一种次氯酸钠催化氧化快速处理废水难降解有机物的方法与流程

1.本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种次氯酸钠催化氧化快速处理废水难降解有机物的方法。


背景技术：

2.石油化工、煤化工、印染及制药等化工产业每年产生大量工业废水，受水资源和水环境问题的双重约束，国家对化工废水的排放提出了更高要求，甚至要求“零排放”。但是由于这些工业废水存在成分复杂、有机物浓度高、毒性大和生物降解困难等问题，常规生化法处理技术效率较低。
3.高级氧化技术作为新型水处理技术发展迅速，其反应机理是利用氧化剂、光、电或催化剂等作用诱发产生多种形式的强氧化活性物质，几乎可以无选择性地与废水中有机物反应，将有机物彻底氧化为co2、h2o或矿物盐，次氯酸钠由于原材料价格低廉、运行操作简单常被用作氧化工艺处理污水的氧化剂，但是常规氧化工艺用于处理难降解的有机废水效率低，次氯酸钠利用率低，因此亟需提出一种提高次氯酸钠利用率同时增加有机物降解效率的方式。


技术实现要素：

4.本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种次氯酸钠催化氧化快速处理废水难降解有机物的方法。
5.这种次氯酸钠催化氧化快速处理废水难降解有机物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.步骤1、检测有机废水中的各指标，包括有机物含量、电导率、ph、氯离子含量、硬度和碱度；
7.步骤2、将上述有机废水ph调节至3～10；
8.步骤3、在调节过ph的有机废水中加入次氯酸钠，搅拌至次氯酸钠完全溶解；
9.步骤4、将催化剂装入催化氧化反应器，将反应器置于水浴或油浴环境中，并设定一定的停留时间，在停留时间内通过水泵将加入次氯酸钠的有机废水打入反应器中，进行催化氧化反应；
10.步骤5、每隔一段时间从反应器出水口取出水样，检测各项指标的变化。
11.作为优选，步骤1中：有机物含量的指标为toc值或cod值。
12.作为优选，步骤3中：次氯酸钠为粉末状、颗粒状或片剂状，次氯酸钠有效含量20％～99％，次氯酸钠的投加量为100ppm～100000ppm。
13.作为优选，步骤4中：所述催化剂的投加量与有机废水处理量的比例为1:8～1:64。
14.作为优选，步骤4中：所述催化剂活性组分为铁、铜、锰、钴、镍、钒和镧的金属氧化物中的一种或几种。
15.作为优选，步骤4中：催化剂载体为铝基催化剂、碳基催化剂、陶基催化剂、硅基催
化剂、铝碳复合催化剂、铝硅复合催化剂或碳硅催化剂。
16.作为优选，步骤4中：所述水浴或油浴环境的温度为25～85℃。
17.作为优选，步骤4中：所述停留时间为0.3～1.5h；根据停留时间设置水泵将加入次氯酸钠的有机废水打入反应器中的速度。
18.本发明的有益效果是：
19.1)本发明利用高级氧化工艺中非均相催化氧化方法，引入固体催化剂，通过催化剂的催化作用产生更多具有强氧化性的活性物质，并通过调整反应温度进一步加快了次氯酸钠与有机废水的反应速度，提升了次氯酸钠的利用率和降解效率，使得有机物高效降解为co2和h2o。
20.2)本发明提出的有机废水降解方法可根据目标有机物去除率调整工艺参数，在不同工艺条件下，有机物去除率可达到50％-90％，较现有的有机物去除技术得到了极大提升，且条件易控，工艺简单，应用前景广大。
附图说明
21.图1为不同反应温度下动态连续流toc降解率；
22.图2为不同停留时间下动态连续流toc降解率；
23.图3为不同ph下动态连续流toc降解率。
具体实施方式
24.下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
25.实施例一
26.作为一种实施例，处理某煤化工废水，废水的toc为255mg/l，cod为905mg/l，ph为8.25，电导率为18.80ms/cm，总硬度为4.312mmol/l，总碱度为81.690mmol/l。cl-为3912ppm。
27.将2000ppm次氯酸钠粉体加入有机废水中溶解，将300ml负载铁锰氧化物的碳基催化剂加入反应器，取停留时间0.5h，设置蠕动泵流速为0.3l/h，将反应器置于55℃水浴环境中开始催化氧化反应，每间隔2h在出水口取样，共运行12h，总体toc去除率稳定在55-58％。
28.实施例二
29.处理某煤化工废水，废水的toc为488mg/l，cod为1580mg/l，ph为10.52。
30.将有机废水调节ph至6.20，然后向废水中加入2000ppm次氯酸钠粉体溶解，将300ml负载铁锰氧化物的碳基催化剂加入反应器，取停留时间0.5h，设置蠕动泵流速为0.3l/h，将反应器置于25℃水浴中开始催化氧化反应，每间隔2h在出水口取样，共运行12h，总体toc去除率稳定在35～40％。
31.实施例三至实施例四
32.按实施例二中相同的方法重复进行，但对反应器所示的水浴温度进行了调整，结合实施例二中的数据，得到不同水浴温度下动态连续流toc降解率的变化对比结果如图1所示，实施例三至实施例四依次为：
33.反应器所置的水浴温度提升至55℃；总体toc去除率稳定在60～64％；
34.反应器所置的水浴温度提升至85℃；总体toc去除率稳定在74～78％。
35.可见，在25～85℃范围内，反应温度越高，toc去除率越高；另外，通过同样是55℃水浴温度下与实施例一中toc去除率结果的对比可得，原水toc值越高，降解效果要更好。
36.实施例五
37.处理某煤化工废水，废水的toc为488mg/l，cod为1580mg/l，ph为10.52。
38.将有机废水调节ph至6.20，然后向废水中加入2000ppm次氯酸钠粉体溶解，将300ml负载铁锰氧化物的碳基催化剂加入反应器，取停留时间0.3h，设置蠕动泵流速为0.3l/h，将反应器置于85℃水浴中开始催化氧化反应，每间隔2h在出水口取样，共运行12h，总体toc去除率稳定在67～73％。
39.实施例六至实施例八
40.按实施例五中相同的方法重复进行，但对停留时间进行了调整，结合实施例五中的数据，得到不同停留时间下动态连续流toc降解率的变化对比结果如图2所示，实施例六至实施例八依次为：
41.停留时间取0.5h，总体toc去除率稳定在73～78％；
42.停留时间取1.0h，总体toc去除率稳定在74～80％；
43.停留时间取1.5h，总体toc去除率稳定在78～83％。
44.可见，停留时间越长，toc去除率呈提升趋势。
45.实施例九
46.处理某煤化工废水，废水的toc为488mg/l，cod为1580mg/l，ph为10.52。
47.将有机废水调节ph至6.20，然后向废水中加入3000ppm次氯酸钠粉体溶解，将300ml负载铁锰氧化物的碳基催化剂加入反应器，取停留时间0.5h，设置蠕动泵流速为0.3l/h，将反应器置于85℃水浴中开始催化氧化反应，每间隔2h在出水口取样，共运行12h，总体toc去除率稳定在80～84％。
48.实施例十至实施例十二
49.按实施例九中相同的方法重复进行，但对有机废水的ph值进行了调整，结合实施例九中的数据，得到不同ph值下动态连续流toc降解率的变化对比结果如图3所示，实施例十至实施例十二依次为：
50.有机废水调节ph至4.50，总体toc去除率稳定在84～86％；
51.有机废水调节ph至7.70，总体toc去除率稳定在64～69％；
52.有机废水调节ph至10.50，总体toc去除率稳定在14～20％。
53.可见ph值调至略酸性，toc去除率比碱性结果更好。
54.实施例十三
55.处理某煤化工废水，废水的toc为488mg/l，cod为1580mg/l，ph为10.52。
56.将有机废水调节ph至6.20，然后向废水中加入4000ppm次氯酸钠粉体溶解，将300ml负载铁锰氧化物的碳基催化剂加入反应器，取停留时间1h，设置蠕动泵流速为0.3l/h，将反应器置于85℃水浴中开始催化氧化反应，每间隔2h在出水口取样，共运行12h，总体toc去除率稳定在87～90％。
57.对比实施例七中停留时间同样为1h的toc去除结果，可见提升次氯酸钠粉体的投
入量，可以有效提升本发明方法的有机物降解效果。
58.对比例一：
59.将有机废水中加入2000ppm次氯酸钠粉体溶解，反应器中不加任何负载活性组分的催化剂，只添加空白催化剂载体，取停留时间0.5h，设置蠕动泵流速为0.3l/h，将反应器置于55℃水浴中开始催化氧化反应，每间隔2h在出水口取样，共运行12h，总体toc去除率在24～28％，可见不加负载有活性组分的催化剂处理难降解煤化工有机废水的处理结果并不理想。
60.而对比实施例一至实施例十三，可以看出，负载有活性组分的催化剂有效提升了难降解煤化工有机废水的有机物去除率，因此本发明提出的次氯酸钠催化氧化快速处理废水难降解有机物的方法相较现有技术取得了明显的提升；进一步地，通过调节进水ph、反应温度、次氯酸钠投加量、停留时间等工艺参数，toc的去除率还可以得到进一步的提升。