专利名称：一种催化内电解耦合氧化絮凝深度处理工业废水的方法
技术领域：
一种催化内电解耦合氧化絮凝深度处理工业废水的方法，涉及一种催化内电解耦 合氧化絮凝技术及工业废水深度处理新方法。
背景技术：
由于工业的迅速发展，工业废水的水量及水质污染量很大，它是最重要的污染源， 具有以下几个特点(1)排放量大，污染范围广，排放方式复杂。工业生产用水量大，相当一部分生产用 水中都携带原料、中间产物、副产物及终产物等排出厂外。工业企业遍布全国各地，污染范 围广，不少产品在使用中又会产生新的污染。如全世界化肥施用量约5亿t，农药200多万 吨，使遍及全世界广大地区的地表水和地下水都受到不同程度的污染。工业废水的排放方 式复杂，有间歇排放，有连续排放，有规律排放和无规律排放等，给污染的防治造成很大困 难。(2)污染物种类繁多，浓度波动幅度大。由于工业产品品种繁多，生产工艺也各不 相同，因此，工业生产过程中排出的污染物也数不胜数，不同污染物性质有很大差异，浓度 也相差甚远。(3)污染物质毒性强，危害大。被酸碱类污染的废水有刺激性、腐蚀性，而有机 含氧化合物如醛、酮、醚等则有还原性，能消耗水中的溶解氧，使水缺氧而导致水生生物死 亡。工业废水中含有大量的氮、磷、钾等营养物，可促使藻类大量生长耗去水中溶解氧，造成 水体富营养化污染。工业废水中悬浮物含量很高，可达3000mg/L，为生活废水的10倍。(4) 污染物排放后迁移变化规律差异大。工业废水中所含各种污染物的性质差别很大，有些还 有较强毒性，较大的蓄积性及较高的稳定性。一旦排放，迁移变化规律很不相同，有的沉积 水底，有的挥发转入大气，有的富集于生物体内，有的则分解转化为其他物质，甚至造成二 次污染，使污染物具有更大的危险性。(5)恢复比较困难。水体一旦受到污染，即使减少或 停止污染物的排放，要恢复到原来状态仍需要相当长的时间。常见经过生化处理后难以达到《污水综合排放标准》的工业废水包括造纸废水、焦 化废水以及印染废水等，这些废水经过各种组合工艺处理后，C0D&值在200-300mg/L，色度 在100-400倍之间，仍难以达到排放标准，且C0Dtt/B0D5 < 0. 2，可生化性差，不能继续采用 生物处理。内电解法是利用金属腐蚀原理，形成原电池对废水进行处理的良好工艺，又称为 微电解法、零价铁法、铁屑过滤法、铁碳法。该工艺自诞生开始就引起了许多国家的重视，如 美国、苏联、日本等。20世纪70年代，由前苏联的科学工作者首先把铁屑用于印染废水的处 理。该法于20世纪80年代引入我国，是近30年来被广泛应用于印染、重金属、制药、油田 废水等污水处理中的一种新兴的电化学方法，其具有使用范围广、工艺简单、处理效果好等 特点，尤其对于高盐度，高CODtt以及高色度的废水处理较其他工艺具有更加明显的优势。 难生物降解的废水经微电解工艺处理后B/C值(生化需氧量与化学需氧量的比值)大大提 高，有利于后续生物处理效果的提高。国内一般将该工艺用于废水的预处理，或者与其他工
3艺结合使用以达到去除污染物的目的。微电解法处理废水因废水的性质不同，处理过程中 所涉及的原理亦不同。在电极反应的基础上，微电解法降解废水中的污染物还可能有电场 作用、铁的还原作用、氢的氧化还原作用、铁离子的络合作用、电子传递作用以及物理吸附 作用等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效的工业废水深度处理技术方法，该方法对于去除 工业废水中难降解的有机物有很好的效果，并且脱色效果优异，适用于各种工业废水难以 达到排放标准的深度处理，处理后的出水CODtt < 100mg/L,色度< 50倍，达到《污水综合排 放标准》一级标准。为了达到上述目的，本发明以铁碳内电解为主要处理工艺，同时耦合氧化絮凝，通 过协同作用来深度处理各种工业废水。具体工艺如下先用废酸调节经生化处理后C0D&为200 300mg/L、色度为100 400倍的工业 废水的PH = 5，然后加入鲍尔环填料，按10个填料/L废水投加，曝气两小时；接着按熟石 灰过氧化氢溶液(质量分数为30%)水=2 1 17(质量比)配置、搅拌均勻后的混 合溶液，将其投加到经过内电解曝气后的废水中，调节废水PH值至8 9，然后再加入市售 阴离子聚丙烯酰胺，使废水中聚丙烯酰胺含量为保持在0. 5ppm左右，再以80r/min转速搅 拌30min后，停止搅拌，静置30min，沉淀得到上层清液，经测定上层清液的CODtt < IOOmg/ L，色度< 50倍，出水达到《污水综合排放标准》国家一级标准，进行排放。所述的鲍尔环填料是形状与国家标准的鲍尔环填料形状一样，鲍尔环填料的组成 为铁碳质量比为1 1。所述的过氧化氢在混合溶液中的质量百分数含量为5%。所述的熟石灰在混合溶液中的质量百分数含量为10%。本发明的优点如下1.本发明将内电解应用于污水深度处理，能快速高效的去处污水中有机污染物， 并且脱色效果优异，出水可以直接排放，不会产生二次污染。2. 一般微电解处理时必须将废水pH调到3以下，而本发明用废酸调节废水pH值 在5左右，减少了酸的使用量；3.由于本发明向曝气后的废水出水中投过氧化氢，其与二价铁离子可以形成芬顿 反应，进一步去处污水中的有机物，因此与传统的微电解处理比较，COD的去除效果高。4.本发明投加的PAM量极少，能大大降低药剂成本。5.本发明反应后泥水分离快，生成的污泥沉降性能好、产量少，便于处理。6.本发明方法工艺简单，操作简便，便于推广，可在原有的池体基础上稍加改进即 可。
图1为本发明的流程示意图
图2为本发明与投加常规絮凝剂的效果对比图 图3为将本发明与常规絮凝剂用于实施例2的效果对比图
4图4为将本发明与常规絮凝剂用于实施例3的效果对比图
具体实施例方式实施例1请看流程图1。1、向取自某造纸厂生化出水(C0D&为290mg/L、色度为220倍左右)废水中投加 一定量的废酸溶液，搅拌，调节废水的PH值为5左右。2、向废水中加入自制的形状与国家标准的鲍尔环填料形状一样，鲍尔环填料的组 成为铁碳体积比为1 1的鲍尔环填料。按照10个填料/L废水的比例投加填料，曝气2 小时出水；3、按熟石灰过氧化氢溶液(质量分数为30%)水=2 1 17(质量比)配 置，搅拌均勻后得到混合溶液，将混合溶液投加到经过内电解曝气后的废水出水中，混合溶 液投加量以出水的pH值至8 9为准；4、然后加入市售阴离子聚丙烯酰胺，使聚丙烯酰胺在废水中的含量为0. 5ppm，搅 拌半小时后，静置沉淀半小时，然后检测经本发明的催化内电解耦合氧化絮凝对造纸废水 生化出水的C0D&和色度的去除率分别约为C0D&80%、色度93%，去除效果均优于常规絮凝 剂，完全符合排放要求。而同时对比常规药剂(PAC和硫酸铝)对该废水的处理效率。常规药剂在其最佳 投加量条件下进行混凝试验，另投加0. 5mg/L的聚丙烯酰胺助凝剂。测定水样的CODtt和色 度，结果比较如下常规药剂对C0D&去除率最高为60%，对色度去除率最高为90%。请见 图2所示。将本发明的催化内电解耦合氧化絮凝方法与投加常规絮凝剂进行对比，证实了 其对造纸废水深度处理的优越性。实施例2应用实施例1的操作流程对取自某焦化厂生化出水进行处理。将本发明的催化内 电解耦合氧化絮凝方法与投加常规絮凝剂进行对比，结果见图3所示。焦化厂生化出水的水质情况为C0D&为200mg/L，悬浮物为80mg/L，色度为150 倍。采用催化内电解耦合氧化絮凝进行深度处理，而同时对比常规药剂(PAC和硫酸铝)对 该废水的处理效率。常规药剂在其最佳投加量条件下进行混凝试验，另投加0. 5mg/L的聚 丙烯酰胺助凝剂。结果比较如下催化内电解耦合氧化絮凝对焦化废水生化出水的CODtt和色度的去除效果均优于 常规絮凝剂，去除率分别约为C0D&70%、SS90%、色度80%，而常规药剂CODtt去除率最高 为45%，SS去除率最高为82%，色度最高去除率为75%。实施例3应用实施例1的操作流程对工业污水生化出水进行处理，实验用水取自某印染厂 生化出水。将本发明的催化内电解耦合氧化絮凝方法与投加常规絮凝剂进行对比，见图4 所示。印染厂生化出水水质情况为C0D&* 220mg/L，色度为300倍。采用催化内电解耦 合氧化絮凝进行深度处理，而同时对比常规药剂(PAC和硫酸铝)对该废水的处理效率。常 规药剂在其最佳投加量条件下进行混凝试验，另投加0. 5mg/L的聚丙烯酰胺助凝剂。结果 比较如下
催化内电解耦合氧化絮凝对印染废水生化出水的CODtt和色度的去除效果均优于 常规絮凝剂，去除率分别为C0D&75%，色度94%，而常规药剂对C0D&去除率最高为45%， 色度去除率最高为80%。
权利要求
一种催化内电解耦合氧化絮凝深度处理工业废水的方法，其特征是先用废酸将经生化处理后CODCr为200～300mg/L、色度为100～400倍的工业废水的pH调节为5～6，然后加入铁碳鲍尔环填料，铁碳鲍尔环填料的投加量为每L工业废水投加10个铁碳鲍尔环填料，曝气两小时，得到经过内电解曝气后的出水；接着按熟石灰∶质量分数为30％的过氧化氢溶液∶水＝2∶1∶17质量比量取后搅拌均匀得到混合溶液，将混合溶液投加到经过内电解曝气后的出水中，使出水的pH＝8～9，然后加入市售阴离子聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺的加入量为聚丙烯酰胺在废水中的含量为0.5ppm，以80r/min转速搅拌15min后，停止搅拌，静置30min，沉淀得到上层清液，经测定，上层清液的CODCr＜100mg/L，色度＜50倍，达到《污水综合排放标准》国家一级标准，进行排放。
2.根据权利要求1所述的催化内电解耦合氧化絮凝深度处理工业废水的方法，其特征 在于所述的铁碳鲍尔环填料，其组成为铁碳=1 1体积比，形状与国家标准的鲍尔环 填料形状相同。
3.根据权利要求1所述的催化内电解耦合氧化絮凝深度处理工业废水的方法，其特征 在于所述的混合溶液，其中过氧化氢的质量分数为5%。
4.根据权利要求1所述的催化内电解耦合氧化絮凝深度处理工业废水的方法，其特征 在于所述的混合溶液，其中熟石灰的质量分数为10%。
全文摘要
一种催化内电解耦合氧化絮凝深度处理工业废水的方法，涉及一种工业废水深度处理技术。先将经生化处理后CODCr为200～300mg/L、色度为100～400倍的工业废水的pH调节为5，然后加入铁碳(体积比为1∶1)鲍尔环填料，曝气两小时；再将熟石灰∶质量分数为30％过氧化氢溶液∶水＝2∶1∶17(质量比)的混合溶液投入使废水的pH＝8～9；加入阴离子聚丙烯酰胺，使废水中PAM的含量保持在0.5ppm左右，水力搅拌15min后(转速为80r/min)，静止沉淀30min，测定上层清液的CODCr＜100mg/L，色度＜50倍，排放出水达到《污水综合排放标准》国家一级标准。本发明在催化内电解电解、氧化、吸附和絮凝协同作用下完成，处理效率高、水力停留时间短、污泥沉降速度快、产泥量少、运行成本低，能广泛适用于各种工业废水深度处理。
文档编号C02F9/06GK101955279SQ20101022550
公开日2011年1月26日 申请日期2010年7月13日 优先权日2010年7月13日
发明者余波, 吴锦峰, 潘碌亭, 王文蕾 申请人:同济大学