CN103011472A - 一种提高化工废酸bod绝对值的预处理方法 - Google Patents

一种提高化工废酸bod绝对值的预处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水处理技术，尤其涉及一种提高化工废酸BOD绝对值的预处理方法。本发明通过调节水质、化工废酸臭氧预处理、稀土-铁碳微电解、臭氧催化处理、中和沉降等步骤，可以有效提高化工废酸的BOD绝对值，从而降低后续生化处理的难度。本发明的优点是使后续常规的生化反应大大降低了处理难度，还具有以废治废、处理效果好、成本低廉及操作简便等优点。

Description

一种提高化工废酸BOD绝对值的预处理方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种提高化工废酸BOD绝对值的预处理方法。
背景技术
工业废酸主要来自于煤矿、化工、印染、冶金等工业部门，而这些产业都是各国的经济命脉，分布广泛，排污量大，在工业废水中占很大比例。工业废酸具有酸性强，水质成分复杂，色度高，生物需氧量/化学需氧量（BOD/COD)低等特点，通过生化法对其处理的难度很大，处理成本高。
铁碳微电解技术是以废铁屑和活性炭为原料的处理工艺，具有以废治废、处理效果好及操作简便等优点，因此成为近年来处理高浓度有机废水的研究热点，但铁碳微电解技术应用在化工废酸处理中，对铁碳的消耗量是很巨大的，而且容易出现板结的现象，近年来铁碳微电解技术或者催化铁碳微电解技术对废水的研究重点都是放在了降低COD的研究上面，中国专利CN101934230A公开了一种铁内电解催化剂及其制备方法，采用分子筛负载单质铜和二氧化锰等按质量比混合而成，对COD的去除率可以达到50%以上，对BOD的提升改善作用并未涉及，而且在废水的处理中铜元素的含量在水质排放中是有要求，其他相关的催化铁碳微电解技术的报道也有很多，[吕游,《化工装备技术》，强化铁碳微电解法处理拉开水废水的研究，2012-6，33-6：20-23]、[番全、王惠等,《湖北大学学报》，铁碳微电解处理印染废水的研究，2011-6，33-2：165-167]；其中针对化工废酸中BOD绝对值的提升技术，均鲜有涉及。
稀土金属由于其特殊的4f电子结构具有多方面的催化、助催化作用，被广泛应用于多相催化中，被称为21世纪的战略元素。目前稀土金属在国内主要应用于脱硝、脱硫、汽车尾气净化和光催化等领域，在水处理领域中的应用还处于初级开发阶段，基本上都局限于利用稀土制备复合型吸附剂、混凝剂，但将稀土金属与铁碳微电解技术联合使用，用于工业废酸的预处理过程，使其BOD绝对值得到提高的研究在国内外还未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提出一种提高化工废酸BOD绝对值的预处理方法，通过稀土-铁碳微电解技术的联合应用，克服现有技术的不足，可将难降解的有机污染物转化为易降解的有机污染物，降低废酸的生物毒性，提高化工废酸的BOD绝对值，而不单单是以降低COD为主要目的，从而使废酸后续的生化处理得以低负荷进行。
一种提高化工废酸BOD绝对值的预处理方法，其特征在于包括下述步骤：
（1）调节水质
将化工废酸通入调节池，在调节池中加入pH调节剂,调节pH值达到2.5—3；其中的pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钙、或氧化钙；
（2）化工废酸臭氧预处理
将待用稀土复合物用1%质量浓度的待处理化工废酸进行浸渍活化10—15min，活化完成后的稀土复合物加入到化工废酸中进行催化臭氧预处理5分钟，然后将预处理完成后的化工废酸导入铁碳电解池；加入到化工废酸中的稀土复合物的质量浓度为400mg/L—800mg/L；
所述稀土复合物为镧、铈、钆三种稀土水合氧化物以质量比为2:1:3混匀干燥后粉碎成200—500目的粉末状物质；其中臭氧的发生量为2g/m3·h；
（3）稀土-铁碳微电解
先将铁屑用0.1M盐酸活化30min，去除其表面氧化层，然后将碳粒用水浸泡；开启进水阀，使经过臭氧预处理后含有稀土金属的化工废酸进入微电解池，按一定的比例量加入铁屑、碳粒，反应60min—80min后，打开出水阀，化工废酸进入下一步臭氧处理中；
其中，铁屑、碳粒、稀土复合物的质量比为5—15：1：0.8—1.5；铁屑投加量与化工废酸COD的质量比例关系为0.6—1：1；
（4）臭氧催化处理
利用臭氧对混合有稀土金属元素和铁元素的化工废酸液再做进一步催化反应处理，反应时间为10分钟，后续进入中和沉降池；
（5）中和沉降
利用饱和Ca(OH)2调节化工废酸的pH值至中性，然后在沉降池中沉降0.5h—2h，去除沉淀物即可。
作为优选，上述一种预处理方法的步骤（3）中的铁屑投加量与化工废酸COD的质量比例关系为0.7：1。其中，微电解池中同时伴有曝气装置，进行微孔曝气；同时为了防止铁屑、碳粒板结，采用连续循环曝气方式。
有益效果是：
通过本发明的处理，在化工废酸中，铁碳在酸性条件下反应生成具有高度还原氧化特性的物质可与废酸中难降解的有机污染物发生发应，使其结构破坏并分解成微生物可利用的小分子有机物。稀土由于其特殊的电子结构具有多方面的催化、助催化作用，能促进铁碳与水中存在的各种形态的污染物发生反应，将复杂的有机物转化为简单有机物，提高化工废酸的BOD绝对值。其次，反应所产生的铁系化合物可以有效吸附、凝聚水中的污染物。另外，处理后化工废酸的色度以及所含磷、砷、氟、铬、氨氮等物质大为降低，生物毒性得到极大改善，并且其BOD5/CODcr从0.02提高到0.25—0.4（当BOD5/CODcr>0.3时，表明废水的可生化性良好），使后续常规的生化反应大大降低了处理难度。本发明还具有以废治废、处理效果好、成本低廉及操作简便等优点。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式。
实施例1
某印染厂100吨/ 日的化工废酸处理工程。
所述的化工废酸原水经测定水质情况如下表所示：
项目序号 项目 测定值
1 pH值 0.42
2 CODCr 7850 mg/L
3 BOD5 350 mg/L
4 B/C 0.045
5 色度 1200倍
按图1所示流程，对本实施例中水质进行调节：
印染厂化工废酸通过管道进入调节池调节水质，均衡水量，使得来自印染厂各处的不同性质的化工废酸的流量及参数得以充分调节，便于后续单元的处理，并在调节池中加入氢氧化钠溶液,调节pH值至2.5。
废酸臭氧预处理：
调节好的化工废酸中加入440mg/L的稀土复合物后，通入臭氧预反应5分钟，此时废酸液的pH为2.6。
稀土-铁碳微电解：
先将铁屑用0.1M盐酸活化30min，去除其表面氧化层，然后将碳粒用水浸泡；在微电解池中加入经活化后的铁屑5500mg/L、碳粒550mg/L。开启进水阀，使臭氧预处理后的废酸液进入微电解池，开启曝气装置进行微孔曝气，反应60min后，打开出水阀，将废酸转移至臭氧催化装置。检测废酸的pH为4.5。
对化工废酸进行催化臭氧化处理10分钟。
中和沉降。利用饱和Ca(OH)2调节废酸液pH值至中性，沉降1小时后检测上层澄清水体的BOD和COD浓度数据。
作为对比效果，在相同的实验条件下，同时做了臭氧中不加稀土金属和第4）步骤中臭氧深度处理省略的实验对比情况。具体数据情况参见下表：
Figure BDA0000271923171
实施例2
化工废酸原水水质情况同上述实施例1相同。
1)调节水质。印染厂化工废酸通过管道进入调节池调节水质，均衡水量，使得来自印染厂各处的不同性质的化工废酸的流量及参数得以充分调节，便于后续单元的处理，并在调节池中加入氢氧化钠溶液,调节Ph值至2.5。
2)废酸臭氧预处理：调节好的化工废酸中加入780mg/L的稀土复合物后，通入臭氧预反应5分钟，此时废酸液的pH为2.7。
3)稀土-铁碳微电解。在微电解池中加入经活化后的铁屑7850mg/L、碳粒520mg/L。开启进水阀，使臭氧预处理后的废酸液进入微电解池，开启曝气装置进行微孔曝气，反应60min后，打开出水阀，将废酸转移至臭氧催化装置。检测废酸的pH为4.4。
4）对废酸液进行催化臭氧化处理10分钟。
5）中和沉降。利用饱和Ca(OH)2调节废酸液Ph值至中性，沉降1小时后检测上层澄清水体的BOD和COD浓度数据。
作为对比效果，在相同的实验条件下，同时做了臭氧中不加稀土金属和第4）步骤中臭氧深度处理省略的实验对比情况。具体数据情况参见下表：
Figure BDA0000271923172

Claims (3)

1.一种提高化工废酸BOD绝对值的预处理方法，其特征在于包括下述步骤：
（1）调节水质
将化工废酸通入调节池，在调节池中加入pH调节剂,调节pH值达到2.5—3；其中的pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钙、或氧化钙；
（2）化工废酸臭氧预处理
将待用稀土复合物用1%质量浓度的待处理化工废酸进行浸渍活化10—15min，活化完成后的稀土复合物加入到化工废酸中进行催化臭氧预处理5分钟，然后将预处理完成后的化工废酸导入铁碳电解池；加入到化工废酸中的稀土复合物的质量浓度为400mg/L—800mg/L；
所述稀土复合物为镧、铈、钆三种稀土水合氧化物以质量比为2:1:3混匀干燥后粉碎成200—500目的粉末状物质；其中臭氧的发生量为2g/m3·h；
（3）稀土-铁碳微电解
先将铁屑用0.1M盐酸活化30min，去除其表面氧化层，然后将碳粒用水浸泡；开启进水阀，使经过臭氧预处理后含有稀土金属的化工废酸进入微电解池，按一定的比例量加入铁屑、碳粒，反应60min—80min后，打开出水阀，化工废酸进入下一步臭氧处理中；
其中，铁屑、碳粒、稀土复合物的质量比为5—15：1：0.8—1.5；铁屑投加量与化工废酸COD的质量比例关系为0.6—1：1；
（4）臭氧催化处理
利用臭氧对混合有稀土金属元素和铁元素的化工废酸液再做进一步催化反应处理，反应时间为10分钟，后续进入中和沉降池；
（5）中和沉降
利用饱和Ca(OH)2调节化工废酸的pH值至中性，然后在沉降池中沉降0.5h—2h，去除沉淀物即可。
2.根据权利要求1所述的一种预处理方法，其特征在于步骤（3）中的铁屑投加量与化工废酸COD的质量比例关系为0.7：1。
3.根据权利要求1所述的一种预处理方法，其特征在于步骤（3）中微电解池中同时伴有曝气装置，进行微孔曝气；同时为了防止铁屑、碳粒板结，采用连续循环曝气方式。
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