附率，实现持续地吸附、局点升温、氧化降解等一系列反应，完成有机废水的快速降解。

利用多级转轮间隔设置的方式，废水依次经过多级转轮处理，进行多效氧化处理，以保证废水的一次性达标排放。

（发明人：耿文广;王鲁元;李子淳;员冬玲;孙荣峰;刘芳）