CN102583910A - 一种多级催化氧化加微电解法处理废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有机废水的处理，具体涉及一种多级催化氧化加微电解法处理废水的方法。该方法包括以下步骤：预处理、曝气酸析、微电解、一级催化氧化处理、曝气反应、一次沉降、二级催化氧化处理和二次沉降，经处理的废水的COD指标为100～300mg/L。本发明具有反应速度快、工艺流程简单、使用寿命长、投资费用少、操作维护方便、运行成本低和处理效果稳定的特点。
Description
技术领域
本发明涉及有机废水的处理，具体涉及一种多级催化氧化加微电解法处理废水的方法。
背景技术
在高盐高浓度高COD废水的传统处理工艺中，特别是针对橡胶促进剂M、DM、NS、CZ等高难度废水处理中，常用以下两种方法：一是单纯用芬顿法处理废水，这种工艺的处理成本高并且产生较多的铁污泥，限制了芬顿法的推广应用；二是芬顿强化铁屑内电解工艺法，这种工艺的缺点是：铁屑在容器内运行3个月左右后会出现结块板结，需重新更换，耗费大量人力物力，增大劳动强度，不适于推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多级催化氧化加微电解法处理废水的方法，其反应速度快、工艺流程简单、使用寿命长、投资费用少、操作维护方便、运行成本低和处理效果稳定。
本发明所述的多级催化氧化加微电解法处理废水的方法，包括如下步骤：
一、预处理：首先对流入调节池的废水进行三级布袋过滤，再采用曝气法进行预处理工艺，废水COD能降解500～700mg/L；
曝气法按照常规工艺进行，利用溶气装置产生的溶气水中的微细气泡，与水中的微细悬浮颗粒粘合在一起，随着气泡升到水面，形成浮渣，使水中微细悬浮颗粒得到去除。
具体操作步骤：
用PPR管子按照每平方米4个曝气头均匀铺在池底，汇到支管上，再汇到总管，然后接到罗茨鼓风机上。
二、曝气酸析：用酸调节剂将步骤(一)经预处理的废水的PH值调节为3～4，曝气酸析后进入纤维球过滤器过滤，将酸析出的生成物过滤掉，废水COD能降解200～400mg/L；
曝气酸析工艺：用硫酸调节PH＝3～4进行酸化，目的是将水中的M、DM等有机物分离出来。
具体操作步骤：
在酸析罐底铺设直径25公分的PPR管子，按照5厘米距离钻孔布均匀，汇到支管上，然后通过支管接到罗茨鼓风机上，在进水的同时滴酸调PH＝3～4并进行曝气氧化。
三、微电解：将步骤(二)过滤后的废水采用低进高出的方式，进入装有微电解填料的反应塔，利用微电解填料产生“原电池”效应，对废水进行处理；
微电解填料反应塔结构：微电解系统由微电解池、配水系统、鼓风系统和加药系统组成，根据用户要求进行配置。
1、加药系统
加药系统部分根据建设单位对微电解池的进出废水做调整使用的装置，提高微电解池的处理效果。
2、鼓风系统
鼓风系统部分由风机、管路和阀门等组成，风压根据不同的微电解池和管路做调整，风量由设计单位确认。
3、配水系统
配水系统部分由提升泵、流量计和管路等组成。
微电解填料是一种多元催化氧化填料，它由多元金属合金融合催化剂并采用高温微孔活化技术产生而成，属于新型投加式无板结微电解填料。优点：1、由多金属融合多种催化剂通过高温熔炼形成一体化合金，保证“原电池”效应持续高效，不会象物理混合那样出现阴阳极分离，影响原电池效应。2、构架式微孔结构形式，提供了极大的比表面积和均匀的水气流通到，对废水处理提供了更大的电流密度和更好的催化反应效果。3、活性强，比重轻，不钝化、不板结，反应速度快长期运行稳定有效。4、针对不同废水调整不同比例的催化成分，提高了反应效率，提高了对废水处理的应用范围。5、填料对废水的处理集氧化、还原、电沉积、絮凝、吸附、架桥、卷扫及共沉淀等多功能于一体。6、处理成本低，在大幅度去除有机污染物的同时，可极大地提高废水的可生化性。7、配套设施可根据规模和用户要求实现构筑物式和设备化，满足多重要求的反应塔，利用微电解填料产生“原电池”效应，对废水进行处理；
微电解填料由潍坊普菌沃润环保有限公司生产。
微电解填料规格：1cm*3cm，形式多样，有颗粒球型、多孔柱形及其他，大小可定制。比重：1.0吨/立方米，比表面积：12平方米/克，空隙率：65％，物理强度：1000kg/cm2。
微电解技术是在不通电的情况下，利用微电解设备中填充的微电解填料产生“原电池”效应对废水进行处理。当通水后，在设备内会形成无数的电位差达1.2V的“原电池”。“原电池”以废水做电解质，通过放电形成电流对废水进行电解氧化和还原处理，以达到降解有机污染物的目的。在处理过程中产生的新生态[OH]、[H]、[O]、Fe2+、Fe3+等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团，甚至断链，达到降解脱色的作用；生成的Fe2+进一步氧化成Fe3+，它们的水合物具有较强的吸附絮凝活性，特别是在加碱调PH值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂，它们的絮凝能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体，能大量絮凝水体中分散的微小颗粒、金属粒子及有机大分子。
本发明纤维球过滤器优选江苏星辰环保生产的型号为BQ-800纤维球过滤器。
四、一级催化氧化处理：将步骤(三)微电解处理完的废水，加入双氧水进行一级催化氧化反应；
五、曝气反应：用碱调节剂将步骤(四)处理好的废水调节PH值为7～8，加入净水剂聚合氯化铝曝气反应后，随后进入絮凝池；
六、一次沉降：在絮凝池中加入阳离子聚丙烯酰胺加速絮凝沉淀，当达到水泥分层时，再沉降30～60分钟后进入一次污泥沉降池，使上层清水与下层污泥分离；
七、二级催化氧化处理：将步骤(六)上层的清水加入双氧水进行二级催化氧化处理后，再依次进入水解酸化池、菌池；
水解酸化池也称为厌氧生物处理池，根据所利用细菌对氧的需求不同，可以把生化处理分为好氧处理和厌氧处理两类。好氧生化处理需要源源不断的供给氧气，处理速度快，污泥负荷相对低，出水水质好；厌氧生物处理不需要供给氧气，污泥负荷相对较高，能处理生物较难降解的物质，但所需时间较长，出厂一般需要后续处理，才能达标排放。水解酸化池的功能：废水在水解酸化池进行水解酸化处理，将难降解的复杂有机污杂物分解为易降解的简单有机物，降低色度，同时进一步降低废水中SS的含量。
经过污泥沉降池澄清后的废水进入水解酸化池，养着厌氧菌、设置STCT布水包，并且还安装了一个螺旋推进器的水解酸化池后，再进入菌池。
菌池：好氧微生物在氧气充足的条件下，利用新陈代谢的作用将废水中的有机物分解成二氧化碳和水，从而降解有机污染物，并进行自身繁殖，维持系统中高浓度的生物群体。菌池里面养着活性菌泥，按装了曝气助氧系统，并且每天投入面粉、碳铵等物料保持菌泥的活性，把经过水解酸化池处理后的污水COD降至300mg/L以下。
八、二次沉降：将步骤(七)处理好的废水进入二次污泥沉降池进行泥水分层，沉淀好的上层清水经溢水口，流入污水管网，沉淀好的活性菌泥重新打回菌池，老化的菌泥排放到污泥干化场。
步骤(一)所述的曝气时间为30～90分钟。
步骤(二)所述的酸调节剂为硫酸、盐酸和硝酸，酸调节剂加入量与废水总体积的比值为0.5～1kg/m3。
步骤(二)所述的曝气酸析的时间为30～40分钟。
步骤(三)所述的微电解的时间为40～100分钟。
步骤(四)所述的一级催化氧化时间45～90分钟，优选60分钟；双氧水的加入量与废水总体积的比值为3～5kg/m3，优选4kg/m3。
步骤(五)所述的曝气反应时间为45～90分钟，聚合氯化铝的加入量与废水总体积的比值为1～3kg/m3，优选2kg/m3。
步骤(五)所述的碱调节剂为氢氧化钠。
步骤(六)所述的阳离子聚丙烯酰胺的加入量与废水总体积的比值为1～3kg/m3，优选2kg/m3。
步骤(七)所述的二级催化氧化时间45～90分钟，优选60分钟；双氧水的加入量与废水总体积的比值为0.5～1.5kg/m3，优选1kg/m3。
本发明的有益效果如下：
(1)反应速度快，经处理的废水的COD指标为100～300mg/L。
(2)工艺流程简单、使用寿命长、投资费用少、操作维护方便、运行成本低、处理效果稳定，处理过程中只消耗少量的微电解填料，填料只需定期添加无需更换，添加时直接投入即可；
(3)废水经微电解处理后会在水中形成原生态的亚铁后铁离子，具有比普通混凝剂更好的混凝作用，无需再加铁盐等混凝剂，COD去除率高，并且不会对水造成二次污染；
(4)具有良好的混凝效果，色度、COD去除率高，同量可在很大程度上提高废水的可生化性；
(5)对已建成未达标的高浓度有机废水处理工程，用该技术作为已建工程废水的预处理，即可确保废水处理后稳定达标排放，也可将生产废水中浓度较高的废水单独引出进行微电解处理。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
所述的多级催化氧化加微电解法处理废水的方法，包括如下步骤：
(1)预处理：首先对流入调节池的废水进行三级布袋过滤，再采用曝气法曝气30分钟进行预处理工艺，废水COD降解500mg/L；
(2)曝气酸析：用硫酸将步骤(1)经预处理的废水的PH值调节为3，曝气酸析30分钟进入纤维球过滤器过滤，将酸析出的生成物过滤掉，废水COD降解300mg/L，硫酸加入量与废水总体积的比值为1kg/m3；
(3)微电解：将步骤(2)过滤后的废水采用低进高出的方式，进入装有微电解填料的反应塔，利用微电解填料产生“原电池”效应，对废水进行处理30分钟；
(4)一级催化氧化处理：将步骤(3)微电解处理完的废水，加入双氧水进行一级催化氧化反应，氧化时间60分钟，双氧水的加入量与废水总体积的比值为4kg/m3；
(5)曝气反应：用氢氧化钠将步骤(4)处理好的废水调节PH值为7，加入净水剂聚合氯化铝曝气反应60分钟，随后进入絮凝池，聚合氯化铝的加入量与废水总体积的比值为2kg/m3；
(6)一次沉降：在絮凝池中加入阳离子聚丙烯酰胺加速絮凝沉淀，当达到水泥分层时，再沉降30分钟后进入一次污泥沉降池，使上层清水与下层污泥分离，阳离子聚丙烯酰胺的加入量与废水总体积的比值为2kg/m3；
(7)二级催化氧化处理：将步骤(6)上层的清水进行二级催化氧化处理后，再依次进入水解酸化池、菌池，氧化时间60分钟，双氧水的加入量与废水总体积的比值为1kg/m3；
(8)二次沉降：将步骤(7)处理好的废水进入二次污泥沉降池进行泥水分层，沉淀好的上层清水经溢水口，流入污水管网，沉淀好的活性菌泥重新打回菌池，老化的菌泥排放到污泥干化场。
实施例2
所述的多级催化氧化加微电解法处理废水的方法，包括如下步骤：
(1)预处理：首先对流入调节池的废水进行三级布袋过滤，再采用曝气法曝气60分钟进行预处理工艺，废水COD降解600mg/L；
(2)曝气酸析：用盐酸将步骤(1)经预处理的废水的PH值调节为3.5，曝气酸析35分钟进入纤维球过滤器过滤，将酸析出的生成物过滤掉，废水COD降解300mg/L，硫酸加入量与废水总体积的比值为0.6kg/m3；
(3)微电解：将步骤(2)过滤后的废水采用低进高出的方式，进入装有微电解填料的反应塔，利用微电解填料产生“原电池”效应，对废水进行处理50分钟；
(4)一级催化氧化处理：将步骤(3)微电解处理完的废水，加入双氧水进行一级催化氧化反应，氧化时间45分钟，双氧水的加入量与废水总体积的比值为5kg/m3；
(5)曝气反应：用氢氧化钠将步骤(4)处理好的废水调节PH值为7.5，加入净水剂聚合氯化铝曝气反应60分钟，随后进入絮凝池，聚合氯化铝的加入量与废水总体积的比值为1kg/m3；
(6)一次沉降：在絮凝池中加入阳离子聚丙烯酰胺加速絮凝沉淀，当达到水泥分层时，再沉降45分钟后进入一次污泥沉降池，使上层清水与下层污泥分离，阳离子聚丙烯酰胺的加入量与废水总体积的比值为2kg/m3；
(7)二级催化氧化处理：将步骤(6)上层的清水进行二级催化氧化处理后，再依次进入水解酸化池、菌池，氧化时间60分钟，双氧水的加入量与废水总体积的比值为1.5kg/m3；
(8)二次沉降：将步骤(7)处理好的废水进入二次污泥沉降池进行泥水分层，沉淀好的上层清水经溢水口，流入污水管网，沉淀好的活性菌泥重新打回菌池，老化的菌泥排放到污泥干化场。
实施例3
所述的多级催化氧化加微电解法处理废水的方法，包括如下步骤：
(1)预处理：首先对流入调节池的废水进行三级布袋过滤，再采用曝气法曝气90分钟进行预处理工艺，废水COD降解700mg/L；
(2)曝气酸析：用硫酸将步骤(1)经预处理的废水的PH值调节为3，曝气酸析30分钟进入纤维球过滤器过滤，将酸析出的生成物过滤掉，废水COD降解400mg/L，硫酸加入量与废水总体积的比值为0.8kg/m3；
(3)微电解：将步骤(2)过滤后的废水采用低进高出的方式，进入装有微电解填料的反应塔，利用微电解填料产生“原电池”效应，对废水进行处理40分钟；
(4)一级催化氧化处理：将步骤(3)微电解处理完的废水，加入双氧水进行一级催化氧化反应，氧化时间45分钟，双氧水的加入量与废水总体积的比值为3kg/m3；
(5)曝气反应：用氢氧化钠将步骤(4)处理好的废水调节PH值为8，加入净水剂聚合氯化铝曝气反应90分钟，随后进入絮凝池，聚合氯化铝的加入量与废水总体积的比值为3kg/m3；
(6)一次沉降：在絮凝池中加入阳离子聚丙烯酰胺加速絮凝沉淀，当达到水泥分层时，再沉降60分钟后进入一次污泥沉降池，使上层清水与下层污泥分离，阳离子聚丙烯酰胺的加入量与废水总体积的比值为2kg/m3；
(7)二级催化氧化处理：将步骤(6)上层的清水进行二级催化氧化处理后，再依次进入水解酸化池、菌池，氧化时间90分钟，双氧水的加入量与废水总体积的比值为0.6kg/m3；
(8)二次沉降：将步骤(7)处理好的废水进入二次污泥沉降池进行泥水分层，沉淀好的上层清水经溢水口，流入污水管网，沉淀好的活性菌泥重新打回菌池，老化的菌泥排放到污泥干化场。
工业应用例：处理某橡胶助剂企业高浓度废水经二级芬顿法处理后COD仍不达标，出水COD为1200mg/L。采用本发明实施例1～3的方法处理后，出水COD分别为200mg/L、250mg/L、268mg/L，达到标准。两种处理方法污水效果比较如下表1：
表1效果比较表
| 方法名称 | 进水COD(mg/L) | 出水COD(mg/L) |
| 本发明实施例1 | 4000-5000 | 200 |
| 本发明实施例2 | 4000-5000 | 250 |
| 本发明实施例3 | 4000-5000 | 268 |
| 传统二级芬顿法 | 4000-5000 | 800-1100 |
Claims (10)
1.一种多级催化氧化加微电解法处理废水的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)预处理：首先对流入调节池的废水进行三级布袋过滤，再采用曝气法进行预处理工艺，废水COD能降解500～700mg/L；
(2)曝气酸析：用酸调节剂将步骤(1)经预处理的废水的PH值调节为3～4，曝气酸析后进入纤维球过滤器过滤，将酸析出的生成物过滤掉，废水COD能降解200～400mg/L；
(3)微电解：将步骤(2)过滤后的废水采用低进高出的方式，进入装有微电解填料的反应塔，利用微电解填料产生“原电池”效应，对废水进行处理；
(4)一级催化氧化处理：将步骤(3)微电解处理完的废水，加入双氧水进行一级催化氧化反应；
(5)曝气反应：用碱调节剂将步骤(4)处理好的废水调节PH值为7～8，加入净水剂聚合氯化铝曝气反应后，随后进入絮凝池；
(6)一次沉降：在絮凝池中加入阳离子聚丙烯酰胺加速絮凝沉淀，当达到水泥分层时，再沉降30～60分钟后进入一次污泥沉降池，使上层清水与下层污泥分离；
(7)二级催化氧化处理：将步骤(6)上层的清水加入双氧水进行二级催化氧化处理后，再依次进入水解酸化池、菌池；
(8)二次沉降：将步骤(7)处理好的废水进入二次污泥沉降池进行泥水分层，沉淀好的上层清水经溢水口，流入污水管网，沉淀好的活性菌泥重新打回菌池，老化的菌泥排放到污泥干化场。
2.根据权利要求1所述的多级催化氧化加微电解法处理废水的方法，其特征在于步骤(1)所述的曝气时间为30～90分钟。
3.根据权利要求1所述的多级催化氧化加微电解法处理废水的方法，其特征在于步骤(2)所述的酸调节剂为硫酸、盐酸和硝酸，酸调节剂加入量与废水总体积的比值为0.5～1kg/m3。
4.根据权利要求1所述的多级催化氧化加微电解法处理废水的方法，其特征在于步骤(2)所述的曝气酸析的时间为30～40分钟。
5.根据权利要求1所述的多级催化氧化加微电解法处理废水的方法，其特征在于步骤(3)所述的微电解的时间为30～60分钟。
6.根据权利要求1所述的多级催化氧化加微电解法处理废水的方法，其特征在于步骤(4)所述的一级催化氧化时间45～90分钟，双氧水的加入量与废水总体积的比值为3～5kg/m3。
7.根据权利要求1所述的多级催化氧化加微电解法处理废水的方法，其特征在于步骤(5)所述的曝气反应时间为45～90分钟，聚合氯化铝的加入量与废水总体积的比值为1～3kg/m3。
8.根据权利要求1所述的多级催化氧化加微电解法处理废水的方法，其特征在于步骤(5)所述的碱调节剂为氢氧化钠。
9.根据权利要求1所述的多级催化氧化加微电解法处理废水的方法，其特征在于步骤(6)所述的阳离子聚丙烯酰胺的加入量与废水总体积的比值为1～3kg/m3。
10.根据权利要求1所述的多级催化氧化加微电解法处理废水的方法，其特征在于步骤(7)所述的二级催化氧化时间45～90分钟，双氧水的加入量与废水总体积的比值为0.5～1.5kg/m3。
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Denomination of invention: Method for treating waste water in multi-stage catalytic oxidation and microelectrolysis method Effective date of registration: 20150105 Granted publication date: 20131030 Pledgee: Zibo Xinrun financing Company limited by guarantee Pledgor: Zibo Gaohui Chemical Co.,Ltd. Registration number: 2014370000060 |
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Denomination of invention: Method for treating waste water in multi-stage catalytic oxidation and microelectrolysis method Effective date of registration: 20160308 Granted publication date: 20131030 Pledgee: Zibo Xinrun financing Company limited by guarantee Pledgor: Zibo Gaohui Chemical Co.,Ltd. Registration number: 2016370000013 |
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