专利名称：微波强化有机膨润土处理废水装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种微波强化有机膨润土处理废水装置。更具体地说，将有机膨润土与待处理废水混合后，通过微波辐照，强化吸附过程，迅捷高效地达到废水处理的目的。
背景技术：
有机膨润土是用有机阳离子(有机铵盐、季铵盐等)取代蒙脱石(膨润土的主要成分)中的层间可交换阳离子，从而使得膨润土由亲水疏油性改为具有亲油疏水性。由于有机相进入膨润土层间，能以“相似相溶”的方式吸附水中的有机污染物。可作为吸附剂用于环保领域的废水处理。
目前，使用有机膨润土处理废水的传统反应装置即一般的吸附反应器，可以是间歇式、连续式或半连续式反应器。间歇式反应装置是将待处理废水与有机膨润土在容器中混合，在常温或恒温下以搅拌方式促进吸附反应进行。由于吸附过程是一个缓慢的动态平衡过程，这种方法在实际应用时需60min以上的反应时间以确保达到吸附平衡，耗时耗能严重，且处理能力受到限制。而连续式或半连续式反应装置由于无法保证足够的固液接触时间，去除效果不理想。此外，为达到较好的固液接触效果，传统装置对所使用的有机膨润土的粒度要求较高，必然增加有机膨润土的制备成本，因此不利于工业化推广应用。
微波具有热效应与非热效应，可以加快反应速度或改变反应进程，已广泛应用于多个行业，因此，本装置应用微波实施强化吸附，与传统方法相比具有明显优势。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种微波强化有机膨润土处理废水装置。
一种微波强化有机膨润土处理废水装置具有微波反应器、微波传输电缆或波导、微波功率源，在微波反应器上设有吸附反应腔、观察窗。
另一种微波强化有机膨润土处理废水装置依次具有微波反应器、微波传输电缆或波导、微波功率源，在微波反应器上设有吸附反应腔，吸附反应腔为盘管式，并设有进口管、进口阀、出口管、出口阀。
本实用新型的优点是1)微波强化有机膨润土处理废水，可大大缩短反应时间。使用微波辐照处理，进行有机膨润土吸附处理废水，吸附反应速度明显加快，与常规法相比，可节时90％以上。
2)工艺简化，能耗大幅降低。微波强化法可省去恒温、搅拌等工艺，大大简化了吸附工艺，省去搅拌工艺节能达40％左右。
3)处理效果明显，去除率稳定，使用本装置处理后的废水经过沉降或过滤等固液分离方法，可达到直接排放的标准。
4)对有机染料、酚类等难降解有机污染物去除效果好，经济高效。
5)特别适合于使用单阳离子型有机膨润土或双阳离子型有机膨润土对各种工业废水进行吸附处理。
图1是微波强化有机膨润土处理废水装置外观示意图图2是微波强化有机膨润土处理废水装置(间歇式)内部剖面图图3微波强化有机膨润土处理废水装置(连续式)内部剖面图。
具体实施方式
一种微波强化有机膨润土处理废水装置依次具有微波反应器1、微波传输电缆或波导3、微波功率源4，在微波反应器上设有吸附反应腔5、观察窗2。
另一种微波强化有机膨润土处理废水装置依次具有微波反应器1、微波传输电缆或波导3、微波功率源4，在微波反应器上设有吸附反应腔5，吸附反应腔为盘管式，并设有进口管6、进口阀7、出口管9、出口阀8。
有机膨润土与待处理废水的混合物在吸附反应腔5中受到微波辐射，即在100-5000W微波功率的微波反应器1中，辐照10s-30min，完成强化吸附反应过程。本装置利用微波辐照强化有机膨润土处理废水，由于微波强烈的热效应与非热效应，达到强化吸附的目的。由于有机膨润土与废水的混合物在微波场中迅速升温，很快达到沸腾。使得吸附过程加速进行，且可达到剧烈混合的目的，因此，本装置可以在很短的反应时间内达到良好的去除效果。
微波反应器1可以选用矩形谐振腔式微波反应器或波导型微波反应器。辐照处理可以采用间歇式、连续式或半连续式操作。间歇式反应过程如附图2所示；连续式或半连续式反应过程如附图3所示，或使用盘管或折流板式吸附反应腔5等方式降低混合液在微波反应器1中的流速，保证足够的微波辐照时间。但是本发明不局限于此。
本实用新型通过控制辐照的微波能量，改变强化效果。微波能量的控制是通过调节微波功率与辐照时间完成的。例如，当需要较高的微波能量时，可以固定辐照时间，提高微波源(4)提供的功率；或者固定功率、延长辐照时间，也可以同时增加功率、延长辐照时间。常用的微波功率源磁控管振荡频率为2450MHz，输出功率100-5000W。考虑到工艺耗时耗能的问题，一般辐照时间为10s-30min。
本实用新型已成功用于下面实例，但并不局限于此。
实施例1如图2所示，有机膨润土与浓度为25mg/L的酸性大红染料废水按有机膨润土与废水质量比为1∶1000混合均匀后，置于吸附反应腔(5)中，在矩形谐振腔式微波反应器(1)中，采用间歇式处理，辐照2min，混合液升温达到剧烈沸腾。脱色率可达99％。
实施例2如图2所示，有机膨润土与浓度为50mg/L的对硝基苯酚水溶液混合均匀后，置于吸附反应腔(5)中，在矩形谐振腔式微波反应器(1)中，采用间歇式处理方式，辐照1-4min。有机膨润土与废水质量比为1∶500时，去除率可达到80％；质量比为1∶250时，去除率可达到90％以上。
实施例3如图2所示，有机膨润土与浓度为100mg/L的酸性大红染料废水混合，置于吸附反应腔(5)中，在矩形谐振腔式微波反应器(1)中，采用间歇式处理，辐照30s-3min。有机膨润土与废水质量比为1∶500时，脱色率可达到95％以上。
实施例4如图3所示，有机膨润土与浓度为200mg/L的中性红染料废水混合，由进口管(6)进入盘管型吸附反应腔(5)，在矩形谐振腔式微波反应器(1)中采用连续式处理进行辐照，由进口阀(7)或出口阀(8)的开度控制流速，保证辐照时间在2min以上，出口管(9)处混合液接近沸腾状态。有机膨润土与废水质量比为1∶500时，脱色率可达到90％以上。
权利要求1.一种微波强化有机膨润土处理废水装置，其特征在于它依次具有微波反应器(1)、微波传输电缆或波导(3)、微波功率源(4)，在微波反应器上设有吸附反应腔(5)、观察窗(2)。
2.根据权利要求1所述的一种微波强化有机膨润土处理废水装置，其特征在于所说微波功率源的微波功率范围在100-2000W，辐照时间范围在10s-20min。
3.根据权利要求1所述的一种微波强化有机膨润土处理废水装置，其特征在于所说的微波反应器是间歇式、连续式或半连续式反应器。
4.根据权利要求1所述的一种微波强化有机膨润土处理废水装置，其特征在于所说微波反应器采用矩形谐振腔式微波反应器或波导型微波反应器。
5.一种微波强化有机膨润土处理废水装置，其特征在于它依次具有微波反应器(1)、微波传输电缆或波导(3)、微波功率源(4)，在微波反应器上设有吸附反应腔(5)，吸附反应腔为盘管式，并设有进口管(6)、进口阀(7)、出口管(9)、出口阀(8)。
6.根据权利要求6所述的一种微波强化有机膨润土处理废水装置，其特征在于所说微波功率源的微波功率范围在100-2000W，辐照时间范围在10s-20min。
7.根据权利要求6所述的一种微波强化有机膨润土处理废水装置，其特征在于所说的微波反应器是间歇式、连续式或半连续式反应器。
8.根据权利要求6所述的一种微波强化有机膨润土处理废水装置，其特征在于所说微波反应器采用矩形谐振腔式微波反应器或波导型微波反应器。
专利摘要本实用新型公开了一种微波强化有机膨润土处理废水装置。它依次具有微波反应器、微波传输电缆或波导、微波功率源，在微波反应器上设有吸附反应腔、观察窗。与传统吸附法废水处理装置的区别在于将有机膨润土与待处理废水混合后，进入微波反应器中，使用微波辐照强化吸附过程。使用本装置进行有机膨润土处理废水可明显节省时间、降低能耗，并具有良好的去除效果、工艺简单等特点，特别适合于采用单阳离子型或双阳离子型有机膨润土吸附处理印染废水、含酚废水等难降解工业废水。
文档编号C02F1/28GK2665114SQ200320123108
公开日2004年12月22日 申请日期2003年12月30日 优先权日2003年12月30日
发明者朱利中, 李济吾 申请人:浙江大学