一种利用微反应器高效连续处理养殖污染物的方法技术

本申请公开了一种利用微反应器连续高效处理水污染物的方法。该方法包括将待处理液体和氧化性气体共同通入装填有固相物质的微反应器，发生化学反应，得到净化液体；其中，所述待处理液体含有养殖污染物；所述氧化性气体中含有臭氧。该方法利用微反应器来降解养殖污染物，通过提高气液传质速率，可以显著提高臭氧降解养殖污染物的效率。降解养殖污染物的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种利用微反应器高效连续处理养殖污染物的方法


[0001]本申请涉及一种利用微反应器连续高效处理水污染物的方法，属于环境净化


技术介绍

[0002]近年来，随着我国养殖行业迅速发展，产品质量受养殖环境中危害因子(持久性有机污染物、内分泌干扰物等)及投入品(农兽药、杀菌剂、抗生素、调肥剂、调水剂等)影响日益严重。这些难降解污染物具有毒性、致癌性、致畸性和致突变性，它们不仅对环境和动植物有害，而且也存在对人类潜在的危害。目前，处理养殖废水的技术主要包括物理处理技术(如过滤技术、吸附技术、萃取技术)、化学处理技术(电化学氧化技术、臭氧技术、芬顿氧化技术)和生物处理技术(如活性污泥法、生物膜法)。在难降解污染物的降解方法中，臭氧氧化降解法因其产生的有害分解中间产物少，臭氧氧化能力强(氧化电位2.08v)而得到广泛应用。
[0003]臭氧是一种绿色、无污染、有效的氧化剂。臭氧氧化降解难降解的污染物一般包括两种机理：直接臭氧氧化和间接臭氧氧化。在较低的pH值下，臭氧以分子形式与具有特定官能团的化合物发生选择性反应，如芳香族化合物(直接臭氧氧化)。另一方面，在碱性和催化条件下，臭氧可以分解为比臭氧分子(间接臭氧氧化)具有更高氧化电位的羟基自由基(
·
OH)。特别是在催化剂的存在下，臭氧的利用率和反应速率将大大提高。
[0004]然而，臭氧(或羟基自由基)与污染物的反应速度很快，臭氧对液体溶解速率极大限制了反应速率。另外，臭氧容易分解(臭氧分解速率常数：7.32
×
10-4
s-1
，温度为20℃，初始pH值为7，水中臭氧浓度为8mg/L)，如果反应时间较长，臭氧利用效率会降低。因此，现有技术中，利用单独臭氧氧化降解污染物的效率并不高。

技术实现思路

[0005]根据本申请的一个方面，提供了一种处理养殖污染物的方法，该方法利用微反应器强化气液传质，来快速降解养殖中的难降解污染物，可以显著提高臭氧利用率和提高降解污染物的效率。
[0006]一种利用微反应器连续高效处理水污染物的方法，将待处理液体和氧化性气体共同通入装填有固相物质的微反应器中，发生化学反应，得到净化液体；其中，所述待处理液体含有污染物；所述氧化性气体中含有臭氧。
[0007]具体地，将待处理液体，在氧化性气体环境中，与固相物质接触，反应，得到净化液体；其中，所述待处理液体含有污染物；所述氧化性气体中含有臭氧。
[0008]本申请中，含有污染物的待处理液体为液相，含有臭氧的氧化性气体为气相，再与固相物质协同，通过微反应器的作用，实现了降解养殖中的难降解污染物。
[0009]可选地，本申请中的微反应器中的微通道的径向尺寸在5～800μm。
[0010]本申请中的固相物质在微反应器中堆积后，可以形成一定的空隙率，以便于液相
和气相流动。
[0011]优选地，固相物质堆积后的空隙率为30～40％。
[0012]可选地，所述固相物质包括惰性颗粒、活性颗粒中的至少一种；
[0013]其中，所述惰性颗粒为没有催化活性中心的固体颗粒；
[0014]所述活性颗粒为具有催化活性中心的固体颗粒。
[0015]优选地，所述固相物质的粒径为100～1500μm。
[0016]可选地，所述惰性颗粒包括陶瓷颗粒、塑料颗粒、金属颗粒中的至少一种。
[0017]具体地，例如，陶瓷颗粒包括氧化锆陶瓷颗粒、氮化硅陶瓷颗粒、氮化铝陶瓷颗粒中的任一种。
[0018]例如，塑料颗粒包括聚乙烯塑料颗粒、聚丙烯塑料颗粒、聚氯乙烯塑料颗粒中的任一种。
[0019]例如，金属颗粒包括碳钢金属颗粒、不锈钢金属颗粒中的任一种。
[0020]可选地，所述活性颗粒包括分子筛、活性炭、金属氧化物中的至少一种。
[0021]具体地，例如，分子筛包括天然沸石、合成沸石中的任一种。
[0022]金属氧化物包括如氧化铝、二氧化硅、四氧化三铁、铜-锰负载的氧化铝、氧化锰负载的氧化铝中的任一种。
[0023]可选地，所述污染物包括有养殖污染物。
[0024]具体地，本申请中的养殖污染物，是指养殖生产过程中产生的对环境、动植物甚至人类造成不良影响的污染物。利用本申请中的微反应器降解方法，均具有很好的效果。
[0025]可选地，所述有机污染物包括酚类化合物、含氮芳香化合物中的任一种。
[0026]可选地，所述酚类化合物包括苯酚、壬基酚、双酚A、己烯雌酚中的任一种。
[0027]可选地，所述含氮芳香化合物选自杀菌剂类芳香化合物、抗生素类芳香化合物中的任一种。
[0028]可选地，所述杀菌剂类芳香化合物包括孔雀石绿、磺胺嘧啶、磺胺噻唑、双甲脒的任一种。
[0029]可选地，所述抗生素类芳香化合物包括诺氟沙星、恩诺沙星、环丙沙星、氯霉素、阿莫西林中的任一种。
[0030]可选地，所述氧化性气体中还含有氧气。
[0031]具体地，本申请中的氧化性气体可以为臭氧与氧气的混合气体，或者也可以臭氧与惰性气体的混合气体。
[0032]可选地，所述反应的条件包括：
[0033]所述污染物在所述待处理液体中的浓度为50～1000mg/L；
[0034]所述臭氧在所述氧化性气体中的浓度为25～130mg/L；
[0035]所述待处理液体的pH为4～11。
[0036]具体地，污染物在待处理液体中的浓度的上限独立地选自60mg/L、200mg/L、400mg/L、500mg/L、600mg/L、800mg/L、1000mg/L；污染物在待处理液体中的浓度的下限独立地选自50mg/L、200mg/L、400mg/L、500mg/L、600mg/L、800mg/L、950mg/L。
[0037]优选地，污染物在待处理液体中的浓度为60～600mg/L。
[0038]进一步优选地，污染物在待处理液体中的浓度为60～500mg/L。
[0039]具体地，臭氧在氧化性气体中的浓度的上限独立地选自41mg/L、60mg/L、84mg/L、102mg/L、128mg/L；臭氧在氧化性气体中的浓度的下限独立地选自25mg/L、41mg/L、60mg/L、84mg/L、102mg/L。
[0040]优选地，臭氧在所述氧化性气体中的浓度为84mg/L～128mg/L。
[0041]进一步优选地，臭氧在所述氧化性气体中的浓度为100mg/L～128mg/L。
[0042]具体地，待处理液体的pH为待处理液的初始pH。
[0043]待处理液体可以为酸性，或者中性，或者碱性。
[0044]优选地，待处理液体为碱性。
[0045]可选地，待处理液体的pH的取值范围为4≤pH＜7。
[0046]可选地，待处理液体的pH的取值范围为7≤pH＜8。
[0047]可选地，待处理液体的pH的取值范围为8≤pH本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用微反应器连续高效处理水污染物的方法，其特征在于，将待处理液体和氧化性气体共同通入装填有固相物质的微反应器中，发生化学反应，得到净化液体；其中，所述待处理液体含有污染物；所述氧化性气体中含有臭氧。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固相物质包括惰性颗粒、活性颗粒中的至少一种；其中，所述惰性颗粒为没有催化活性中心的固体颗粒；所述活性颗粒为具有催化活性中心的固体颗粒。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述惰性颗粒包括陶瓷颗粒、塑料颗粒、金属颗粒中的至少一种；所述活性颗粒包括分子筛、活性炭、金属氧化物中的至少一种。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固相物质的粒径为100～1500μm。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述污染物包括养殖污染物。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述养殖污染物包括酚类化合物、含氮芳香化合物中的任一种；优选地，所述酚类化合物包括苯酚、壬基酚、双酚A、己烯雌酚的任一种；优选地，所述含氮芳香化合物选自杀菌剂类...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴立冬，张吉松，曹强，桑乐，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：