CN101172730A - 苯系化合物污染土壤淋洗废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的苯系化合物污染土壤淋洗废水的处理方法，包括如下步骤：将苯系化合物污染土壤淋洗废水经预处理，以除去不溶于水的固体杂质；将预处理后的废水经活性炭粒子群电催化装置处理，废水停留时间为30分钟以上；废水经上述电催化处理后，加入无机或有机絮凝剂，在絮凝反应沉淀池中进行絮凝沉淀后达标排放。本发明的处理方法可将难降解的含TX－100及苯系有毒有机物的土壤淋洗废水实现就地高效无害化处理，达到一级排放标准，并可实现出水在淋洗工艺中循环使用，大大降低土壤淋洗的总用水量。且本发明采用的车载式电催化装置移动灵活，不受场地限制，特别适用于场地周边无污水处理厂或无污水管网的受污染土壤在治理时使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种污染土壤淋洗废水的处理方法，尤其涉及一种难生物降解苯系有毒有机物污染土壤淋洗废水的处理方法。
背景技术
近年来，随着中国经济的持续快速发展，城市规模不断扩大，众多污染较重的企业搬出城市，遗留地一般改变使用功能后就地发展第三产业。但是污染企业遗留地存在土壤污染风险，尤其是化工厂，特别是大量生产或使用苯及苯系物的化工厂，原厂址土壤一般均受到化学品的污染，若不及时修复，对原厂址土地开发活动的环境影响极大，对人群健康构成极大威胁。在化学品储运过程中，发生事故的直接后果一般也会导致土壤受污染。这些被污染的土壤，只有被修复、达到功能标准以后，才能被继续利用。
苯系化学品，特别是苯、苯胺、硝基苯类、氯苯等均是重要的化工原料，应用广泛，同时又均是生物难以降解的有毒有机化合物。这些有机化合物与水的互溶性较小，但实验表明，通过在淋洗水中添加表面活性剂(通常使用聚乙二醇辛基苯基醚，简称TX-100)，并采取多次淋洗的方式，均可将这些化学品从土壤中转移到洗出液中。试验研究证明，受上述苯系化合物污染的土壤在一次淋洗后，根据化学品及土壤结构的不同，一般80～97％的苯系化合物被转移到淋洗出水中，三至四次淋洗后，大部分土壤中的苯系污染物均可被转移到洗出液中。
因此，在众多土壤修复技术中，针对受苯或苯系物污染土壤最经济也最普遍的修复措施是采用添加表面活性剂(通常使用聚乙二醇辛基苯基醚，简称TX-100)的水淋洗技术。但淋洗废水的处理是一个较大的难题，苯、苯胺、硝基苯类、氯苯等化学品和添加的表面活性剂TX-100均较难生物降解，对生物有毒害作用。淋洗废水采用传统的生物处理方法和物化处理方法很难达到污水处理排放标准，特别是需严格执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准，淋洗水若不妥善处理极易造成二次污染。而且，大部分受污染又急需处理的土壤场地周边无污水处理厂或无污水管网，并且许多污水处理厂的处理工艺也无法满足处理含苯、苯系物及TX-100废水的需要。因此，谋求苯系化合物污染土壤淋洗废水处理工艺的创新，研发高效的苯系化合物污染土壤淋洗废水的处理方法，是众多土壤修复研究者关注的一个重要课题。
发明内容
发明目的：本发明旨在为受苯系化学品污染土壤治理提供一种高效的移动式电催化-絮凝沉淀处理淋洗废水的方法，以克服土壤淋洗后产生的有毒有机废水无法就地处理到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准的难题。
技术方案：本发明的苯系化合物污染土壤淋洗废水的处理方法包括如下步骤：
1、将苯系化合物污染土壤淋洗废水经预处理，以除去不溶于水的固体杂质。
2、将预处理后的废水经活性炭粒子群电催化装置处理，废水在活性炭粒子群电催化装置中的停留时间为30分钟以上。
3、废水经上述电催化处理后，加入无机或有机絮凝剂，在絮凝反应沉淀池中进行絮凝沉淀后达标排放。
其中，步骤1中所述的预处理为使用格栅或一次沉淀池中的一种或两种。一次沉淀池中形成的污泥可外运作为工业固废填埋或焚烧。
其中，步骤2中所述的活性炭粒子群电催化装置为车载移动式一体化设备。其中的内部填充的活性炭颗粒根据使用情况不定期更换，在连续使用条件下，活性炭颗粒一般每2年更换一次。
其中，步骤3中所述的无机絮凝剂为聚合硫酸铁、聚合氯化铁等；有机絮凝剂为聚丙烯酰胺等。
其中，步骤3中所述的絮凝反应沉淀池是平流式、幅流式或竖流式。
其中，步骤3中所述的絮凝反应沉淀池是土建形式或车载移动式一体化设备。
其中，步骤3结束后达标排放的水源可回用于淋洗工艺过程。
本发明中采用的活性炭粒子群电催化装置可安置在拖车上，或直接放置在卡车上。装置外壳由不锈钢板构成，装置内部的三维粒子群电极由导电板和活性炭粒子组成。正极导电板是高纯石墨棒，负极导电板是不锈钢网。不锈钢网表面附着空隙致密的尼龙布作隔离层，所有的空间均被活性炭颗粒填充。这样的高比表面的三维粒子群电极具有重要的特性：即填充在反应槽内的粒子在电场的作用下被感应成为复极性粒子，在粒子的一端发生阳极反应，另一端发生阴极反应，整个粒子成了一个立体电极，粒子与粒子之间构成了无数个微电解池，整个电解槽就由这样一些微电解池组成，使有效的反应面积大大增加，同时又缩短了反应物的迁移路径，使苯系有机物的电催化氧化降解速度大大提高。活性炭粒子群电催化装置由江苏省环境科学研究院设计制造。
本发明中的絮凝沉淀工艺可进一步去除废水中含有的小分子有机物、微量未分解的苯系有机物、土壤胶体以及其他有毒有害物质，操作简单，使用方便。
有益效果：本发明的苯系化合物污染土壤淋洗废水的处理方法，可将难降解的含TX-100及苯系有毒有机物的土壤淋洗废水实现就地高效无害化处理，达到一级排放标准，并可实现出水在淋洗工艺中循环使用，大大降低土壤淋洗的总用水量。
且本发明采用的车载式电催化装置移动灵活，不受场地限制，特别适用于场地周边无污水处理厂或无污水管网的受污染土壤在治理时使用。
多组不同土壤的试验结果表明，高效电催化-絮凝沉淀土壤淋洗废水处理系统的电催化工序对含TX-100、苯、苯胺、硝基苯类、氯苯的淋洗废水处理后，停留时间控制在30～60分钟左右，TX-100及苯系有机物的一次去除率在97～99.5％，COD的一次去除率在75～97％。再经絮凝沉淀工序处理后，出水中苯系有机物、COD等指标全部可以满足一级排放标准的要求，并可循环回用于淋洗工艺中，淋洗水的总回用率可达到85％以上。
附图说明
图1为本发明的苯系化合物污染土壤淋洗废水的处理方法的示意图。
具体实施方式
由图1可以看出，活性炭粒子群电催化装置4置于卡车或拖车5之上成为车载移动式一体化设备。移动式苯系化合物污染土壤淋洗废水沿管道依次经格栅1、一次沉淀池2进行预处理后，经进水泵3进入移动式活性炭粒子群电催化装置4的下部，氧化反应结束后从活性炭粒子群电催化装置4的上部出水，自流进入反应沉淀池7。加药系统6在电催化装置的出水中投加絮凝剂(聚合硫酸铁、聚合氯化铁或聚丙烯酰胺)，混合废水进入反应沉淀池，反应约30分钟后进一步去除水中的残余有机物、土壤胶体和其它物质，达到系统出水指标后排放，并可回用到淋洗工艺中去。沉淀污泥经处理后外运处置，可作为工业固废填埋或焚烧。
表1～2是采用本发明工艺处理的几种具体废水的原水水质及处理结果。其原水水质见表1；处理条件和处理结果见表2。
表1原水水质
| 序号 | 物质含量(mg/L) | ||||||
| TX-100 | 苯 | 苯胺 | 硝基苯 | 氯苯 | 悬浮物 | COD | |
| 1 | 320 | 530 | 2400 | 1075 | 75 | 3012 | 10215 |
| 2 | 400 | 690 | 3080 | 1338 | 120 | 3825 | 13059 |
表2处理条件和处理结果
| 序号 | 电催化处理条件 | 电催化+絮凝沉淀处理出水水质(mg/L) | ||||||||
| 停留时间(min) | 电压(V) | 电流(A) | TX-100 | 苯 | 苯胺 | 硝基苯 | 氯苯 | 悬浮物 | COD | |
| 1-1 | 30 | 55 | 17 | 40.3 | 0.07 | 0.85 | 1.80 | 0.1 | 65 | 89 |
| 2-1 | 30 | 55 | 17 | 43.2 | 0.08 | 0.84 | 1.78 | 0.13 | 67 | 95 |
| 1-2 | 30 | 30 | 30 | 36.1 | 0.05 | 0.79 | 1.67 | 0.13 | 60 | 85 |
| 2-2 | 30 | 30 | 30 | 39.4 | 0.04 | 0.82 | 1.71 | 0.11 | 63 | 90 |
| 1-3 | 45 | 45 | 20 | 41.6 | 0.08 | 0.88 | 1.92 | 0.18 | 67 | 93 |
| 2-3 | 45 | 45 | 20 | 44.7 | 0.09 | 0.95 | 1.90 | 0.16 | 68 | 98 |
| 污水综合排放标准GB8978-1996 | - | 0.1 | 1.0 | 2.0 | 0.2 | 70 | 100 | |||
Claims (9)
1.一种苯系化合物污染土壤淋洗废水的处理方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
(1)将苯系化合物污染土壤淋洗废水经预处理，除去不溶于水的固体杂质；
(2)将预处理后的废水经活性炭粒子群电催化装置处理，废水在活性炭粒子群电催化装置中的停留时间为30分钟以上；
(3)废水经上述电催化处理后，加入无机或有机絮凝剂，在絮凝反应沉淀池中进行絮凝沉淀后达标排放。
2.根据权利要求1所述的苯系化合物污染土壤淋洗废水的处理方法，其特征在步骤(1)中所述的预处理为使用格栅或一次沉淀池中的一种或两种。
3.根据权利要求2所述的苯系化合物污染土壤淋洗废水的处理方法，其特征在于一次沉淀池中形成的污泥可外运作为工业固废填埋或焚烧。
4.根据权利要求1所述的苯系化合物污染土壤淋洗废水的处理方法，其特征在于步骤(2)中所述的活性炭粒子群电催化装置为车载移动式一体化设备。
5.根据权利要求1所述的苯系化合物污染土壤淋洗废水的处理方法，其特征在于步骤(3)中所述的无机絮凝剂为聚合硫酸铁或聚合氯化铁。
6.根据权利要求1所述的苯系化合物污染土壤淋洗废水的处理方法，其特征在于步骤(3)中所述的有机絮凝剂为聚丙烯酰胺。
7.根据权利要求1所述的苯系化合物污染土壤淋洗废水的处理方法，其特征在于步骤(3)中所述的絮凝反应沉淀池是平流式、幅流式或竖流式。
8.根据权利要求1或7所述的苯系化合物污染土壤淋洗废水的处理方法，其特征在于所述的絮凝反应沉淀池是土建形式或车载移动式一体化设备。
9.根据权利要求1所述的苯系化合物污染土壤淋洗废水的处理方法，其特征在于步骤(3)结束后达标排放的水源可回用于被污染土壤的淋洗工艺过程。
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