CN105858820A - 有机废水高效预处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于环保技术领域，涉及一种有机废水高效预处理方法，其步骤为：将废水调节pH至3～5，继而加入有效体积浓度0.1～5％的双氧水，将所得混合液通入内含铁碳填料的反应器中反应，最后排出。本发明使废水在反应器中同时发生铁碳微电解、芬顿氧化、絮凝沉淀和活性炭催化氧化等多种效果，大大提高废水的处理效率和可生化性，并能够减少基建投资和运行费用。

Description

有机废水高效预处理方法

技术领域

本发明涉及环保技术领域，特别涉及一种通过多种作用同时进行而达到高效处理高浓度难降解有机废水的预处理方法。

背景技术

近年来，随着石油化工、塑料、合成纤维、焦化、印染等行业的迅速发展，各种含有大量男生物降解的有机污染物的废水相应增多，他们进入水体给环境造成了严重的污染。环保工作者在探寻高效、经济处理该类废水的研究方面进行了各种尝试，提出了许多处理方法。

难降解有机物是指被微生物分解速度很慢、分解不彻底的有机物(也包括某些有机物的代谢产物)。这类污染物已在生物体内富集，也容易成为水体的潜在污染源。这类污染物包括多环芳烃、卤代烃、杂环类化合物、有机氮化物、有机磷农药、表面活性剂、有机染料等有毒难降解有机污染物。这些物质的共同特点是毒性大、成分复杂、COD高，一般微生物对其几乎没有降解效果。如果这些物质不经充分处理而向环境排放，势必严重地污染环境，威胁人类的身体健康。难降解有机物的治理研究已引起国内外有关专家的高度重视，是目前水污染防治研究的热点与难点。

本发明就是为了提供一种方法来高效处理高浓度难降解有机废水。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种通过多种作用同时进行而达到高效处理高浓度难降解有机废水的预处理方法。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种有机废水高效预处理方法，其步骤为：将废水调节pH至3～5，继而加入有效体积浓度0.1～5％的双氧水，将所得混合液通入内含铁碳填料的反应器中反应，最后排出。

具体的，所述铁碳填料的填料体积占反应器容积的30～100％。

具体的，所述反应器包括中空的壳体、设于所述壳体下方的进水管和设于壳体上方的出水管，所述进水管内侧设有布水管。

进一步的，所述壳体内还设有筒状的导流管，所述铁碳填料位于所述导流管的外侧，所述导流管外侧设有环形的曝气管；所述壳体内充满混合液后曝气管曝气，使混合液在导流管内外形成回流。

进一步的，回流比为0.5～2。

进一步的，所述布水管为环形。

进一步的，所述出水管上设有出水阀。

采用上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：

1、本发明使废水在反应器中同时发生铁碳微电解、芬顿氧化、絮凝沉淀和活性炭催化氧化等多种效果，大大提高废水的处理效率和可生化性，并能够减少基建投资和运行费用；

2、反应器结构使含双氧水的酸性废水可以在铁碳填料之间不断循环，加速固液界面之间的反应；

3、出水阀可以控制反应器间断或连续处理废水，适应不同的处理需求，使预处理自动化程度更高。

附图说明

图1为实施例1反应流程示意图；

图2为实施例2反应流程示意图；

图3为实施例3反应流程示意图。

图中数字表示：

1-壳体；2-进水管，21-布水管；3-出水管，31-出水阀；4-导流管；5-铁碳填料；6-曝气管。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

如图1所示，将某高浓度化工废水(COD在10000～30000mg/L)调节废水pH至3～5，继而加入有效体积浓度0.1～5％的双氧水，将所得混合液从反应器下方的进水管2通入反应器中，从进水管2内侧的布水管21注入反应器中空的壳体1，壳体1内填充有占反应器容积的30～100％的铁碳填料5，废水将穿过铁碳填料5并停留反应一段时间后从出水管3排出。处理具体效果如下：

由上表可知经过处理，废水COD的去除率达到40％以上。在本实施例中，进入反应器中的含有双氧水的酸性废水在铁碳填料5之间产生了如下一系列作用:

①铁碳微电解：

铁碳填料5内部的铁和碳接触而会形成以铁为阳极、碳为阴极的电化学反应结构，电化学反应方程式为：

阳极:Fe-2e→Fe²⁺,

阴极:2H⁺+2e→2[H]→H₂。

初生态的Fe²⁺和原子H具有高化学活性，能改变废水中许多有机物的结构和特性，使有机物发生断链、开环等反应。

②芬顿反应：

双氧水与铁碳微电解产生的Fe²⁺能生成很多具有氧化效果的自由基，反应方程式为：

Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+OH^-+HO·,

Fe³⁺+H₂O₂+OH^-→Fe2++H₂O+HO·,

Fe³⁺+H₂O₂→Fe²⁺+H⁺+HO₂·,

HO₂·+H₂O₂→H₂O+O₂↑+HO·。

HO·、HO₂·这些自由基将很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态。

③絮凝沉淀：

在以上反应中产生的Fe³⁺会与OH^-产生聚合度大的Fe(OH)₃胶体絮凝剂，可以有效地吸附、凝聚水中的污染物，从而增强对废水的净化效果。

④活性炭催化氧化：

铁碳填料中的活性炭表面具有大量微孔，吸附了有机物和反应中释放的氧气，为微生物群的生长繁殖提供了高浓度的营养源，而微生物代谢过程中产生的酶和辅酶又被吸附和富集在活性炭的微孔中，加之活性炭上微生物和有机物接触时间较长，使难以降解的有机物也有可能经生物氧化而分解。

因此，在以上反应的协同作用下，高浓度有机废水处理效率高、可生化性好，更重要的是该工艺能取代以往多个工艺设备才能达到的效果，减少了基建投资和运行费用。

实施例2：

如图2所示，将某高浓度制药废水(COD在10000～50000mg/L)调节废水pH至3～5，继而加入体积浓度0.1～5％的双氧水溶液，将所得混合液从反应器下方的进水管2通过环形的布水管21注入壳体1内，壳体1内设有筒状的导流管4，导流管4外侧填充有占反应器容积的30～90％的铁碳填料5，导流管4外侧还设有环形的曝气管6，废水穿过铁碳填料5时曝气管6持续曝气回流，回流比为0.5～2，废水停留反应一段时间后从出水管3排出。处理具体效果如下：

由上表可知经过处理，废水COD的去除率达到50％以上。在本实施例中，曝气管6的曝气能让导流管4外侧的水流上升，为了补偿导流管4外侧下部的废水，导流管4上方的废水就能通过导流管4下降，这样就能在壳体1内产生废水的内循环。这样做的优点在于：

①内循环的废水能够反复通过铁碳填料5之间的空隙，令废水内的高COD物质不断与铁碳填料5接触而快速反应；

②曝气能提高废水内的含氧量，使更多的氧气参与铁碳填料和废水之间的反应。

反应器结构的这种设置使含双氧水的酸性废水可以在铁碳填料之间不断循环，加速固液界面之间的反应。

实施例3：

如图3所示，将某高浓度焦化废水(COD在10000～40000mg/L)调节废水pH至3～5，继而加入体积浓度0.1～5％的双氧水溶液，将所得混合液从反应器下方的进水管2通入反应器中，反应器在图2基础上在出水管3上增加了出水阀31(可采用常开或周期开关状态)，废水停留反应一段时间后从出水管3排出。

由上表可知经过处理，废水COD的去除率达到50％以上，出水阀31的开关周期对COD去除率的提升有一定积极效果。在本实施例中，出水阀31可以控制反应器间断或连续处理废水，出水阀31可以按照合适的停留时间设置开关周期，针对不同的处理需求，使废水在反应器内预处理效率最大化，使预处理自动化程度更高。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种有机废水高效预处理方法，其特征在于步骤为：将废水调节pH至3～5，继而加入有效体积浓度0.1～5％的双氧水，将所得混合液通入内含铁碳填料的反应器中反应，最后排出。

2.根据权利要求1所述的有机废水高效预处理方法，其特征在于：所述铁碳填料的填料体积占反应器容积的30～100％。

3.根据权利要求1所述的有机废水高效预处理方法，其特征在于：所述反应器包括中空的壳体、设于所述壳体下方的进水管和设于壳体上方的出水管，所述进水管内侧设有布水管。

4.根据权利要求3所述的有机废水高效预处理方法，其特征在于：所述壳体内还设有筒状的导流管，所述铁碳填料位于所述导流管的外侧，所述导流管外侧设有环形的曝气管；所述壳体内充满混合液后曝气管曝气，使混合液在导流管内外形成回流。

5.根据权利要求4所述的有机废水高效预处理方法，其特征在于：回流比为0.5～2。

6.根据权利要求4所述的有机废水高效预处理方法，其特征在于：所述布水管为环形。

7.根据权利要求4所述的有机废水高效预处理方法，其特征在于：所述出水管上设有出水阀。