一种苯系废水的处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种苯系废水的处理方法，包括：步骤1，苯系废水在紫外光或可见光照射下，在稀土元素的催化作用下，进行铁碳微电解处理，得到处理液；步骤2，步骤1所得处理液进入循环式活性污泥生物反应器中进行生化处理。还包括预处理步骤，预处理步骤操作如下：苯系废水在稀土元素的催化作用下，进行铁碳微电解处理。本发明提供的苯系废水的处理方法，将苯系废水的COD值降至500mg/L以下，出水可以直接排放或者作为相应的工艺用水。
【专利说明】
一种苯系废水的处理方法
技术领域
[0001]本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种苯系废水的处理方法。
【背景技术】
[0002]化工、石油炼制、采煤、纺织、木材加工、油漆制造、制药等行业生产过程中均会排放出含苯废水。苯是环境优先控制污染物，具有致癌作用，这些废水直接排入水体将对周围环境造成危害，不容忽视。一般在预处理中采取直接燃烧和吸附的方法净化，但因常规吸附剂价格昂贵、再生困难以及燃烧法设备操作难度大等原因，许多工矿企业对含苯废水的处理仍未找到相应的有效方法。
[0003]目前净化含苯废水可采用的方法有:
[0004](I)絮凝沉淀法:
[0005]这类方法都是在一定pH值下加入无机混凝剂，然后加入有机絮凝剂。其最大特点是可以获得大颗粒的絮体，把高分子有机物(苯及苯系化合物)凝集或吸附去除。其缺点在于可能引入二次污染，净化效率不高。
[0006](2)吸附法:
[0007]芳烃可用大孔树脂吸附法去除，也可用亲油性滤料通过过滤吸附法去除苯系物，最常用的有机合成吸附剂是聚丙烯类。如果吸附剂与无机絮凝剂配合使用，效果会更好些。还可将废轮胎磨碎，在吸附塔中可使含苯0.5 %以下的废水通过后，出水中可做到无苯检出。
[0008]另外，由表面活性剂多元醇制成的醚型脆性聚氨脂泡沫塑料，可用来在废水中吸附苯及苯类有机液体，吸附量可达吸附剂自重的3?8倍，饱和后可用醋酸乙酯加热或洗涤，再经分馏而达到苯系物回收的目的。其缺点在于操作繁琐，吸附容量不大，只能处理含量较低的废水。
[0009](3)吹脱或蒸馏法
[0010]含苯废水在O?60°C温度范围内可在填料塔中用空气进行吹脱处理，吹出的含苯及甲苯的气体可用焚烧法消除。对于含苯类的工业废水，经过蒸馏法处理，很容易使废水中苯类物质含量降低到5mg/L以下。焚烧法容易造成二次污染，而且此类方法均须消耗大量气体或蒸汽，能耗较高。
[0011](4)萃取法:
[0012]用二乙苯作萃取剂，也可有效地去除苯及苯系物。其缺陷在于二乙苯价格较高，回收萃取剂需用精馏法，有一定难度。
[0013]此外，一些工作如臭氧氧化、光化学氧化等处理方法尚处在研究阶段。
【发明内容】
[0014]本发明提供了一种苯系废水的处理方法，将苯系废水的⑶D值降至500mg/L以下，出水可以直接排放或者作为相应的工艺用水。
[0015]一种苯系废水的处理方法，包括:
[0016]步骤I，苯系废水在紫外光或可见光照射下，在稀土元素的催化作用下，进行铁碳微电解处理，得到处理液；
[0017]步骤2，步骤I所得处理液进入循环式活性污泥生物反应器中进行生化处理。
[0018]本发明中的苯系废水为高COD值的有机废水，有机废水经过光促进稀土铁碳微电解处理后，将大部分有机物降解为小分子物质，废水的COD值可以降低50?80%，得到的处理液进一步通过循环式活性污泥生物反应器进行生化处理，最终出水中COD值降至500mg/L以下，可以直接排放或者作为相应的工艺用水。
[0019]如果苯系废水的色度较高，则紫外光利用率大大降低，优选的，还包括预处理步骤，预处理步骤操作如下:
[0020]苯系废水在稀土元素的催化作用下，进行铁碳微电解处理。
[0021]苯系废水经过预处理步骤后，再依次进行步骤I和步骤2，在预处理步骤中，苯系废水色度降低，降低至一定程度后，在紫外光或可见光照射下进行反应，提高光能利用率。
[0022]预处理步骤和步骤I的区别仅在于，是否有紫外光或可见光照射，预处理步骤和步骤I中的稀土催化的铁碳微电解的反应条件可以相同，也可以不同，若相同，则仅需在预处理步骤结束后，施加紫外光或可见光照射即可。
[0023]为了提高铁碳微电解处理的效率，作为优选，预处理步骤和步骤I中，将苯系废水的PH值调节至7?9，然后进行铁碳微电解处理。
[0024]作为优选，步骤I中，在200?500W紫外灯照射下进行。步骤I中的光促稀土铁碳微电解处理也可以在可见光下进行，采用可见光时，可以采用日光灯、白炽灯、LED等可见光光源进行照射。
[0025]作为优选，预处理步骤和步骤I中，稀土元素为镧(La)、铈(Ce)、钪(Sc)、镨(Pr)、钆(Gd)、铽(Tb)、钬(Ho)、铒(Er)中的至少一种，以苯系废水的质量为基准，稀土元素用量为0.01%。?5%。O进一步优选，稀土元素为镧或铺。
[0026]为了提高铁碳微电解处理的效率，优选地，预处理步骤和步骤I中，以苯系废水的质量为基准，铁用量为0.1 %?5 %，活性炭用量为0.1 %?3 %，反应时间2?6h。进一步优选，预处理步骤和步骤I中，以苯系废水的质量为基准，铁用量为I %?4%，活性炭用量为
0.1 %?2 %。最优选，以苯系废水的质量为基准，铁用量为2 %?4 %，活性炭用量为0.1 %?
[0027]稀土元素起到催化作用，添加量不易过多，优选地，以苯系废水的质量为基准，稀土元素用量为0.01%。?5%0。进一步优选，以苯系废水的质量为基准，稀土元素用量为
0.01%。?3%。。最优选，以苯系废水的质量为基准，稀土元素用量为0.05%。?1%0。
[0028]本发明中，苯系废水、铁、活性炭、稀土元素之间的用量关系均以质量为单位进行比例计算。
[0029]为了使铁碳微电解反应进行充分，优选地，步骤I中，铁碳微电解处理时间为2?6h0
[0030]周期循环活性污泥法(Cyclic Activated Sludge System，即CASS)在间歇式活性污泥法(SBR法)的基础上演变而来，在SBR池内进水端增加了一个生物选择器，实现连续进水，间歇排水，工艺过程遵循活性污泥的基质积累-再生理论。
[0031]作为优选，步骤2中，溶氧梯度为O?5mg/L。步骤2可以采用连续进水或者间歇进水，溶氧梯度大，转移效率高，进水量抗扰动能力强，比传统的SBR效率高很多。
[0032]CASS反应池分为预反应区和主反应区，整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行。
[0033]CASS工艺集反应、沉淀、排水功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，在反应阶段是曝气的，微生物处于好氧状态，好氧菌在工作，在沉淀和排水阶段不曝气，微生物处于缺氧甚至厌氧状态，厌氧菌在工作。因此，反应池中溶解氧是周期性变化的，氧浓度梯度大、转移效率高，对于提高脱氮除磷效率、防止污泥膨胀及节约能耗都是有利的。
[0034]因此，溶氧量与废水中的污染物种类和含量有很大关系，溶氧量太大对后续的厌氧菌工作不利，溶氧量太小，对曝气阶段好氧菌的工作也不利，所以不能一概而论，只能针对一种废水调节一个合适的溶氧量。
[0035]溶解梯度与菌处理废水中的污染物的能力有关，CASS主反应区内溶氧量逐渐降低，所以溶氧梯度与好氧菌对污染物的作用程度有关，溶氧梯度应该缓和，否则造成的扰动太大，需要针对具体的废水调节合适的溶氧梯度和菌用量等。
[0036]本发明提供的苯系废水的处理方法，将苯系废水的COD值降至50Omg/L以下，出水可以直接排放或者作为相应的工艺用水。
【具体实施方式】
[0037]实施例1
[0038]二硝基氯苯废水，呈黑褐色，COD = 20000mg/L，固含量3 %。
[0039](I)光促进稀土铁碳微电解处理:将二硝基氯苯废水调pH = 7，铁用量2%，活性炭用量为0.1%，稀土元素镧的用量为0.1%。(铁、活性炭、稀土元素用量均以废水质量为基准，以下实施例和对比例如无特殊注明，均做相同解释)，紫外光500?照射，常温下反应3h，所得出水COD = 4000mg/L，呈浅红色。
[0040](2)CASS工艺反应器生化处理:连续进步骤(I)所得出水，溶氧量为0.5mg/L，水力停留时间为7d，流量为设计流量，出水COD = 360mg/L，无色。
[0041]对比例I
[0042]二硝基氯苯废水，呈黑褐色，COD = 20000mg/L，固含量3 %。
[0043]光促铁碳微电解处理:将二硝基氯苯废水调pH= 7，铁用量2%，活性炭用量为
0.1%，紫外光500?照射，常温下反应311，所得出水(》0 = 1500011^/1，呈浅红色。
[0044]由于步骤(I)出水COD太大，导致不能进入CASS系统。
[0045]由上述对比可知，不加稀土元素催化剂，步骤(I)的处理效果急剧下降，根本无法满足后续处理要求。
[0046]实施例2
[0047]苯酚废水，呈黑色，COD = 30000mg/L，固含量4 %。
[0048](I)光促进稀土铁碳微电解处理:将苯酚废水调PH = 7，铁用量3%，活性炭用量为
0.5%,稀土元素镧用量为0.1%,紫外光500w照射常温下反应4h，所得出水COD = 3800mg/L，
呈浅红色。
[0049](2)CASS工艺反应器生化处理:连续进步骤(I)所得出水，溶氧量为0.3mg/L，水力停留时间7d，流量为设计流量，出水COD = 480mg/L，无色。
[0050]对比例2
[0051 ] 苯酚废水，呈黑色，COD = 30000mg/L，固含量4 %。
[0052](I)光促进稀土铁碳微电解处理:将苯酚废水调PH = 7，铁用量3%，活性炭用量为
0.5%,稀土元素镧用量为0.1%0，紫外光200w照射常温下反应4h，所得出水COD = 5000mg/L，
呈浅红色。
[0053](2)CASS工艺反应器生化处理:连续进步骤(I)所得出水，溶氧量为0.3mg/L，水力停留时间7d，流量为设计流量，出水COD = 3000mg/L，淡红色。
[0054]由上述对比可知，在其他条件相同的情况下，对比例中紫外灯的功率太小也严重影响步骤(I)的处理效果，同样导致步骤(2)工作压力大，最终出水也不合格。所以紫外灯的功率也是一个必须要考虑的条件。
[0055]实施例3
[0056]硝基苯废水，呈黑色，COD = 19000mg/L，固含量2 %。
[0057](I)光促进稀土铁碳微电解处理:将硝基苯废水调pH = 6，铁用量3%，活性炭用量为0.2 %，稀土元素铈用量为0.1%0，紫外光500w照射，常温下反应3h，所得出水⑶D =3980mg/L，呈浅红色。
[0058](2)CASS工艺反应器生化处理:连续进步骤(I)所得出水，溶氧量为0.5mg/L，水力停留时间为7d，流量为设计流量，出水COD = 490mg/L，无色。
[0059]对比例3
[0060]硝基苯废水，呈黑色，COD = 19000mg/L，固含量2%。
[0061 ] (I)光促进稀土铁碳微电解处理:将硝基苯废水调pH = 6，铁用量3%，活性炭用量为0.2 %，稀土元素铈用量为0.1%0，紫外光500w照射，常温下反应3h，所得出水⑶D =3980mg/L，呈浅红色。
[0062](2)CASS工艺反应器生化处理:连续进步骤(I)所得出水，溶氧量为0.lmg/L，水力停留时间为7d，流量为设计流量，出水COD = 2800mg/L。
[0063]由上述对比例可知，CASS工艺中溶氧量太少，会对其处理废水的效果影响严重，最终达不到处理要求。
【主权项】
1.一种苯系废水的处理方法，其特征在于，包括: 步骤I，苯系废水在紫外光或可见光照射下，在稀土元素的催化作用下，进行铁碳微电解处理，得到处理液； 步骤2，步骤I所得处理液进入循环式活性污泥生物反应器中进行生化处理。2.如权利要求1所述的苯系废水的处理方法，其特征在于，还包括预处理步骤，预处理步骤操作如下: 苯系废水在稀土元素的催化作用下，进行铁碳微电解处理。3.如权利要求2所述的苯系废水的处理方法，其特征在于，预处理步骤和步骤I中，将苯系废水的PH值调节至7?9，然后进行铁碳微电解处理。4.如权利要求2所述的苯系废水的处理方法，其特征在于，预处理步骤和步骤I中，稀土元素为镧、铈、钪、镨、钆、铽、钬、铒中的至少一种，以苯系废水的质量为基准，稀土元素用量为0.01%。?5%0。5.如权利要求2所述的苯系废水的处理方法，其特征在于，预处理步骤和步骤I中，以苯系废水的质量为基准，铁用量为0.1%?5%，活性炭用量为0.1%?3%，反应时间2?6h。6.如权利要求2所述的苯系废水的处理方法，其特征在于，步骤I中，在200?500W紫外灯照射下进行。7.如权利要求1或2所述的苯系废水的处理方法，其特征在于，步骤2中，溶氧梯度为O?5mg/L。
【文档编号】C02F9/14GK105836977SQ201610405222
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】林金华, 毛兵, 朱温杰, 陈磊, 张静
【申请人】浙江奇彩环境科技股份有限公司