【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水处理，具体来说涉及一种超声辅助催化pms处理洗舱水反应器及其应用。
技术介绍
1、污染物废水不仅含有难降解的有机污染物和清洗船舱所用的清洗剂，而且不同的港口废水成分复杂多变，现有的污水处理技术难以处理达标排放。高级氧化法是一种降解大分子有机污染物的有效方法。然而，传统的高级氧化技术通常包括光催化氧化、电化学氧化、臭氧氧化、催化湿式氧化等。这些技术仍存在能耗高、降解能力弱、设备易腐蚀等局限性。相比之下，pms氧化技术是目前应用最广泛的新型高级氧化技术之一，所产生的硫酸根自由基的氧化还原电位高，寿命相对于羟基自由基要长，并且不存在二次污染。经过催化剂活化后的pms即保留了其高氧化能力，同时也提高了其反应选择性。目前，催化剂活化过单硫酸盐工艺广泛用于污染物废水的处理，但仍存在对水质要求的适应性较差，去除率较低，成本较高等问题，近年来发展起来的高级氧化复合超声工艺在提高难降解污染物的去除和矿化方面显示出巨大的潜力，可实现污染物的连续解毒。在典型的直接复合体系中，先将进行活化的催化剂加入体系中，通过磁力搅拌的方式使之混合，当吸附到达平衡时，加入过单硫酸盐进行活化，使之产生so4-·和·oh进行氧化降解，与此同时，在反应器外界进行超声催化，促进氧化反应的进行。
2、超声波可以通过产生空化现象和涡流效应，使液体内部形成微小气泡和涡流，从而实现混合和均匀化。目前，超声辅助技术已用于脱氮、脱氯、染料和污染物的降解，显示了其在实际废水处理中的应用潜力。然而，研究表明该技术易受装置以及环境因素的影响，导致对污染物的降解不稳
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种超声辅助催化pms处理洗舱水反应器。
2、本专利技术的另一目的在于提供一种洗舱水处理系统，该洗舱水处理系统通过向超声辅助催化pms处理洗舱水反应器中放入高级氧化物过单硫酸盐(pms)后，该超声辅助催化pms处理洗舱水反应器可以通过金属钌掺杂的羟基氧化锰催化剂和超声共同促进降解其中的含有污染物的待处理废水，超声波不仅对金属钌掺杂的羟基氧化锰催化剂中活性基团产生影响，超声波还可以通过产生空化现象和涡流效应，使待处理废水中的有机物质与固体表面分离，从而实现系统高效降解，可以处理的污染物为苯酚、环丙沙星、1-萘胺、四环素和罗丹明b中的一种或多种。
3、本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的。
4、一种超声辅助催化pms处理洗舱水反应器，包括：生物反应器以及用于对生物反应器内部进行超声的至少一个超声波探头，全部超声波探头对生物反应器内部形成的超声波频率为10～100hz。
5、在上述技术方案中，生物反应器包括：反应腔，在所述反应腔的上部形成有入水口，在所述反应腔的下部形成有出水口。
6、在上述技术方案中，所述生物反应器还包括：曝气泵和安装在反应腔内的曝气盘，所述曝气泵位于所述反应腔外，所述曝气泵和曝气盘通过管路连接且在管路上安装有一气体流量计。
7、在上述技术方案中，所述反应腔的顶面为敞口。
8、在上述技术方案中，在所述反应腔内安装有一圆台形的挡板，所述挡板从上至下渐缩，所述曝气盘固装在所述圆台形下表面上。
9、在上述技术方案中，所述出水口位于所述挡板的上方。
10、在上述技术方案中，所述爆气盘和反应腔均为圆柱体形，爆气盘和反应腔的半径比为1:(3～5)。
11、在上述技术方案中，所述反应腔的直径和反应腔的高度比为1:(3～5)。
12、在上述技术方案中，当所述超声波探头的数量为多个时，多个超声波探头分成多组，每组超声波探头沿反应腔的高度方向排列。
13、在上述技术方案中，反应腔上形成有多个固定孔，每个固定孔穿过一个超声波探头，每个超声波探头靠外一端固装在一超声支架上，超声支架位于所述反应腔外。
14、在上述技术方案中，在每个固定孔处设置有密封圈，用于对超声波探头和反应腔之间密封。
15、一种洗舱水处理系统，包括：超声辅助催化pms处理洗舱水反应器、pms和金属钌掺杂的羟基氧化锰催化剂，所述金属钌掺杂的羟基氧化锰催化剂的制备方法，包括：于室温下，将纳米羟基氧化锰、钌源和水混合至均匀，于160～180℃水热反应6～8h，过滤，得到第一沉淀物，将所述第一沉淀物洗涤，烘干，得到金属钌掺杂的羟基氧化锰催化剂，其中，所述纳米羟基氧化锰的质量份数和钌源中钌的物质的量份数的比为30：(7～9)，所述质量份数的单位为mg，物质的量份数的单位为mol。
16、在上述技术方案中，所述钌源为三氯化钌或氧化钌。
17、在上述技术方案中，所述将纳米羟基氧化锰、钌源和水混合至均匀的方法为：将纳米羟基氧化锰和水混合，搅拌20～40min至均匀，得到a溶液，将所述a溶液和钌源混合，超声20～40min至均匀。
18、在上述技术方案中，所述纳米羟基氧化锰为纳米线结构，其直径为10～15nm。
19、在上述技术方案中，所述纳米羟基氧化锰的质量份数和水的体积份数的比为(0.5～5)：1，所述质量份数的单位为mg，体积份数的单位为ml。
20、在上述技术方案中，所述烘干的温度为50～70℃，烘干的时间为8～12h。
21、在上述技术方案中，制备所述纳米羟基氧化锰的方法，包括以下步骤：
22、步骤1，将高锰酸钾、柠檬酸钠和水混合，搅拌至均匀，得到均一分散液，其中，高锰酸钾的物质的量份数、柠檬酸钠的物质的量份数和步骤1中水的体积份数的比为(0.0015～0.003)：(0.0005～0.001)：(20～40)，所述物质的量份数的单位为mol，体积份数的单位为ml；
23、在步骤1中，所述搅拌的时间为20～40min。
24、步骤2，将所述均一分散液于160～180℃水热反应24～26h，洗涤，干燥，得到黄色粉末为纳米羟基氧化锰。
25、在步骤2中，所述干燥的温度为50～70℃，干燥的时间为8～12h。
26、在上述技术方案中，所述洗涤采用的洗涤剂为水和无水乙醇。
27、上述洗舱水处理系统的使用方法，包括：向超声辅助催化pms处理洗舱水反应器的反应腔内通入含有污染物的待处理废水，加入金属钌掺杂的羟基氧化锰催化剂，启动曝气盘和超声波探头，吸附解吸平衡后加入pms，继续保持曝气盘和超声波探头工作。
28、所述待处理废水的体积份数、pms的物质的量份数和金属钌掺杂的羟基氧化锰催化剂的质量份数的比为(30～70)：(0.00020～0.00030)：(20～30)，所述体积份数的单位为ml，质量份数的单位为mg，物质的量份数的单位为mol。
29、在上述使用方法中，所述污染物为苯酚、环丙沙星、1-萘胺、四环素和罗丹明b中的一种或多种。
30、在上述使用方法中，所述曝气为空气，所述曝气盘的曝气量为2.5～3l/min。
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1.一种洗舱水处理系统，其特征在于，包括：超声辅助催化PMS处理洗舱水反应器、PMS和金属钌掺杂的羟基氧化锰催化剂，所述金属钌掺杂的羟基氧化锰催化剂的制备方法，包括：于室温下，将纳米羟基氧化锰、钌源和水混合至均匀，于160～180℃水热反应6～8h，过滤，得到第一沉淀物，将所述第一沉淀物洗涤，烘干，得到金属钌掺杂的羟基氧化锰催化剂，其中，所述纳米羟基氧化锰的质量份数和钌源中钌的物质的量份数的比为30：(7～9)，所述质量份数的单位为mg，物质的量份数的单位为mol；
2.根据权利要求1所述的洗舱水处理系统，其特征在于，所述超声辅助催化PMS处理洗舱水反应器包括：生物反应器以及用于对生物反应器内部进行超声的至少一个超声波探头(3)，全部超声波探头(3)对生物反应器内部形成的超声波频率为10～100HZ。
3.根据权利要求2所述的洗舱水处理系统，其特征在于，生物反应器包括：反应腔(6)，在所述反应腔(6)的上部形成有入水口(1)，在所述反应腔(6)的下部形成有出水口(7)。
4.根据权利要求3所述的洗舱水处理系统，其特征在于，所述生物反应器还包括：
5.根据权利要求4所述的洗舱水处理系统，其特征在于，在所述反应腔(6)内安装有一圆台形的挡板(8)，所述挡板(8)从上至下渐缩，所述曝气盘(4)固装在所述圆台形下表面上。
6.根据权利要求3或5所述的洗舱水处理系统，其特征在于，所述出水口(7)位于所述挡板(8)的上方。
7.根据权利要求1所述的洗舱水处理系统，其特征在于，所述纳米羟基氧化锰为纳米线结构，其直径为10～15nm。
8.根据权利要求1所述的洗舱水处理系统，其特征在于，所述污染物为苯酚、环丙沙星、1-萘胺、四环素和罗丹明B中的一种或多种。
9.如权利要求1所述洗舱水处理系统的使用方法，其特征在于，包括：向超声辅助催化PMS处理洗舱水反应器的反应腔(6)内通入含有污染物的待处理废水，加入金属钌掺杂的羟基氧化锰催化剂，启动曝气盘(4)和超声波探头(3)，吸附解吸，加入PMS，继续保持曝气盘(4)和超声波探头(3)工作。
10.根据权利要求9所述的使用方法，其特征在于，所述曝气盘(4)用于搅拌。
...【技术特征摘要】
1.一种洗舱水处理系统，其特征在于，包括：超声辅助催化pms处理洗舱水反应器、pms和金属钌掺杂的羟基氧化锰催化剂，所述金属钌掺杂的羟基氧化锰催化剂的制备方法，包括：于室温下，将纳米羟基氧化锰、钌源和水混合至均匀，于160～180℃水热反应6～8h，过滤，得到第一沉淀物，将所述第一沉淀物洗涤，烘干，得到金属钌掺杂的羟基氧化锰催化剂，其中，所述纳米羟基氧化锰的质量份数和钌源中钌的物质的量份数的比为30：(7～9)，所述质量份数的单位为mg，物质的量份数的单位为mol；
2.根据权利要求1所述的洗舱水处理系统，其特征在于，所述超声辅助催化pms处理洗舱水反应器包括：生物反应器以及用于对生物反应器内部进行超声的至少一个超声波探头(3)，全部超声波探头(3)对生物反应器内部形成的超声波频率为10～100hz。
3.根据权利要求2所述的洗舱水处理系统，其特征在于，生物反应器包括：反应腔(6)，在所述反应腔(6)的上部形成有入水口(1)，在所述反应腔(6)的下部形成有出水口(7)。
4.根据权利要求3所述的洗舱水处理系统，其特征在于，所述生物反应器还包括：曝气泵(9)和安装在反应腔(6)内的曝气盘(4)，所述曝...
【专利技术属性】
技术研发人员：任芝军，尹号达，王鹏飞，董怡琳，车勋锋，吕龙义，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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