CN103663804A - 铁-碳微电解预处理含肼及其衍生物废水的方法 - Google Patents

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一种铁-碳微电解预处理含肼及其衍生物废水的方法，将含肼及其衍生物废水用稀硫酸调节pH为2~4，然后将pH为2~4的含肼及其衍生物废水通过微电解柱，同时向微电解柱中鼓气，在不断鼓气的条件下，对含肼及其衍生物废水进行Fe-C微电解处理，含肼及其衍生物废水在微电解柱中的平均停留时间为2-24小时，进行充分反应。所述微电解柱为Fe-C微电解柱，采用铁和炭为填料，铁、炭重量比为6~30:1。所述Fe-C微电解柱中的填料铁为颗粒状或碎屑状的海绵铁、铁刨花或废铁屑铁制品，所述Fe-C微电解柱中的填料炭为柱状、颗粒状或碎屑状的活性炭，填料铁和炭的粒径均为1~50mm。本发明简单可行、成本相对低廉，废水中肼及其衍生物的去除率高达95%以上，CODcr去除率能达到70%-80%。

Description

铁-碳微电解预处理含肼及其衍生物废水的方法
技术领域
本发明涉及一种预处理含肼及其衍生物废水的方法，具体涉及一种铁-碳微电解预处理含肼及其衍生物废水的方法，属于工业污水处理领域。
背景技术
废水处理一直是环保行业关注的问题。含肼及其衍生物废水由于其良好的能量性能被广泛地用作航天和导弹燃料，是当代飞行器常用的液体火箭推进剂。肼及其衍生物是无色透明的液体，具有鱼腥臭味，呈弱碱性，有毒。随着航天事业的迅速发展，肼类推进剂废水的量逐年增加，对实验厂、发射基地及周边环境的污染影响越来越严重，加强肼类推进剂废水的治理势在必行。目前国内外对于含肼及其衍生物废水的治理，根据其含毒物质的成分和含量不同，分别采取了一些处理方法。具体归纳起来可分为自然降解法、氯化法、臭氧-γ-活性炭法、离子树脂交换法、TiO2光催化氧化法等。自然净化法是一种有效、经济、适用、简便、节能的污水处理方法，但处理周期太长，难以满足任务要求。使用氯化法处理后的含肼及其衍生物废水，废水中污染物的残余浓度很低，通常肼类指标能达到要求，但不足之处是中间产物其浓度通常难以达到排放要求。TiO2光催化氧化法，经济有效，既节约了能源，又大大缩短了处理周期，有较高的开发前景。但未达到工业化的程度，有的需要用H2O2或O3作氧化剂，有的需要偏高的反应温度等工艺条件。因此，研制、开发新的高效、低成本含肼及其衍生物废水的预处理方法，是有待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种铁-碳微电解预处理含肼及其衍生物废水的方法，本发明简单可行、成本相对低廉，可有效去除废水中所含肼及其衍生物，废水中肼及其衍生物的去除率高达95%以上，CODcr去除率能达到70% - 80%。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：铁-碳微电解预处理含肼及其衍生物废水的方法，将含肼及其衍生物废水用稀硫酸调节pH为 2~4，然后将pH为 2~4的含肼及其衍生物废水流经含微电解柱反应器，同时向微电解柱中鼓气，对含肼及其衍生物废水进行Fe-C微电解处理，含肼及其衍生物废水在微电解柱中的平均停留时间为2~24小时，进行充分反应，利用Fe-C微电解处理过程中炭的吸附作用、曝气氧化作用以及Fe/C微电池的氧化还原作用，对废水中的肼及其衍生物进行氧化降解反应，降低有毒物质肼及其衍生物的浓度；所述微电解柱为Fe-C微电解柱，采用铁和炭为填料，铁、炭重量比为6~30 : 1。
进一步地，所述Fe-C微电解柱中的填料铁为颗粒状或碎屑状的海绵铁、铁刨花或废铁屑铁制品，所述Fe-C微电解柱中的填料炭为柱状、颗粒状或碎屑状的活性炭，填料铁和炭的粒径均为1~50mm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：污水处理微（内）电解法是一种利用某些具有不同电极电位的物质质点间所构成的微电池的自身放电作用，分解污水中污染物分子的电化学方法。在污水处理工业中，目前使用的内电解法是Fe-C质原电池基材，能有效降解有机污染物分子。Fe-C微电解处理有机物的原理是：利用电化学技术在电解质溶液中经腐蚀效应形成无数微小的原电池来处理废水，它是一种集电解、混凝、电絮凝、吸附等多种物理、化学作用于一体的废水处理方法。进一步说是将有机废水通过装有铁屑与活性炭的床层，由于含酸性的废水与铁碳之间产生了许多微小的原电池，在偏酸性溶液中，电极反应所产生的新生态H具有较高的活性，能对废水中的有机物进行降解。在电极电位较低的阳极上，铁失去电子生成Fe2+进入溶液中，使电子流向碳阴极。由此产生的新生态Fe2+也具有很高的活性，用以克服阳极的极化作用，促进铁的电化学腐蚀，从而达到对废水中有机物的去除效果。本发明为了有效脱除上述废水中肼及其衍生物，提高出水可生化性，本发明将上述废水进行Fe-C微电解，利用过程中活性炭的吸附作用、曝气氧化作用以及Fe/C微电池的氧化还原作用等，对废水中的肼及其衍生物进行氧化降解反应，降低有毒物质肼及其衍生物的浓度，从而提高废水的可生化性。经过该方法处理后，废水中肼及其衍生物的去除率高达95%以上，CODcr去除率能达到70% - 80%。
附图说明
图1 为本发明铁-碳微电解预处理含肼及其衍生物废水方法的实施工艺流程图；
图中：1为微电解柱反应器、2风机、3生化池。
图中：加碱的目的是中和预处理后的含肼及其衍生物废水，从而进行下一步生化处理。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐述本发明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。
铁-碳微电解预处理含肼及其衍生物废水的方法：用稀硫酸调节含肼及其衍生物废水的pH为2~4，pH为2~4含肼及其衍生物废水流经含微电解柱反应器1，再通过风机2向含微电解柱反应器不断鼓气的条件下，处理2-24小时，即可实现微电解法预处理含肼及其衍生物废水。进一步加碱中和微电解预处理后的含肼及其衍生物废水，再进入生化池3进行后续深度处理。
微电解柱以铁与炭为填料，简称Fe-C微电解柱，Fe/C重量比为(6~30):1。Fe-C微电解柱中的填料铁为颗粒状或碎屑状的海绵铁、铁刨花或废铁屑铁制品。Fe-C微电解柱中的填料炭为柱状、颗粒状或碎屑状的活性炭。填料铁和炭的粒径均为1~50mm。
微电解柱使用时间过长，铁屑粉及活性炭表面部分被上述废水中的悬浮物包裹，导致有机物去除率下降，使用一段时间后应对Fe-C微电解柱进行必要的清洗。
实施例1
废水的水质情况：肼及其衍生物浓度970.95mg/L，CODcr773.65mg/L，pH值为9.80。按照上述方法进行处理，将所述含肼及其衍生物废水用稀硫酸调节其pH值为2.10，然后将其通过以铸铁屑和活性炭粉末为填料，重量比为9:1的Fe-C微电解柱，在不断鼓气的条件下，使其充分反应3小时。处理之后，废水中肼及其衍生物的去除率为99.72%，CODcr去除率为71.72%，pH值为5.85。
实施例2
废水的水质情况：肼及其衍生物浓度896.27mg/L，CODcr758.40mg/L，pH值为9.95。按照上述方法进行处理，将所述含肼及其衍生物废水用稀硫酸调节其pH值为2.02，然后将其通过以铸铁屑和活性炭粉末为填料，重量比为9:1的Fe-C微电解柱，在不断鼓气的条件下，使其充分反应2小时。处理之后，废水中肼及其衍生物的去除率为94.44%，CODcr去除率为79.01%，pH值为6.24。
实施例3
废水的水质情况：肼及其衍生物浓度962.66mg/L，pH值为9.68。按照上述方法进行处理，将所述含肼及其衍生物废水用稀硫酸调节其pH值为2.02，然后将其通过以铁刨花和活性炭粉末为填料，重量比为9:1的Fe-C微电解柱，在不断鼓气的条件下，使其充分反应9小时。处理之后，废水中肼及其衍生物的去除率为91%以上，pH值为5.17。
实施例4
废水的水质情况：肼及其衍生物浓度2000~2500mg/L，CODcr12000mg/L，氨氮540mg/L，pH值为6.62。按照上述方法进行处理，将所述含肼及其衍生物废水用稀硫酸调节其pH值为2.09，然后将其通过以铁刨花和活性炭粉末为填料，重量比为9:1的Fe-C微电解柱，在不断鼓气的条件下，使其充分反应24小时。废水中肼及其衍生物的去除率可达到94%以上，CODcr去除率72.00%，氨氮去除率62.22%，pH值为6.24。
实施例5
废水的水质情况：废水CODcr140000mg/L，氨氮5002mg/L，pH值为3.07。按照上述方法进行处理，将所述含肼及其衍生物废水用稀硫酸调节其pH值为2.32，然后将其通过以铁刨花和活性炭粉末为填料，重量比为9:1的Fe-C微电解柱反应器，在鼓气的条件下，使其充分反应3小时。CODcr去除率36.00%，氨氮去除率34.27%，pH值为4.89。
结果表明：这种Fe-C微电解处理工艺能有效预处理含肼及其衍生物废水，可以有效地降解有毒分子，提高废水的可生化性。

Claims (2)

1. 铁-碳微电解预处理含肼及其衍生物废水的方法，其特征是，将含肼及其衍生物废水用稀硫酸调节pH为 2-4，然后将pH为 2-4的含肼及其衍生物废水流经含微电解柱反应器，同时向微电解柱中鼓气，对含肼及其衍生物废水进行Fe-C微电解处理，含肼及其衍生物废水在微电解柱中的平均停留时间为2-24小时，进行充分反应，利用Fe-C微电解处理过程中炭的吸附作用、曝气氧化作用以及Fe/C微电池的氧化还原作用，对废水中的肼及其衍生物进行氧化降解反应，降低有毒物质肼及其衍生物的浓度；所述微电解柱为Fe-C微电解柱，采用铁和炭为填料，铁、炭重量比为6-30 : 1。
2. 根据权利要求1所述的铁-碳微电解预处理含肼及其衍生物废水的方法，其特征是，所述Fe-C微电解柱中的填料铁为颗粒状或碎屑状的海绵铁、铁刨花或废铁屑铁制品，所述Fe-C微电解柱中的填料炭为柱状、颗粒状或碎屑状的活性炭，填料铁和炭的粒径均为1-50mm。
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