[发明专利]用于煤化工废水深度处理的吸附-生物降解反应器

说明书

技术领域

本发明属于有机废水的深度处理技术领域，具体涉及用于煤化工废水深度处理的吸附-生物降解反应器。

背景技术

煤化工废水具有成份复杂、味臭色浊、有机物和盐分浓度高、强碱性、难于生物降解等特点。在煤化工废水中除含有氨氮、硫氰化物、硫化物、氰化物等数十种无机物外，还含有酚类、单环及多环芳香族化合物、含氮、硫、氧的杂环化合物、吡啶、咔唑、联苯等多种有机化合物，对水体-水生植物-水生动物及人体健康危害严重。目前国内处理煤化工废水的技术主要采用生化法，工艺路线基本遵行“物化预处理+A／O生化处理+物化深度处理”。吸附-生物降解作为一种联合水处理技术在污水的深度处理中占有重要作用。目前吸附有机污染物最常用的吸附材料可分为物理吸附材料，化学吸附材料和生物吸附材料。其中，物理吸附材料有活性炭、分子筛、沸石、活性白土和粘土矿石等具有高比表面积的固体，具有脱出效率高、富集功能强的优点，但也存在稳定性差、容易脱附、易受温度变化影响等不足。化学吸附材料主要包括硅胶、合成纤维、树脂、利用生物化学以及高分子合成的分子印迹聚合物等。常用的生物吸附材料有阔叶植物，真菌、土壤和水中的微生物等。但是，目前还缺少针对煤化工废水深度处理的吸附材料。

在微生物降解有机物的过程中，需要磷营养元素的参与，煤化工废水中所含有的磷无法满足微生物的要求，但是具有缓释磷功能的吸附剂可以满足这一要求。为增强吸附剂对煤化工废水进行深度处理的效果，需要开发新型的吸附反应器。同时，将反应器的开发和与之相匹配的吸附材料制备相结合进行，使吸附材料的吸附效率得到充分发挥是目前研究的重点之一。目前，还缺少将反应器的开发和与之相匹配的吸附材料制备相结合方面的研究。

发明内容

本发明的目的是提供用于煤化工废水深度处理的吸附-生物降解反应器。本发明的具体内容如下：

用于煤化工废水深度处理的吸附-生物降解反应器由进水口(1)、空气阀(2)、检查孔(3)、连接棒(4)、整流板(5)、布水板(6)、多功能吸附剂(7)、吸附剂出口(8)、砂石(9)、出水口(10)、砾石(11)、筛网(12)、承托板(13)、反应器主体(14)、吸附剂入口(15)组成。反应器主体(14)由三部分构成，分别为上下两个球面和中间圆柱体。进水口(1)、空气阀(2)和检查孔(3)在反应器主体(14)的顶部；连接棒(4)、整流板(5)、布水板(6)、多功能吸附剂(7)、砂石(9)、砾石(11)、筛网(12)、承托板(13)在反应器主体(14)的内部，连接棒(4)将整流板(5)悬挂在反应器主体(14)的上部，布水板置于整流板下方20cm，砾石(11)填充在反应器主体(14)的底部，砾石(11)上部依次为筛网(12)、砂石(9)、承托板(13)和多功能吸附剂(7)；出水口(10)在反应器主体(14)的底部；吸附剂出口(8)和吸附剂入口(15)分别在反应器主体(14)外部，吸附剂出口(8)位于左下侧，紧邻承托板(13)，吸附剂入口(15)位于右上侧，紧邻布水板(6)下方。

其中，所述多功能吸附剂由如下方法制备：

(1)将100mL浓度为0.35mol／L的NH₄HCO₃溶液和100mL浓度为0.62mol／L的NH₄H₂PO₄混合均匀，得到混合液A1，然后用浓度为0.01mol／L的NH₄OH溶液和浓度为0.01mol／L的盐酸溶液调节混合液A1的pH值为9.0，得混合液A；

(2)将200mL混合液A在搅拌条件下缓慢滴加到300mL浓度为0.025mol／L的Ca(NO₃)₂溶液中，得到混合液B；

(3)向混合液B中逐滴加入浓HNO₃至澄清，得到混合液C；

(4)用浓度为0.01mol／L的NaOH溶液和浓度为0.01mol／L的盐酸溶液调节混合液C的pH值为3.5，得到混合液D；

(5)向混合液D中加入100mL浓度为1.1mol／L的NH₄Cl水溶液，混合均匀后得到混合液E；

(6)向混合液E中加入50mL浓度为0.15mol／L的乙二胺四乙酸钙钾溶液，混合均匀后得到混合液F；

(7)将200mL质量分数为11.5％的苯乙烯氯仿溶液、40mL质量分数为9.5％的二乙烯苯氯仿溶液和40mL质量分数为1.5％的偶氮二异丁腈氯仿溶液充分混合，得到混合液M；