一种以磁性活性炭为载体的酚类废水处理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于污水处理技术领域，涉及一种以磁性活性炭为载体的酚类废水处理系统。
【背景技术】
[0002]以苯酚为代表的酚类化合物是工业废水中的主要污染物之一，它广泛存在于石油，煤化工，制药，树脂，橡胶，木材防腐，纺织，皮革，造纸等行业。这种废水毒性大、污染范围广，若不经处理直接排放会对大多数生物活性体都能产生毒性，引起蛋白质变性、凝固和组织的损伤、坏死乃至全身中毒，对人类健康及环境造成极大危害与污染。
[0003]固载酶催化降解处理系统是目前常用的工业酚类废水处理系统，但是研究发现，很多固载酶从催化体系中分离不彻底，重复利用性不高。因此在实际应用中，造成后处理过程复杂以及使用成本高昂的问题。因此，如何在降解过程中简化工艺流程，增强其重复利用性就成为限制固载酶实际运用范围的关键问题，而基于新型磁性载体并引入微波能量辐照的技术手段则是实现该目标的有效途径之一。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种以磁性活性炭为载体的酚类废水处理系统，解决了现有固载酶废水处理系统中固载酶不能被彻底从催化体系中分离，以及重复利用性不高、成本高的问题。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是，一种以磁性活性炭为载体的酚类废水处理系统，包括蠕动栗A，蠕动栗A的进水口与废水储存罐连接，蠕动栗A的出水口与放置在微波发生器上方的反应器进水口连接，反应器的出水口与过滤器通过管道A连接，过滤器的出水口与液体收集槽连接。
[0006]本实用新型的特征还在于，
[0007]蠕动栗A为BT100L流量型智能蠕动栗。
[0008]反应器上设有电磁铁。
[0009]电磁铁为吸盘式电磁铁。
[0010]反应器的内设有催化酶存储罐，催化酶存储罐中装有磁性活性炭，磁性活性炭上吸附有固载酶。
[0011]反应器中装有搅拌器。
[0012]管道A上设有蠕动栗B。
[0013]蠕动栗B为BT102S调速型蠕动栗。
[0014]本实用新型的有益效果是，利用磁性活性炭构建固载酶体系催化降解工业废水中的酚类物质，同时引入微波辐照加速降解中间产物。基于磁性吸附的分离手段简化了后处理过程，提高了分离效率，在实际应用中有利于简化工艺处理流程，减少反应时间。同时微波辐照的引入加快了活性炭载体的再生和固载酶催化降解速率，也在一定程度上降低了工业酚类废水处理的成本。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型以磁性活性炭为载体的酚类废水处理系统的结构示意图。
[0016]图中，1.蠕动栗A，2.废水储存罐，3.微波发生器，4.反应器，5.过滤器，6.管道A，7.液体收集槽，8.电磁铁，9.蠕动栗B。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0018]本实用新型一种以磁性活性炭为载体的酚类废水处理系统的结构如图1所示，包括蠕动栗Al，蠕动栗Al的进水口与废水储存罐2连接，蠕动栗Al的出水口与放置在微波发生器3上方的反应器4进水口连接，反应器4的出水口与过滤器5通过管道A6连接，过滤器5的出水口与液体收集槽7连接。其中，蠕动栗Al为BT100L流量型智能蠕动栗。反应器4上设有电磁铁8。电磁铁8为吸盘式电磁铁。反应器4的内设有催化酶存储罐，催化酶存储罐中装有磁性活性炭，磁性活性炭上吸附有固载酶。反应器4中装有搅拌器。管道A6上设有蠕动栗B9。蠕动栗B9为BT102S调速型蠕动栗。
[0019]利用本实用新型系统进行酚类废水处理的过程为:蠕动栗A将废水储存罐中的废水抽至反应器中，随后开启微波发生器，调节微波功率550W，设定温度75 ± TC ;根据反应器中废水的量，设定搅拌器在200r/min搅拌条件下，将催化酶存储罐内吸附在磁性活性炭上的固载酶加入到反应器中(一般地，每吨废水加入40g固载酶)，随后再向其中加入过氧化氢溶液，其浓度为0.3mol/L，加入量为每顿废水加入2.5L，反应2.5h后;关闭搅拌器，给电磁铁通电，将吸附在磁性活性炭上的固载酶借助磁性吸附与废水分离，吸附在反应器壁上;随后经固载酶催化与活性炭联合吸附处理后的水在蠕动栗B的作用下送入过滤器，过滤后进入液体收集槽；当液体完全转移入收集槽后，保持电磁铁通电状态，增大微波发生仪功率为750w，设定温度100°C，时间25min，完成吸附载体的再生准备进行二次处理，至此工业酚类废水处理完成。
[0020]其中，磁性活性炭的制备过程为:将摩尔比为3:1的FeCl3.6H20与FeSO4.7H20的混合溶液，加入一定量预处理后的活性炭使活性炭和铁盐质量比为4:3，加热至70°C在快速机械搅拌条件下滴加5mol/L的氢氧化钠溶液25mL，充分反应后用去离子水反复洗涤产物至中性。在105°C下干燥，研磨后得到磁性复合吸附材料。固载酶的制备过程为:取磁性活性炭，将其分散在磷酸盐缓冲溶液中，得浓度为0.2mol/L的混合溶液;将混合溶液超声波振荡30min促进其均匀分散，向混合溶液加入浓度为5mg/mL的HRP溶液(混合溶液与HRP溶液的用量比为4:1)，在冰浴冷却条件下搅拌8h。然后通过电磁吸附装置分离，将得到的沉淀用磷酸盐缓冲溶液充分洗涤后，即得。
[0021]本实用新型实现了微波能量辐照、固载酶生物催化、活性炭吸附同时进行的三元复合降解体系。基于磁性活性炭的固载酶体系对工业废水中的酚类物质能够有效催化降解，同时作为载体的活性炭自身对于酚类物质也有直接吸附作用，而微波辐照则通过高温热解、自由基氧化、超临界水氧化等方式实现废水中苯酚的降解，这几种方式对降解起到了协同作用，能够达到较高的降解效率。其次，催化降解过程中，生成的中间降解产物及自由基聚合物对固载酶的活性中心有一定影响，从而降低固载酶催化活性。但本实用新型则以磁性活性炭为固定化酶载体，其对微波具有较强的吸附作用，采用微波辐照不但能够加速分解催化过程中结合在载体上的无活性的中间产物、分解聚合物沉淀，提高催化效率，而且微波的热效应也能促进活性炭的再生，降低处理成本。其次，所采用的载体具有磁性，当降解过程结束后，可直接借助电磁装置的吸附作用对固载酶与液体进行分离处理，不需要进行二次离心操作。这大大缩短了工艺流程所需时间，而且避免了离心过程中固载酶的损失，在实践过程中，减小了多步处理对固载酶二级空间结构与催化活性的不利影响，降解体系的重复利用性也有一定程度提高。
【主权项】
1.一种以磁性活性炭为载体的酚类废水处理系统，其特征在于，包括蠕动栗A( 1)，蠕动栗A( 1)的进水口与废水储存罐(2)连接，蠕动栗A (1)的出水口与放置在微波发生器(3)上方的反应器(4)进水口连接，反应器(4)的出水口与过滤器(5)通过管道A(6)连接，过滤器(5)的出水口与液体收集槽(7)连接。2.根据权利要求1所述的一种以磁性活性炭为载体的酚类废水处理系统，其特征在于，所述蠕动栗A(1)为BTlOOL流量型智能蠕动栗。3.根据权利要求1所述的一种以磁性活性炭为载体的酚类废水处理系统，其特征在于，所述反应器(4)上设有电磁铁(8)。4.根据权利要求3所述的一种以磁性活性炭为载体的酚类废水处理系统，其特征在于，所述电磁铁(8)为吸盘式电磁铁。5.根据权利要求3所述的一种以磁性活性炭为载体的酚类废水处理系统，其特征在于，所述反应器(4)的内设有催化酶存储罐，催化酶存储罐中装有磁性活性炭，磁性活性炭上吸附有固载酶。6.根据权利要求5所述的一种以磁性活性炭为载体的酚类废水处理系统，其特征在于，所述反应器(4)中装有搅拌器。7.根据权利要求1所述的一种以磁性活性炭为载体的酚类废水处理系统，其特征在于，所述管道A(6)上设有蠕动栗B (9)。8.根据权利要求7所述的一种以磁性活性炭为载体的酚类废水处理系统，其特征在于，所述蠕动栗B(9)为BT102S调速型蠕动栗。
【专利摘要】本实用新型公开了一种以磁性活性炭为载体的酚类废水处理系统，包括蠕动泵A，蠕动泵A的进水口与废水储存罐连接，蠕动泵A的出水口与放置在微波发生器上方的反应器进水口连接，反应器的出水口与过滤器通过管道A连接，过滤器的出水口与液体收集槽连接。本实用新型利用磁性活性炭构建固载酶体系催化降解工业废水中的酚类物质，同时引入微波辐照加速降解中间产物。基于磁性吸附的分离手段简化了后处理过程，提高了分离效率，在实际应用中有利于简化工艺处理流程，减少反应时间。同时微波辐照的引入加快了活性炭载体的再生和固载酶催化降解速率，也在一定程度上降低了工业酚类废水处理的成本。
【IPC分类】C02F3/34, C02F101/34
【公开号】CN205328710
【申请号】CN201620060413
【发明人】张锋
【申请人】宝鸡文理学院
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年1月21日