CN112759150A - 一种处理高浓度甲醇残液废水的方法 - Google Patents

一种处理高浓度甲醇残液废水的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种处理高浓度甲醇残液废水的方法。采用微电解法与芬顿氧化法联合技术处理高浓度甲醇残液废水，在微电解反应中，调节废水的初始pH为2‑6，铁碳填料用量用量300‑1700克/升，以及反应时间为12‑60小时等条件，芬顿氧化反应中通过调节Fe2+用量为0‑10克/升，H2O2用量为10‑50克/升，反应时间为30‑180分钟，能够最大限度地去除甲醇残液中的COD，去除率可达60％‑80％，废水的BOD5/CODCr可由0.2提升到0.4以上，废水可生化性能够较大提高，具有去除高效、操作简便、无二次污染、成本低等优点。

Description

一种处理高浓度甲醇残液废水的方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体的涉及一种处理高浓度甲醇残液废水的方法。
背景技术
制药的过程中伴随产生大量的制药废水，而制药废水因药物产品不同、生产工艺不同而差异较大。因此制药废水的处理成为了一个难题，尤其是近年来对污水排放指标的不断提升，制药废水的处理成了制约制药业快速发展的一个重要因素。
高浓度甲醇残液废水是制药废水的重要来源之一，其中主要含有甲醇、二氯甲烷、次氯酸钠、醋酸、甾体物等成分，造成废水中有机物成分复杂并且浓度极高，并且其中大多为难降解物质，会对常规处理中的微生物有抑制作用，对废水的生化处理造成极大困难。芬顿氧化法和铁碳微电解法是目前发展比较成熟的两类废水处理方法，近年来，这两种方法在医药化工化学合成废水、抗生素制药废水、医药中间体生产废水等预处理和深度处理中得到了很大应用，经处理后的废水可生化性显著提高，难降解有机物得到了很好的去除和降解，为出水水质达标排放提提供了稳定保障。
发明内容
本发明旨在解决传统常规水处理工艺难以对高浓度甲醇残液废水进行有效处理的技术问题。为此，本发明提出一种处理高浓度甲醇残液废水的方法，能够有效去除其中含有的大量难生物降解有机物，提高废水可生化性，并能够减少药剂投加量，提高废水处理效率。
为实现上述发明目的，采用以下技术方案：
一种处理高浓度甲醇残液废水的方法，具有包括以下步骤：
(1)将废水pH调节至2-6，向废水中加入铁碳填料；
(2)对加入铁碳填料的废水进行曝气处理；
(3)反应后静置，沉淀完全后排出上清液；
(4)调节铁碳微电解处理后的上清液pH为8-10，静置使水中的大颗粒有机物与杂质沉淀，有利于后续氧化反应的进行；
(5)取经沉淀后废水，调节pH为2-6，按Fe2+投加量为0-5克/升，H2O2投加量为10克/升-50克/升加入药剂进行氧化；
(6)对步骤(5)氧化处理后的废水进行pH调节，调节范围为8-10，静置使水中的大颗粒有机物与杂质沉淀。
具体地，所述步骤(1)中所述废水的CODCr浓度为70000毫克/升-110000毫克/升。
具体地，所述步骤(1)中铁碳填料的投加量为300克/升-1700克/升。
具体地，所述步骤(2)中曝气过程的气水比为20：1-50：1，停留时间为12-60小时。
具体地，所述步骤(3)中静置时间为3-5小时。
具体地，步骤(4)中静置时间为3-5小时。
具体地，步骤(5)中芬顿氧化反应时间为30-180分钟。
具体地，步骤(6)中静置时间为3-5小时。
本发明将铁碳微电解和芬顿氧化技术耦合。铁碳微电解技术主要的作用机理有铁的还原作用、原电池反应、絮凝沉淀、电化学附集、物理吸附等。在酸性环境下，原电池的阳极能产生Fe2+，阴极能产生新生态的[H]，它们共同作用下具有较强的活性，能与有机物发生氧化还原反应，破坏有机物的分子结构。同时通过电化学氧化作用，有机物也能在原电池的电极上发生氧化还原反应。另外，在反应的过程中Fe2+和Fe3+生成的铁水络合物具有优良的絮凝效果，通过网捕卷扫作用、氢键和范德华力吸附作用可将污染物进一步去除。在铁碳微电解处理后，废水中会存在大量Fe2+，在酸性条件下加入H2O2，可形成芬顿体系，迅速发生一系列链式反应，生成氧化性极强的·OH(E0＝2.87V)，利用其强氧化性分解有机污染物。
将铁碳微电解法和芬顿氧化技术耦合处理高浓度制药废水中甲醇残液，不仅能充分利用铁碳微电解反应产生的Fe2+，减少高级氧化反应中的Fe2+投加量，以降低处理成本，而且可以显著降低高浓度甲醇残液废水中有机污染物尤其是毒性物质的浓度，并且能够解决单一处理方法效果较差、成本较高等难题，同时提高可生化性，以满足废水的后续生物处理需求，进而实现达标排放。
本发明的有益效果如下：
本发明通过调节废水pH、铁碳微电解处理、Fe2+和H2O2的投加量及反应时间，能够最大化的去除甲醇残液废水中的高毒性有机物，提高其可生化性。在微电解过程中产生的Fe2+可用于后续芬顿氧化过程，有利于减少药剂的投加量。根据本发明方法处理，处理高浓度甲醇残液废水成本为55～60元/立方米，处理后制药废水中COD去除率大于60％，水中的有机污染物含量得到显著降低，甚至部分有机物已被完全降解具有很高的处理效率，并能带来较大的经济效益。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
实施例1：
取100毫升CODCr浓度为82000毫克/升，初始pH为4.5的高浓度甲醇残液废水，对该废水依次按照如下步骤进行处理：
(1)向其中加入铁碳填料133克。
(2)对加入铁碳填料的废水进行曝气处理，气水比是20：1-50：1，停留时间为48小时。
(3)经过一定反应时间后静置4小时，沉淀完全后取上清液测定COD浓度，33600毫克/升，调节铁碳微电解处理后的上清液pH为10.0，静置使水中的大颗粒有机物与杂质沉淀，有利于后续氧化反应的进行。
(4)取过程(3)出水，Fe2+投加量为0.6克，H2O2投加量为3克，反应时间为120分钟，反应结束后调节水样pH＝10，充分搅拌并静置4小时后外排。
排出水中CODCr浓度为20000毫克/升，COD去除率为75.6％，BOD5/CODCr由0.24上升至0.5。
实施例2：
取100毫升CODCr浓度为85000毫克/升，初始pH为5.0的高浓度甲醇残液废水，对该废水依次按照如下步骤进行处理：
(1)向其中加入铁碳填料130克。
(2)对加入铁碳填料的废水进行曝气处理，气水比是40:1，停留时间为48小时。
(3)经过一定反应时间后静置4小时，沉淀完全后取上清液测定COD浓度，48300毫克/升，调节铁碳微电解处理后的上清液pH为10.0，静置使水中的大颗粒有机物与杂质沉淀，有利于后续氧化反应的进行。
(4)取过程(3)出水，用酸调节废水pH至3，加入4克H2O2，不加Fe2+，反应时间为90分钟，反应结束后调节水样pH＝10.0，充分搅拌并静置4小时后外排。
排出水中CODCr浓度为5600毫克/升，COD去除率为79％，BOD5/CODCr由0.3上升至0.6。
实施例3：
取100毫升CODCr浓度为90000毫克/升，初始pH为3.0的高浓度甲醇残液废水，对该废水依次按照如下步骤进行处理：
(2)向其中加入铁碳填料110克。
(2)对加入铁碳填料的废水进行曝气处理，气水比是40:1，停留时间为45小时。
(3)经过一定反应时间后静置4小时，沉淀完全后取上清液测定COD浓度它55600毫克/升，调节铁碳微电解处理后的上清液pH为10.0，静置使水中的大颗粒有机物与杂质沉淀，有利于后续氧化反应的进行。
(4)取过程(3)出水，向水中加入2克Fe2+、4克H2O2，反应时间为120分钟，反应结束后调节水样pH＝10，充分搅拌并静置4小时后外排。
排出水中CODCr浓度为31500毫克/升，COD去除率为65％，BOD5/CODCr由0.2上升至0.6。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，本领域的普通技术人员可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，本发明的保护范围应以权利要求书所述为准。

Claims (8)

1.一种处理高浓度甲醇残液废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将废水pH调节至2-6，向废水中加入铁碳填料；
(2)对加入铁碳填料的废水进行曝气处理；
(3)反应后静置，沉淀完全后排出上清液；
(4)调节铁碳微电解处理后的上清液pH为8-10，静置使水中的大颗粒有机物与杂质沉淀，有利于后续氧化反应的进行。
(5)取经沉淀后废水，调节pH为2-6，按Fe2+投加量为0-5克/升，H2O2投加量为10克/升-50克/升加入药剂进行氧化。
(6)对步骤(5)氧化处理后的废水进行pH调节，调节范围为8-10，静置使水中的大颗粒有机物与杂质沉淀。
2.根据权利要求1所述一种处理高浓度甲醇残液废水的方法，其特征在于，步骤(1)中所述废水的CODCr浓度为70000毫克/升-110000毫克/升。
3.根据权利要求1所述一种处理高浓度甲醇残液废水的方法，其特征在于铁碳填料填入量为300克/升-1700克/升。
4.根据权利要求1所述一种处理高浓度甲醇残液废水的方法，其特征在于，步骤(2)中所述曝气过程控制气水比为20：1-50：1，曝气停留时间为12-60小时。
5.根据权利要求1所述一种处理高浓度甲醇残液废水的方法，其特征在于，步骤(3)中所述静置时间为3-5小时。
6.根据权利要求1所述一种处理高浓度甲醇残液废水的方法，其特征在于，步骤(4)中所述静置时间为3-5小时。
7.根据权利要求1所述一种处理高浓度甲醇残液废水的方法，其特征在于，步骤(5)中芬顿氧化反应时间为30-180分钟。
8.根据权利要求1所述一种处理高浓度甲醇残液废水的方法，其特征在于，步骤(6)中静置时间为3-5小时。
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