一种处理硝基苯类废水的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业废水处理领域，具体地指一种处理硝基苯类废水的方法。
【背景技术】
[0002]硝基苯类化合物是有机化学工业的重要原料之一。这类化合物广泛存在于石油化工、肥皂、香料、染料、炸药、制药等化学产业工业的废水之中，这类化合物对人具有较大的毒性。目前使用生物技术处理工业废水的成本较低，微生物又具有较强的适应性和可变异性，不会造成二次污染。因此使用生物处理法已成为目前处理有机污染物的较理想方法，但是硝基苯类化合物具有较强的毒性，进水对微生物的负担很大，直接生物降解处理较困难。电催化氧化法和电Fenton(电芬顿)氧化法是近年来应用得较多的处理方法，但是各自仍存在一些缺陷。
[0003]电催化氧化法能耗高:现有技术中，电流效率最佳状态约为40%，一般都在20%左右，1000Ah/m3的电量理论上在电流效率100%的情况下，只能去除298mg/L的⑶D( IAh =3600C，MQ2 = 32g/mollmol电子转移时所需电量为96500C，因此每立方米废水可处理⑶D:1000*3600C/(96500C/mol*4)*32g/mol = 298g)，去除 10000mg/L 的 C0D，按 20% 的电流效率，需要167785Ah/m3的电量，即使槽压只有3V，需要503度电，导致能源费用较高。
[0004]电芬顿氧化法溶铁量大:1000Ah/m3的电量理论上可以产生1.04%。的Fe2+，后续芬顿反应后可产生约2%含水率为90%的泥渣，如果供给3000Ah/m3的电量，则可产生约6 %含水率为90 %的泥渣，这大幅提高了固废产量，导致处理成本暴涨。
[0005 ]申请号为201010181115.7的中国专利公开了一种多相电催化氧化-Fenton耦合法降解硝基苯类废水的方法及其反应器，具有电极间距大(4-8cm)，槽压高(20-40V)的缺点，而且粒子电极和固体催化剂在曝气时会不断碰撞摩擦，碎肩随废水流失，因此电解槽中需要不断添加新的粒子电极和固体催化剂，增加实际运行的操作难度和运行费用。
【发明内容】
[0006]本发明的目的就是要解决上述【背景技术】的不足，提供一种能耗低、降解效率高、溶铁量少的处理硝基苯类废水的方法。
[0007]本发明的技术方案为:一种处理硝基苯类废水的方法，其特征在于，步骤为:
[0008]将COD含量为5000-30000mg/L废水加入无机酸进行酸析;酸析后的废水上清液加入电解质进入电催化高级氧化槽电解;继续进入电Fenton槽内电解产生Fe2+，再进入Fenton氧化槽内加入双氧水发生芬顿反应;加入絮凝剂沉降，上清液进入生化系统处理。
[0009]优选的，步骤为:
[0010]a.酸析
[0011 ]加入无机酸调节废水pH值至1.5-2.5，静置取废水上清液为处理液；
[0012]b.电催化高级氧化
[0013]处理液中加入电解质，再进入阳极为钛基二氧化铅、阴极为铜、铁或不锈钢电极的电催化高级氧化槽内电解0.5-3h ；
[0014]c.电Fenton电解
[0015]加入无机酸调节电催化高级氧化槽的出水pH值至2-3，在阳极和阴极均为铁电极的电Fenton槽内电解0.5_3h产生Fe2+ ；
[0016]d.Fenton 氧化
[0017]电Fenton槽的出水进入Fenton氧化槽，加入双氧水后空气曝气30_90min发生芬顿反应；
[0018]e.絮凝沉降
[0019]使用CaO调节曝气后的出水pH值至6-9，加入絮凝剂，混合均匀后静沉，下层污泥进入污泥处理系统处理，上清液进入生化系统处理。
[0020]进一步的，步骤a和步骤c中无机酸为硫酸、硝酸、盐酸中的一种或几种组合。步骤a和步骤c中使用的无机酸可相同或不同。
[0021]进一步的，步骤b中电解质为NaCl固体或水溶液，加入电解质中含有NaCl质量为处理液质量的0.5-10%0。
[0022]进一步的，步骤b中电催化高级氧化槽和步骤c中电Fenton槽均采用脉冲电源。
[0023]进一步的，步骤d中双氧水加入质量为处理液质量的1-10%。。
[0024]进一步的，步骤e中絮凝剂为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，聚合氯化铝加入质量为处理液质量的为0.1_1%。，聚丙烯酰胺加入质量为处理液质量的0.01-0.1%0。
[0025]进一步的，所述电催化高级氧化槽内电极间距为2-3.5cm,所述电Fenton槽内电极间距为2-3.5cm ο
[0026]进一步的，所述电催化高级氧化槽内单位体积处理液投加的电量为3O O O -12000Ah/m3。
[0027]进一步的，所述电Fenton槽内单位体积处理液投加的电量为1000-3000Ah/m3。
[0028]本发明中，废水经过酸析(酸析即为在酸性条件下，废水中有些物质由溶解态或胶体态转化为悬浮态，再利用沉淀将其从溶液中分离出来)，可以初步去除部分C0D。电催化高级氧化槽中，钛基二氧化铅阳极由于高析氧位产生活性的.0H(羟基自由基)，将部分硝基苯进行降解，最终矿化为⑶2和出0。电Fenton槽内，阴阳两级均为Fe，阳极被氧化生成Fe2+，阴极上将-N02还原成-NH2 C3Fenton氧化槽中，由于处理液内含在电Fenton槽产生的Fe2+，与加入的双氧水发生芬顿反应，产生具有强氧化性的.0H，将硝基苯或中间产物苯胺还原降解。
[0029]电极间距为2-3.5cm，电极间距对能耗影响较大，电极间距越窄，阴阳两极板间电阻越小，耗电量越小;但间距小至一定值时会使阴阳两级反应产物扩散，影响后续电解。
[0030]脉冲电源能周期性输出短时间的直流电，当电流关断时，极区附近离子又恢复到初始浓度，浓差极化消除，有利于下一个脉冲周期继续电解，也能防止电极的钝化。
[0031]本发明的有益效果为:
[0032]1.采用电催化高级氧化技术、电Fenton氧化法进行联合，电催化氧化法将废水处理改性，之后再电Fenton氧化法可将溶铁量大大减少，H2O2的加入量也会减少，节约了能耗与成本，绿色经济。
[0033]2.电Fenton槽内电解对后续Fenton氧化槽内芬顿反应至关重要，不仅提供了芬顿试剂Fe2+，还将硝基苯的-NO2还原成-NH2，.0H将中间产物苯胺进行降解比直接还原硝基苯容易得多，大大提高了有机物的降解速率。
[0034]3.各阶段工艺分工明确，电化学处理设备易于实现自动化，对硝基苯类等有毒有害物质去除效果显著。本发明不仅适用于硝基苯类废水处理，还可应用于含硝基甲苯、苯胺等污染物废水的处理。
【附图说明】
[0035]图1为本发明工艺流程图
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0037]实施例1
[0038]本实施例处理硝基苯类废水的方法，步骤为:
[0039]a.酸析
[0040]取COD初始浓度为30000mg/L、硝基苯含量为7mg//L的废水，加入无机酸(硫酸)调节废水pH值至1.5-2.5(优选pH= 1.5)，静置取废水上清液为处理液，本实施例处理液为500ml；
[0041 ] b.电催化高级氧化
[0042]处理液中加入电解质NaCl固体，加入NaCl固体中含有NaCl质量为处理液质量的2%。;进入电催化高级氧化电解槽，阳极为钛基二氧化铅电极，阴极为铜电极，电极间距为2cm，电流I = 3A，电压U = 4V，电解时间t = 2h，S卩单位体积废水投加的电量为12000Ah/m3，其中电催化高级氧化电解槽采用频率为5?5000Hz直流脉冲电源；
[0043]c.电Fenton电解
[0044]加入无机酸(硫酸)调节电催化高级氧化槽的出水pH值至2-3(优选pH = 2)，电催化高级氧化槽的出水进入电Fenton槽电解，电Fenton槽阳极和阴极均为铁电极，电极间距为3cm，电流I = IA，槽压U = IV，电解时间t= 1.5h，即单位体积废水投加的电量为3000Ah/m3’，其中电Fenton槽采用频率为5?5000Hz直流脉冲电源；
[0045]d.Fenton 氧化
[0046]电Fenton槽出水，加处理液质量10%。的双氧水，空气曝气90min;
[0047]e.絮凝沉降
[0048]用CaO将pH调至6_9(优选pH= 6)，依次加入处理液质量0.1%。聚合氯化铝、处理液质量0.01%。的聚丙烯酰胺，混合均匀后静沉，下层污泥进入污泥处理系统处理，上清液即可进入生化系统，进行生化处理。
[0049]经检测，上述经处理后步骤e的上清液COD浓度降为2900mg/L，去除